Opice může změnit osud. A k tomu se podle čínského horoskopu nemusíte narodit v roce červené nebo černé opice. Je důležité se o toto zvíře zajímat, studovat ho a zapojit ho do řešení univerzálních lidských problémů, jak to dělají pracovníci Vědeckého primatologického centra Ústavu lékařských a biologických problémů Ruské akademie věd. Málokdo ví, že:
• opice hrály důležitou roli
• při přípravě na lety na ruském raketoplánu „Buran“;
• opice v rozporu se zavedenými představami žily a pracovaly dobře ve vesmírných letech a po jejich dokončení se staly vůdci mezi svými příbuznými;
• díky opicím už vědci vědí, že pro let na Mars je lepší zvolit tvora sangvinického psychotypu.
Příprava na let. Archiv Ústavu biomedicínských problémů RAS.
Takže jsem v ústavu, kde to všechno začalo, kde vědí, milují opice a zacházejí s nimi jako s lidmi – nic víc, nic míň. Při experimentech, které trvají dny a někdy i týdny, operátoři tráví noc v centru se svými svěřenci. Nevím, proč opici rhesus ještě nepostavili pomník, jako kdysi prvnímu astronautskému psovi Lajce, protože právě díky opici byl let lidí do vesmíru bezpečnější a pohodlnější.
Vše začalo v roce 1976, kdy byl generální konstruktér Gleb Lozino-Lozinsky pověřen prací na projektu první sovětské znovupoužitelné kosmické lodi Buran. Před ním už astronauti letěli do vesmíru a už bylo známo, že prvních 12 dní letu se zpravidla stráví adaptací na stav beztíže.
„Nedovedete si představit, jaké zvláštní pocity zažívají kosmonauti, zvláště nováčci, po příletu na orbitální stanici,“ říká Vedoucí oddělení prevence Státního vědeckého centra Ruské federace „Ústav lékařských a biologických problémů Ruské akademie věd“, fyzioložka, akademička Ruské akademie věd Inesa KOZLOVSKAYA. “O některých z nich lidstvo dříve ani nevědělo.” Jednou z prvních iluzí, která vzniká ve stavu beztíže, je iluze převráceného prostoru, kdy si kosmonaut myslí, že má hlavu dole a nohy nahoře, když si představuje, že je asymetrický, nakloněný doleva nebo doprava atd. To jsou iluze polohy. Kromě známé kinetózy komplikují obraz iluze pohybu vlastního těla a okolních předmětů. Můžete mít pocit, že na vás padá skříň a jednoduché pohyby se stávají obtížnými. Ve vesmíru, promiňte, stráví astronaut oblékáním kalhot 4krát více času než na Zemi.
Dnes, i díky experimentům s opicemi, vědci už vědí, jak připravit tělo na neobvyklé podmínky, jak ho zapojit do práce na stanici a mnohem rychleji překonat nepříjemný pocit nejistoty ve vesmíru. Ale v 1970. letech minulého století to nevěděli.
Lozino-Lozinsky proto uvažoval takto a oslovil fyziology z IBMP: „Dobře, dnes jste dokázali, že člověk může žít ve stavu beztíže, že jeho srdce, plíce a trávení pracují ve stavu beztíže. Co hlava, centrální nervový systém? Stavíme loď, na které musí astronaut okamžitě začít pracovat a ovládat ji 7–10 dní. A v této době bude mít kinetózu. Proč utrácet peníze za vytvoření lodi, když není nikdo, kdo by ji řídil. “
„Po této výzvě začalo intenzivní pátrání po zvířatech provádět neurofyziologický výzkum s cílem poskytnout konstruktérům potřebná doporučení a obecně prokázat, že lidé mohou být na Zemi přizpůsobeni stavu beztíže,“ říká Inesa Benediktovna. — V letech 1966–1971 jsem pracoval jako výměnný student ve Spojených státech z Institutu vyšší nervové aktivity, kde jsem studoval problémy fyziologie pohybu u opic, jejichž organizace centrálního nervového systému včetně vyšších kognitivních funkcí je blízká toho lidí. Shodou okolností tam, v USA, přijel Oleg Georgievich Gazenko, který tehdy vedl Institut biomedicínských problémů Ruské akademie věd, aby se zúčastnil zasedání OSN o mírovém využití vesmíru. Po pozorování našich experimentů mě Gazenko okamžitě pozval, abych se po návratu do SSSR přestěhoval z akademie do jeho ústavu.
Foto: Oleg Voloshin.
Abrek je lepší než minestrina
Pracovní podmínky byly téměř ideální. SSSR již zahájil program biologických družic řady BION zaměřený na studium faktorů kosmického letu na živých systémech. V Suchumi vzkvétalo primatologické centrum, jehož ředitel, největší světový primatolog Boris Lapin, se do této práce s nadšením zapojil. Pomohl také s výběrem typu pokusného zvířete, protože mezi několika tisíci Lapinovými mazlíčky byly malé opice, opice, makakové a paviáni. Mimochodem, tento vynikající vědec dodnes, po přestěhování svého centra do Soči, hodně pracuje s opicemi. Bez Lapina by podle jeho kolegů nebyly žádné experimenty s opicemi.
“Je však třeba poznamenat, že Američané nám také pomohli s výběrem druhu,” vzpomíná Kozlovskaja. „Svou první opici vypustili v roce 1969 a 5. den letu zemřela, stejně jako všichni její záložníci z kontrolní skupiny na Zemi. Příčinou smrti zvířat byla infekce, která se vyvinula v důsledku použití otevřených senzorů pro záznam krevního tlaku v experimentu. Když ale americký Kongres přezkoumal tento neúspěšný experiment, američtí fyziologové nechtěli přiznat svou chybu a speciálně jmenovaná komise identifikovala ne jeden, ale celou řadu důvodů, které by mohly vést ke smrti opic. Byly mezi nimi dva důvody, které jsme později v naší práci zohlednili: podle prvního z nich jde o stresový faktor spojený s tím, že opice letěla sama a jde o skupinové zvíře. Podle druhého se agresivní opice, stejně jako agresivní lidé, snadněji přizpůsobí obtížným podmínkám prostředí. A macaca minestrina vybraná pro let byla nejlaskavější z makaků.
Moskevští vesmírní fyziologové proto vybrali k letu ty nejagresivnější opice rhesus – a aby nebyly osamělé, poslali je na oběžnou dráhu ve dvojicích. První biosatelit s opicemi na palubě BION-6 vzlétl do vesmíru 14. prosince 1983. Během letu byly opice (v prvním letu to byli Abrek a Bion) umístěny do jednotlivých modulů nainstalovaných tak, aby na sebe neustále viděli.
“Opice se o sebe navzájem dotýkaly,” vzpomíná Kozlovskaja. „Sledovali jsme je pomocí videomonitorování. Od prvního dne trpěl Bion kinetózou: nejedl, nepil, seděl nehybně, tiskl hlavu na opěradlo židle a zavíral oči. Když to jeho partnerka viděla, málem vylezla z omezovacího obleku, stále dychtivá pomoci.
Všechny opice – jak průkopníci, tak dvojice, které je následovaly: Věrný a Hrdý, Sandman a Erosh, Zhakonya a Zabiyaka, Ivasha a Krosh, které jsme do roku 1996 vysílali do vesmíru – se živé vrátily na Zemi. Nehledě na to, že každý člověk měl za letu implantováno velké množství elektrod – do receptorových vláken vestibulárního aparátu, mozečku, kde se zpracovávají vestibulární signály, do mozkové kůry, do svalů, v blízkosti tepny na krku – pro záznam srdeční frekvence a tlaku – Po příjezdu na Zemi se opice rychle zotavily a cítily se dobře, žily svůj opičí život, některé v zoologických zahradách, některé v živých koutech škol. Mimochodem, byli to právě školáci, kteří v rámci speciálních rozhlasových soutěží dali našim „kosmonautům“ všechny své přezdívky v abecedním pořadí.
Po letu jsme jednu opici dali Fidelu Castrovi, druhou jsme dali do biologické školy – na naše studenty čekala fronta lidí. Z moskevské zoo nám byl vrácen pouze jeden Abrek: stal se tam hrdým, začal získávat vedení, „stavěl“ své příbuzné v kleci, obecně se ukázal jako skutečný lupič.
U opic hrály důležitou roli v sebevědomí jejich „koruny“ – kovové čepice, které skrývaly a chránily všechny senzory umístěné na hlavě.
Boris Lapin (vlevo) a Oleg Gazenko s budoucími kosmonauty. Archivy IBMP RAS.
Proč astronauti malují podlahu a strop?
Během letů na Buranu museli fyziologové získat odpovědi na otázky týkající se dvou důležitých problémů: fungování vestibulárního aparátu astronauta v nulové gravitaci a kvality činnosti operátora v těchto podmínkách. Na základě výsledků práce s makaky dostal Lozino-Lozinsky doporučení k řadě problémů, včetně návrhu ovládacího panelu Buran.
„Poradili jsme hlavnímu konstruktérovi, aby všechny kritické signály umístil na ovládací panel ve středu, aby astronaut neztrácel čas sledováním periferních cílů,“ říká Inesa Kozlovskaya. — Vypadá to jako maličkost, ale život posádky někdy závisí na milisekundách strávených nastavením pohledu do prostoru.
Jako příklad Inesa Benediktovna uvádí mimořádnou situaci, která jednou nastala na palubě stanice Mir: „Automatický dokovací systém selhal a astronaut nebyl schopen správně ovládat vhodnou nákladní loď. Byl jsem velmi nervózní a při intenzivním otáčení hlavy a pohybu od jednoho poklopu k druhému jsem nedokázal správně určit vzdálenost k cíli. A když si to uvědomil, bylo jasné, že nebude možné zabránit tomu, aby Progress zasáhl stanici. Veliteli posádky se ho na poslední chvíli podařilo otočit tak, že vší silou zasáhl pouze boční modul. Modul byl ztracen, ale stanice a životy tří astronautů byly zachráněny. Co způsobilo mimořádnou událost? Ano, protože my, lékaři, jsme se mylně domnívali, že vizuální proces netrpí stavem beztíže, a neprováděli jsme odpovídající výcvik pro astronauty. Experimenty s opicemi ukázaly, že rychlost „uchopení“ cíle v nulové gravitaci trpí, a to velmi. Jestliže na Zemi dokázala opice provést 256 správných reakcí při výběru cíle za 20 minut, pak v nulové gravitaci provedla stejných 256 reakcí za 100 minut. Trvání 300 milisekund v nulové gravitaci se změnilo na 3 sekundy. A za tři sekundy při současné rychlosti může loď snadno havarovat.
Při experimentech s opicemi rhesus se také ukázalo, že tělo by mělo být předem připraveno jak na „mořskou nemoc“, tak na provádění úkolů operátora v podmínkách změněného prostorového pole. Přenesením této zkušenosti na lidi se specialistům podařilo dosáhnout poměrně rychlé adaptace na palubě kosmické lodi. Dnes mnoho vesmírných průzkumníků začíná pracovat na stanici během prvních hodin po příletu.
Mimochodem, byl někdo z vás někdy v domě vzhůru nohama? Takové iluze nyní získávají na popularitě po celém světě. I na Zemi se jejich návštěvníkům dělá špatně. Nyní si představte astronauta, který, když se ocitne v nulové gravitaci, vůbec nechápe, kde je dole a kde nahoře. Pokusy s opicemi naznačily, jak by se tato situace dala zmírnit. Ukázalo se, že pokud v obytném modulu vesmírné stanice konvenčně označíme místa „podlaha“ a „strop“ odpovídajícími kresbami, pak budou iluze převráceného prostoru méně výrazné.
“Z 8letého muže je již 30letý muž.”
Dnes je v centru Institutu biomedicínských problémů Ruské akademie věd jen tucet opic. Nejlepší zvířata jsou 4letí makakové rhesus, kterým je podle lidských měřítek 20 let (věk opice je 5–6krát kratší než ten náš). V tomto věku ještě nedospěli, nestali se přehnaně agresivní a jsou umístěni do speciálních židlí a obleků pro ně vytvořených.
“Stává se, že někteří makakové žijí v moskevském primatologickém centru 7–8 let,” říká Kozlovskaja. “Měli jsme takového hrdinu, měli jste vidět tohoto obra.” Zdravý agresivní muž, věkově odpovídající 30letému muži!
Foto: archiv IBMP.
— Došlo k nějakým útokům opic na zaměstnance centra?
– Nikdo! Opice nám nikdo nebere holýma rukama, pouze v přenosných zařízeních. Obvykle se opice přesunou do přepravky z klece a zpět samy. Během zážitku naši mazlíčci řeší problémy a pracují za odměnu. Zpravidla se jedná o sladký džus, který jim za každou správnou odpověď kape po kapkách do úst, nebo banánové bonbóny, rovněž automaticky dávkované speciálním katapultem.
Zde na speciálních postelích probíhá experiment s postelovou hypokinezí, kdy opice nedělají nic jiného, než že leží a pijí šťávu – simuluje to přítomnost živých bytostí ve stavu beztíže. Nyní se již otáčí v odstředivce – té samé, jejíž menší analogové vědci chtějí v blízké budoucnosti doručit na ISS, aby tam vytvořili gravitační efekt.
— Někteří lidé si myslí, že opice nerady plavou. Není to tak úplně pravda. Neradi plavou ve studené vodě, ale dostávají se vysoko do teplé vody,“ vyvrací mýtus Kozlovskaja. „Vyvinuli jsme pro ně, stejně jako pro lidi, modely suchého ponoření (kdy ponoření do vody probíhá ve speciálním nepromokavém obleku) a mokrého ponoření, kdy potřebujeme za pouhých 3–6 hodin posoudit vliv stavu beztíže modulovaného ve vodě na základní funkce.
— Když musí opice dlouho ležet v posteli nebo sedět ve vodě v oblecích, necháš je na pokoji?
– Samozřejmě že ne. Ve dne i v noci s nimi mají službu speciálně vyškolení lidé.
Jsem překvapen, jak pilně tato na první pohled neklidná zvířata plní své úkoly. Je snad vtip ležet měsíc v posteli?! K čemuž opět dostávám nadšené vlastnosti mazlíčků od jejich opatrovníků: „Učí se velmi rychle, úspěšněji než někteří lidé!“; “Zvířata chápou výhody svého postavení, mají zájem vykonávat kognitivní úkoly, za které dostávají odměnu!”
Pro sangvinika je snazší letět na Mars
Jedním z pokročilých úkolů, kterým nyní čelí ocasatí testeři Institutu biomedicínských problémů Ruské akademie věd, je pomoci člověku letět na Mars.
Astronauti pracující na oběžné dráze Země si často stěžují na jasné záblesky ve vesmíru, které se pravidelně objevují v jejich očích. Jedná se o takzvané “radiační fosfeny”, způsobené těžkými nabitými částicemi vstupujícími do sítnice. Při četnosti a stavech, které se nyní vyskytují, nemají patologický vliv na zdraví. Co se ale stane v podmínkách, kdy hustota takového záření vzroste, například při letech na jiné planety? Problém radiace je dnes nazýván nejdůležitější překážkou na cestě do vzdálených světů. Kosmické záření totiž může ovlivňovat mozkové struktury ne na dálku, po pár letech, ale přímo během letu a připravit tak astronauty o schopnost ovládat loď.
Abychom zjistili, jak lze opice využít při přípravě letu na Rudou planetu, oslovili jsme Andrei Shtemberga, vedoucího oddělení experimentální biologie a medicíny Ústavu biomedicínských problémů Ruské akademie věd.
„Jakmile loď opustí magnetické pole Země, vstoupí do zóny galaktického kosmického záření, které se skládá z vysokoenergetických protonů, těžkých iontů železa, uhlíku a dalších částic – je tam celé spektrum,“ komentuje Andrei Sergeevich . – Energie je tam kolosální – až 10 až 20 mocnina MeV (megaelektronvolt) a nikdo zatím neví, jak se proti ní chránit. Zvětšení tloušťky oplechování lodi znamená další tuny, loď prostě nemusí vzlétnout. Elektromagnetická ochrana, která vychyluje všechny toky. Ale kůň tu ještě neležel.
Proto z naší strany stále potřebujeme studovat a studovat neurobiologické účinky těžkých iontů. Při pokusech Američanů, kteří na několik sekund ozařovali krysy ionty železa-56, se ukázalo, že při nejnepatrnějších dávkách byla prostorová orientace u krys zcela narušena. Ukázal to test s vodním bludištěm: v běžném bazénu byl vyroben ostrůvek, který je skrytý pod vodou. Normálně ji krysa rychle našla, ale po ozáření železnými ionty ji začala dlouho, dlouho klikatit, aby ji hledala.
Totéž se podle Shtemberga může stát v hlubokém vesmíru s lidmi, kde je moře takových částic, tvoří tam pozadí. Prostorová orientace určitě utrpí, ale jak moc, jak dlouho tento „efekt“ vydrží? Je obtížné „přenést“ data z krys na člověka, je nutné to modelovat na opicích. A IBMP už něco podobného udělal.
„Abychom simulovali podmínky letu na Mars, potřebujeme dlouhodobé záření na pozadí, které by simulovalo konstantní radiační pozadí přítomné ve vesmíru, stejně jako účinek vystavení astronautů těžkým iontům,“ říká Andrei Sergeevich. „Dlouhodobou expozici jsme simulovali ve speciální ozařovně a kvůli expozici těžkým částicím jsme naše mazlíčky vzali do Dubny, do Spojeného ústavu jaderných výzkumů, kde se vyrábí na urychlovačích. Naše opice jsme vystavili vysokoenergetickým protonům a uhlíkovým iontům. Výsledkem byly zajímavé efekty. Začnu tím pozitivním: po ozáření protony u všech opic. schopnost učení se zlepšila. To je způsobeno buď tím, že záření potlačuje výkonný mechanismus orientační reakce v některých mozkových strukturách a opice má prostě zúžení pozornosti na konkrétní úkol, nebo aktivací nejprve kompenzačních schopností centrálního nervový systém. Nyní – o negativním výsledku, který vznikl po ozáření uhlíkovými ionty. Ale ne pro všechny, ale jen pro vzrušivé makaky, jakési choleriky. U opic nebyl pozorován silný, vyvážený typ zhoršení.
— Ukazuje se, že sangvinik má větší šanci letět na Mars živý než cholerik?
– Dopadá to tak. Myslím, že to je třeba vzít v úvahu při výběru kosmonautů. Velmi důležitý je typ vyšší nervové aktivity.
V budoucnu se radiobiologové chystají provést naprosto unikátní experiment: přidat k radiačnímu faktoru vliv stavu beztíže, přetížení, změněného plynného prostředí, fyzické nečinnosti, hluku a vibrací opic. Ale to není všechno. Během dvou týdnů, kdy experiment trvá, budou subjekty muset provádět „činnosti operátora“. Ve skutečnosti stačí hrát počítačové hry a kombinovat kříž na obrazovce s různými cíli. A tak den za dnem, s postupnými komplikacemi úkolů, pro banánovou nebo malinovou tabletu, pro lahodnou šťávu vycházející z tuby přímo do vašich úst.
Na konci rozhovoru jsem požádal Andreje Sergejeviče, aby našim čtenářům poradil, co by se měli naučit od opic.
„Například víte, že z antropoidních lidoopů nejbližších lidem jsou klasičtí šimpanzi nejagresivnější, vedou skutečné války,“ začíná Shtemberg zdálky. – Ne jídlo, ne teritoriální, prostě na sebe útočí, zabíjejí samice i mláďata. Nejmírumilovnější, jakkoli se to může zdát divné, jsou gorily. Ale existují také trpaslí šimpanzi nebo bonobové. Nedávno byli identifikováni jako samostatný druh. Bonobové tedy na rozdíl od klasických šimpanzů nejsou vůbec agresivní – jsou jediným druhem, u kterého je agresivita sublimována do sexuality. Nedělají to ani kvůli plození, ale prostě pro radost. Takoví opičí hippies. Lidé si tak mohou přát naučit se lásce od bonobů a klidu a míru od goril.
