Programvezető. Karmos György
Az MTA Pszichológiai Kutatóintézetének pszichofiziológiai részlegei 1976-tól vesznek részt a magyar űrkutatási programban. Az Interkozmosz kutatásokba a Kecskeméti Repülőorvosi Kutatóintézet háttérintézeteként kapcsolódtak be. Módszereket dolgoztak ki az agyi bioelektromos jelek szimulált űrkísérletek közben történő vizsgálatára. Közreműködtek a Farkas Bertalan űrrepülésekor használt Balaton pszichofiziológiai vizsgálóműszer kidolgozásában és tesztelésében. A rendszerváltás után a megújuló magyar űrkutatási programban folyamatosan részt vesznek.
Jelenleg folyó kutatások:
1. Percepciós folyamatok változása barokamrában létrehozott hipoxiás állapotban
Témavezető: Balázs László
Nagy magasságokban, a légnyomás csökkenésével a szervezetbe jutó oxigén mennyisége is csökken. A magassági hipoxia következményeivel egyaránt számolniuk kell az alpinistáknak, a magaslatokon rendezett világversenyeken szereplő sportolóknak vagy a magaslatokon bevetésre kerülő katonai alakulatok tagjainak. A repülő szerkezetekben az oxigénellátó rendszerek meghibásodása következtében léphet fel hasonló állapot. A repülő személyzet – legyen szó polgári-, katonai-, vagy űrrepülésről, felkészülten kell, hogy fogadja az ilyen esetleges incidenseket, hogy – még hipoxiás állapotban is képes legyen mindent megtenni a veszély elhárítása érdekében. Ebből a szempontból kiemelt fontosságú a észlelés és cselekvés képességének, a saját viselkedése feletti ellenőrzésnek a fenntartása. Kísérleteinkben szimulált magassági körülmények között tanulmányozzuk az idegrendszer működőképességét.
1999-ben kezdtük meg az agyi elektromos tevékenység vizsgálatát barokamrában szimulált 5500 méteres magasságban. A feladatvégzés közben regisztrált, ún. eseményhez-kötött potenciálok jellegzetes változásokat jeleztek. Mivel ezek a változások legmarkánsabban a frontális kéregterületek fölött voltak megfigyelhetők, feltételeztük, hogy ezek a területek különösen érzékenyek az oxigénhiányra.
Hipotézisünk értelmében elvárható volt, hogy a hipoxia magatartási hatásait elsősorban olyan működésekkel kapcsolatban lehet észlelni, amelyek közvetlen kapcsolatban vannak az említett kéregterületekkel. Egyik ilyen funkció a feladatváltás képessége. Ismert például, hogy frontális agysérülést szenvedett betegek – noha egyszerű inger-válasz helyzetben jól teljesítenek, nehezen tudnak egyszerre több feladatot végezni, vagy gyakran változó feladat követelményeihez alkalmazkodni. Ezt az alkalmazkodási képességet az un. központi végrehajtó működés egyik manifesztációjának tartják olyan képességekkel együtt, mint a komplex viselkedés célirányos tervezése, vagy az ítélőképesség.
2001-ben kezdtük meg a feladatváltás képességének változásának vizsgálatát barokamrai szimulációban. A vizsgálatokhoz olyan berendezést készítettünk, aminek segítségével egyszerre 6 személy viselkedéses válaszait tudjuk mérni. Az első kísérletekben szimulált magassági körülmények között szignifikáns teljesítményromlást (megnyúlt reakcióidőt és több hibázást) mutattattunk ki feladatváltási helyzetben. A személyeknek egyes próbákban arra kellet gombnyomással válaszolniuk, hogy a fejhallgatóból hallott név férfi, vagy női név volt, más próbákba arra, hogy a neveket férfi, vagy női hang mondja. A váltás mindig a harmadik próba után következett. A megfigyelt teljesítményromlás igazolni látszott feltevésünket. Egy kontrolvizsgálatban, ugyanazok a feladatok voltak, mint az eredeti kísérletben, de a feladatokat homogén blokkokban – azaz váltás nélkül – kellett végezni. Az eredmények azt mutatták, hogy inger-válasz inkompatibilitás esetén – pl. amikor női hang mondja a férfinevet - akkor is jelentősen romlik a teljesítmény, ha közben nem kell feladatot váltani.
2003-ban kezdtük meg az agyi vérátáramlás lokális változásainak vizsgálatát Pozitron Emissziós Tomográfiával (PET). Mivel a PET vizsgálat nem végezhető barokamrában, a kísérleteket normobárikus hipoxiában végezzük. Az általunk tervezett és megépített készülék szintetikus levegő és nitrogén változtatható arányú keverékét állítja elő. A változtatható keverési arány lehetővé teszi, hogy a vizsgált személyeknél azonos artériás oxigén telítettséget (SaO2) állítsunk be. A vizsgálatok jelenleg is folynak.
2. Antiorthostatikus testhelyzet hatása a percepciós folyamatokra
Témavezető: Karmos György
Mind az ESA, mind a NASA űrkutatási programjaiban kiemelt fontosságú kutatási feladatként kezelik a súlytalanság kérdését. A NASA neurovestibularis adaptációs csoportjának stratégiai terve így kezdődik: “Az űrrepülés során egy asztronautára ható legkifejezettebb változás a neurovesztibuláris rendszer azonnali válasza a súlytalanságra (hagyományosan a gravitációs változás). Kezdetben a probléma akkor lép fel, amikor az asztronauták a súlytalanság állapotába kerülnek (1G-ből a 0 G-be), sajnos abban az időszakban, amikor a fizikai és kognitív teljesítmény gyakran kritikus a küldetés sikere és a biztonság szempontjából”. Az akut hatások elemzésére a Kecskeméti Repülőkórház és a Központi Honvédkórház munkatársaival együttműködésben, űrkutatási témapályázat támogatásával kutatásokat kezdtünk, amelynek keretében a súlytalanság földi modellhelyzetének tekinthető antiorthostatikus helyzetnek a percepciós folyamatokra gyakorolt hatását elemezzük.
Az antiorthostatikus helyzet keringési rendszerre gyakorolt hatásáról a Kecskeméti Repülőkórházban jelentős kutatási tapasztalat gyűlt össze. A kecskeméti laboratóriumban olyan billenő asztallal felszerelt laboratórium van, amely az ilyen vizsgálatokra kiválóan megfelel. A kísérleteket tehát a kecskeméti laboratóriumban végezzük. A vizsgálatok során az agyi bioelektromos válaszokat tanulmányozzuk a billenőasztalon létrehozott antiorthosztatikus testhelyzetben. Az első kísérletsorozatban hallókérgi eseményhez-kötött potenciálokat (EKP) elemezzük. Mivel elsősorban az EKP-k kognitív komponenseiben várhatunk változásokat, különös figyelmet fordítunk a kognitív folyamatok közelmúltban felismert új indikátorának, az EKP-kat kísérő gamma aktivitás korszerű matematikai módszerekkel történő feldolgozására.
Kidolgoztuk a kísérletek igényeinek megfelelő mérőmódszereket az agyi bioelektromos jelek elvezetésére és számítógépen történő tárolására. Olyan megfelelő ingerlési paradigmát és akusztikus ingerlési eljárást használunk, amely alkalmazható a billenőasztalon végzett kísérletekben. Az adatok feldolgozása a Pszichológiai Kutatóintézetben történik. Olyan, eddig hazánkban nem alkalmazott számítógépes adatfeldolgozó eljárásokat adaptáltunk, amelyek képesek az összetett agyi bioelektromos jelek változásainak kvantitatív kiértékelésére.
Az első kísérletsorozatot 2004 első félévében végeztük el.
Együttműködő hazai szervezetek:
Szegedi Egyetem Repülő és Űrorvosi Tanszék
DEOEC PET Centruma
MH Kecskeméti Repülőkórház,
OPNI MR laboratórium
MH Központi Honvédkórház
