Оптические и психофизические исследования зрительной системы космонавтов до и после длительных орбитальных полетов

Даниличев С.Н., Пронин С.В., Шелепин Ю.Е., Куликов А.Н., Манько О.М.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Даниличев С.Н., Пронин С.В., Шелепин Ю.Е., Куликов А.Н., Манько О.М. Оптические и психофизические исследования зрительной системы космонавтов до и после длительных орбитальных полетов // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 11. С. 21–28. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-11-21-28

Danilichev S.N., Pronin S.V., Shelepin Yu.E., Kulikov A.N., Manko O.M. Optical and psychophysical studies of the visual system of cosmonauts before and after long orbital flights [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 11. P. 21–28. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-11-21-28

Ссылка на англоязычную версию:

S. N. Danilichev, S. V. Pronin, Yu. E. Shelepin, A. N. Kulikov, and O. M. Man’ko, "Optical and psychophysical studies of the visual system of cosmonauts before and after long orbital flights," Journal of Optical Technology. 86(11), 691-696 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000691

Аннотация:

Исследованы изменения пространственно-частотных характеристик зрительной системы, остроты зрения и морфологических структур макулярной зоны сетчатки у космонавтов и летчиков в результате различных гравитационных нагрузок. Установлено, что у космонавтов после длительных космических полетов наблюдаются незначительное, но статистически достоверное ухудшение остроты зрения вдаль, значительное снижение контрастной чувствительности преимущественно в области средних и низких пространственных частот, уменьшение световой чувствительности макулярной зоны, снижение оптической плотности макулярного пигмента сетчатки, утолщение хориоретинального слоя. Выраженное снижение контрастной чувствительности в области низких и средних, но незначительное в области высоких пространственных частот, соответственно и малое снижение остроты зрения указывают на нарушение работы нервных структур зрительного анализатора, вероятно, возникшее в результате повышения уровня внутреннего шума. Повышение уровня внутреннего шума у космонавтов связано с длительным воздействием микрогравитации, вызывающим нарушение нормальной циркуляции крови.

Ключевые слова:

длительные космические полеты, острота зрения, световая чувствительность, частотно-контрастная характеристика, оптическая когерентная томография, макула, парамакулярная область сетчатки, макулярный пигмент, хориоретинальный слой

Коды OCIS: 170.4580, 170.4470

Список источников:

1. Лазарев А.И., Николаев А.Г., Хрунов Е.В. Оптические исследования в космосе. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 256.
2. Лазарев А.И., Коваленок В.В., Авакян С.В. Исследование Земли с пилотируемых космических кораблей. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. С. 238.
3. Савиных В.П. Визуально-инструментальные исследования Земли с пилотируемого космического комплекса. М.: «Недра», 1991. С. 110.
4. Mader T.H., Gibson C.R., Pass A.F., Lee A.G., Killer H.E., Hansen H.C., Dervay J.P. Unilateral loss of spontaneous venous pulsation in an astronaut // J. Neuro-Ophthalmol. 2015. V. 35. P. 226–227.
5. Mader T.H., Gibson C.R., Pass A.F., Killer H.E., Lee A.G. Optic disc edema in anastronaut after repeat long-duration space flight // J. Neuro-Ophthalmol. 2013. V. 33(9). P. 249–255.
6. Alexander W.C., Leach С.В., Fischer С. Clinical biochemistry. Biomedical results of Apollo // NASA SP-368. 1975. P. 185–197.
7. Berry C.A., Minners H.A., McCutcheon E.P., Pollar R.A. Aeromedical analysis. Results of the third manned orbital space flight // NASA SP-12. 1988. P. 149–152.
8. Catterson A.D., McCutcheon E.P., Minners H.A., Poleard R.D. Aeromedical observations. Mercury project summary // NASA SP-45. 1963. P. 299–326.
9. Friberg T.R., Weinreb R.N. Ocular manifestations of gravity inversion // JAMA. 1985. V. 253. № 12. P. 1755–1757.
10. Harm D.L., Parker О.Е., Reschke M.F. Preflight adaptation trainer // DSO 468, Results of life sciences DSOs conducted aboard the Space Shuttle. Houston, NASA Johnson Space Center. 1993. P. 27–43.
11. Hoffler G.W. Cardiovascular studies of US space crews: An overview and perspective // Cardiovascular Flow Dynamics and Measurements / Ed. by Hwang N.H.C., Normann N.A. Baltimore: University Park Press, 1977. P. 335–363.
12. Leach C.S., Rambaut P.C. Biochemical responses of the Skylab crewmen: An overview // Biomedical Results from Skylab. NASA SP-377 / Ed. by Johnston R.S. and Dietlein L.F. Washington: NASA, 1977. P. 204–216.
13. Leach C.S. Biochemistry and endocrinology results. Appollo-Soyuz. Test Project // Medical report. NASA SP-411. 1977. P. 87–100.
14. Gisburg A. Spatial filtering and visual form perception. Chapter 34. Handbook of perception and human performance // NASA, US Department of Defense / ed. by Boff K., Kaufman L., Thomas J. Oxford, England: John Wiley & Sons, 1986. ISBN 0-471-85059-4.
15. Шелепин Ю.Е., Колесникова Л.Н., Левкович Ю.И. Визоконтрастометрия (Измерение пространственных передаточных функций зрительной системы). Л.: Наука, 1985. C. 104.
16. Шелепин Ю.Е. Локальный и глобальный анализ в зрительной системе // Современная психофизика / Под ред. Барабанщикова В.А. М.: Институт психологии РАН, 2009. С. 310–335.
17. Campbell F.W., Robson J.G. Application of Fourier analyses to the visibility of gratings // J. Physiol. 1968. V. 197. P. 551–566.
18. Ginsburg A.P., Evans D.W. Predicting visual illusions from filtered images based upon biological data // JOSA. 1979. V. 69. P. 1443–1450.
19. Волков В.В., Колесникова Л.Н., Шелепин Ю.Е. Методика клинической визоконтрастометрии // Вестник офтальмологии. 1983. № 3. C. 59–61.
20. Волков В.В., Колесникова Л.Н., Шелепин Ю.Е. Частотно-контрастные характеристики и острота зрения в офтальмологической практике // Офтальмологический журнал. 1983. № 3. C. 148–151.
21. Шелепин Ю.Е. Введение в нейроиконику. СПб.: Троицкий мост, 2017. 352 с.
22. Шелепин Ю.Е. Пространственно-частотная характеристика и острота зрения зрительной системы человека // В кн.: Биофизика сенсорных систем / Под ред. Самойлова В.О. СПб.: ИнформМед, 2007. С. 63–111.
23. Шамшинова А.М., Волков В.В. Функциональные исследования в офтальмологии. М.: Медицина, 1999. С. 415.
24. Современная офтальмология. Руководство / 2-е изд. Под ред. Даниличева В.Ф. СПб.: Питер, 2009. С. 688.
25. Астахов Ю.С., Лисочкина А.Б., Шадричев Ф.Е. Возрастная макулярная дегенерация // Офтальмология: национальное руководство / Под ред. Аветисова С.Э. и др. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. С. 944. 28 Том 86, № 11 /Ноябрь 2019/ Оптический журнал
26. Arevalo J.F., Mendoza A.J., Fernandez C.F., Sanchez J.G., Reinaldo A. Clinical applications of optical coherence tomography in macular disease // in “Retinal Angiography and Optical coherence tomography” / ed. by Arevalo J.F. Springer, 2009. P. 223–238. ISBN 978-0-387-68987-6.
27. Delori F.C., Dorey C.K., Staurenghi G., et al. In vivo fluorescence of the ocular fundus exhibits retinal pigment epithelium lipofuscin characteristics // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1995. V. 36. P. 718–729.
28. Clemons T.E., Milton R.C., Klein R., et al. Risk factors for the incidence of advanced age-related macular degeneration in the Age-Related Eye Disease Study (AREDS): AREDS report № 19 // Ophthalmology. 2005. V. 112. P. 533–539.
29. Трофимова Н.Н., Зак П.П., Островский М.А. Функциональная роль каротиноидов желтого пятна сетчатки глаза: обзор // Сенсорные системы. 2003. № 3. С. 198–208.
30. Bogomolov V.V., Kuzmin M.P., Danilichev S.N. On the issue of intracranial hypertension in astronauts under conditions of prolonged weightlessness // Aerospace and Environmental Medicine. 2015. № 4. V. 49. P. 54–58.
31. Донина Ж.А., Баранов В.М., Александрова Н.П., Ноздрачев А.Д. Дыхание и гемодинамика при моделировании физиологических эффектов невесомости. СПб.: Наука, 2013. C. 182.
32. Kuzmin M.P. Risk assessment of increased intracranial pressure and edema of the optic nerve head in astronauts under conditions of prolonged weightlessness // Aerospace and Environmental Medicine. 2013. № 4. P. 85–86.
33. Mader T.H., Gibson G.R., Pass A.F., et al. Optic disc edema globe flattening, choroidal folds, and hyperopic shifts observed in astronauts after long-dyration space flight // Ophthalmology (American Academy of Ophthalmology, Published by Elsevier Inc.). 2011. V. 118. P. 2058–2069.
34. Valiakh M.A., Katz D.V., Baranov M.V., Shpakov A.V., Merzlikin D.M. Influence on the hydrodynamics of the eye and the visual analyzer of conditions simulating “staying on the lunar surface”, a change in CFSM // Russian Medical J. “Clinical Ophthalmology”. 2017. № 1. P. 3–6.
35. Хомякова Е.Н., Сергушев С.Г., Рябцева А.А., Андрюхина О.М. Определение оптической плотности макулярного пигмента у повторно беременных // Альманах клинической медицины. 2013. № 29. С. 14–22.