Учёные из Техасского университета использовали основанный на моделировании подход для точного прогнозирования эффектов измененной гравитации на индивидуальной основе. Их подход исключает необходимость одновременного тестирования сотен параметров для оценки сердечно-сосудистой системы человека. Он фокусируется на нескольких значимых факторах, повышая точность и экономя время.
Сообщается, что на протяжении миллионов лет существования жизни на планете гравитация оказывала безмолвное, но ключевое влияние на физиологические процессы всего живого. Исследования показали, что невесомость затрудняет полив растений, вызывая переувлажнение и препятствуя росту. На человека микрогравитация также может оказывать неблагоприятное воздействие. Например, изменение силы тяжести вызывает смещение жидкостей тела в сторону головы, уменьшение объема циркулирующей крови и атрофию сердца.
Ранние исследования поведения сердечно-сосудистой системы в условиях микрогравитации опирались на наземные эксперименты с человеческими объектами, затем был предложен альтернативный подход с использованием компьютерного моделирования сердечно-сосудистой системы для прогнозирования физиологических эффектов среды с измененной гравитацией.
Однако эти модели требуют сотни параметров для прогнозирования, начиная от эластичности артерий, вен и камер сердца до различных сопротивлений кровотоку в различных частях тела. Кроме того, существуют большие различия в этих параметрах между различными индивидуумами, что затрудняет индивидуализацию компьютерной модели для прогнозирования конкретных реакций для каждого человека.
Чтобы преодолеть эти препятствия, учёные использовали математический метод под названием анализ чувствительности, чтобы отсеять параметры, на которые вычислительная модель была наиболее восприимчива. Таким образом, с помощью систематического и всестороннего анализа чувствительности исследователи определили, какие параметры наиболее важны для прогнозирования краткосрочных сердечно-сосудистых реакций на различные уровни измененной гравитации.
Их анализ показал, что параметры, связанные с давлением крупных вен и правого сердца, которое перекачивает кровь в легкие, были наиболее доминирующими, что стало неожиданностью, так как левое сердце является тем, что на самом деле перекачивает кровь в аорту и остальную часть тела.
Исследование опубликовано в журнале Прикладной физиологии.
