HealthLab: Messungen zur psychischen Belastung und Kreislaufregulation von Probanden in Schwerelosigkeit

Vieles deutet darauf hin, dass das Autonome Nervensystem, das heißt das nicht willentlich beeinflussbare Nervensystem, auf psychische Belastung wie etwa Stress bei verschiedenen Menschen unterschiedlich reagiert. So erhöht sich bei vielen Personen der Blutdruck, einige reagieren mit Schweißausbrüchen und andere verspüren Magendruck. Man nennt dies das "Reaktionsmuster des Autonomen Nervensystems". Diese Erfahrungen konnten bislang jedoch nicht mit einer standardisierten Versuchsanordnung durch messbare Daten bestätigt werden – weder im Weltraum noch auf der Erde.

Dies soll jetzt anders werden: In einem gemeinsamen Experiment des russischen Institutes für Weltraummedizin (IBMP Moskau; Dr. Salnitski) und des Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin des DLR (Abteilung Psychologie, Hamburg; Dr. Johannes) werden Kosmonauten am Boden sowie an Bord der Internationalen Raumstation ISS in einer Simulation der Stresssituation eines von Hand zu steuernden Andockmanövers eines Raumschiffs an eine Raumstation ausgesetzt. Dabei werden ihre psychischen und physiologischen Reaktionen gemessen. Bei diesem Andockmanöver handelt es sich um eine mental und motorisch äußerst schwierige Aufgabe, bei der zeitgleich alle sechs Freiheitsgrade im Raum zu kontrollieren sind. Zum Vergleich: beim Autofahren hat man es lediglich mit zwei unabhängigen Freiheitsgraden zu tun, beim Fliegen eines Flugzeuges mit vier. Ein solches Andockmanöver ist aber von zentraler Bedeutung für den Erfolg einer ganzen Mission – ein Misserfolg muss unbedingt ausgeschlossen werden.

Mit dem Experiment soll die psychische und physiologische Leistungsfähigkeit der Kosmonauten ermittelt werden, um letztendlich objektiv entscheiden zu können, welcher Kosmonaut in einer konkreten Situation am besten in der Lage ist, bestimmte Aufgaben erfolgreich durchzuführen. Erstmalig werden etablierte psychologische Testverfahren mit quantitativen physiologischen Messungen verknüpft. Die resultierenden Daten werden mit der vom DLR entwickelten medizinischen Messanlage HealthLab erfasst. Deren Komponenten sind so klein und handlich, dass sie am Körper getragen werden können. Dadurch ist die Anlage sehr mobil. Sie kann gleichzeitig mehr als zehn Werte wie beispielsweise Blutdruck, Puls, Atmung und Stimme analysieren. Anhand dieser Daten will die deutsch-russische Wissenschaftlergruppe versuchen, die Kosmonauten in ein "Autonomes Outlet Type"-Schema einzuordnen. Dies ist ein System zur Einteilung in Stress-Reaktions-Typen, bei dem auch die Beanspruchungsgrenzen ermittelt werden.

Mediziner nutzen diesen innovativen Ansatz inzwischen auch in anderen Bereichen.  Dazu gehören beispielsweise die klinische Diagnose, die Reise- und Expeditionsmedizin und das Testen von Berufspiloten. Bei ausreichend großer Datenmenge wird analysiert, ob die Reaktionsmuster angeboren, erworben oder von der körperlichen Verfassung des Individuums abhängig sind.

Das Fernziel der Untersuchungen ist es, ein diagnostisches Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe die Zuverlässigkeit von Handlungen in Stress-Situationen auch in anderen Situationen vorhergesagt werden kann. So könnte die aktuelle Beanspruchung von Menschen ermittelt werden, die eine hohe berufliche Verantwortung tragen (wie Fluglotsen, Piloten oder Sprengstoffexperten).

Eine Machbarkeitsstudie zu dem technisch anspruchsvollen Experiment wurde bereits Ende der neunziger Jahre auf der MIR-Station mit einem Vorgängermodell von HealthLab über vier Jahre lang erfolgreich durchgeführt. Mit Beginn der 17. ISS-Mission werden jetzt jeweils die russischen Kosmonauten in einer systematischen Studie untersucht. Eine Erweiterung des Experiments auf das Training mit dem kanadischen Roboterarm der ISS ist in Kooperation mit der Kanadischen Raumfahrtagentur in Vorbereitung. Auf der Erde werden parallel zu den Weltraumuntersuchungen entsprechende Experimente im Labor, im Parabelflug und unter Langzeitisolation (Mars500) durchgeführt, um die Datenbasis zu erweitern.

HealthLab:

Monitoring of psychophysiological health and performance

Forschungsgebiet:Humanphysiologie
Zeitraum:Seit Mai 2008
Einsatzbereich:Russischer Teil
Partner:Russland
Status:laufendes Experiment
Ansprechpartner: Dr. Bernd Johannes, DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin

Zuletzt geändert am: 11.07.2011 17:51:49 Uhr

URL dieses Artikels

  • http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10342/538_read-604/

Der russische Kosmonaut Oleg Kononenko mit dem Experiment HealthLab auf der ISS

Der russische Kosmonaut Oleg Kononenko mit dem Experiment HealthLab auf der Internationalen Raumstation ISS.

HealthLab misst psychische Belastung und Kreislaufregulation in Schwerelosigkeit

Das Experiment HealthLab erfasst mit seinen kleinen Komponenten nicht-invasiv mehr als zehn Werte wie beispielsweise Blutdruck, Puls, Atmung und Stimme. Das Bild zeigt eine Probandin beim Parabelflug während des Experiments.

Das Experiment HealthLab wurde auch im DLR-Parabelfugzeug A300-ZERO G getestet

Wie reagiert unser Körper unter Stress in Schwerelosigkeit? Im Rahmen des Experiments HealthLab simulierten Wissenschaftler des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin in Hamburg und des Moskauer Instituts für Biomedizinische Probleme (IBMP) ein händisch gesteuertes Andockmanöver eines Raumschiffs an eine Raumstation am Boden sowie an Bord der ISS und an Bord des DLR-Parabelflugzeugs A 300-ZERO G (Foto). Im Mittelpunkt standen die Reaktionen der Probanden auf psychischen Stress.

Links

  • DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin
    (http://www.dlr.de/me)