低圧低酸素環境下での生理学実験へのテレサイエンス・システムの適用

Abstract

Physiological experiments in outer space requires special knowledge and technique. However the limited number of Payload Specialists (PS) cannot cover all the special fields, so that the role of telescience has become important in order to communicate experimental sequences or manipulation with Principal Investigators (PI), especially in experiments with flexible sequences. Several preliminary studies to simulate space experiment using testbedding revealed that human factors may provide an important effect on space experiments. Therefore, this study focused on operation ability of PSs under hypobaric hypoxic conditions that was evaluated by Kraepelin census, results of a video game, brain wave and heart rate. As a result, operation ability was not decreased in this condition, which suggests effectiveness of the teletool as a means of communication with PIs on ground and PSs in space. The method that direction by PIs was given as necessary was proved to be useful to optimize the time line if PSs have enough level of skill. In addition, several PIs directed two PSs to perform two experiments parallely. This parallel system seemed to be useful to save time, but it should be prudent to introduce it, because both PIs and PSs felt anxiety in the parallel system.

宇宙ステーションなど遠隔地での医学実験を目的に、過去3回のテストベッド実験を行い、その成果として、設計、計画、訓練、運用などの各面でテレサイエンス実験手法のポイントがかなり明確になったが、その中で搭乗員が関与する宇宙実験では、特にヒューマン・ファクタが実験の成果に大きな影響を与えることが明らかとなった。そこで搭乗員の作業能力低下時におけるクルーケアなどの運用技術取得を目的に、低圧、低酸素環境下での生理学実験をテーマにテストベッド実験を行った。宇宙実験センターの低圧チャンバを軌道上実験室に想定し、(1)クレペリン検査/テレビゲームによる作業能力評価、(2)脳波計測(CNV、α波ブロッキング)、(3)安静時と運動負荷時の心拍数/血中酸素飽和度計測、の3つの生理学計測を行った。低圧チャンバの搭乗員科学者(PS)と実験管制室(POCC)の実験科学者(PI)との間に宇宙通信エミュレータを設置した。実験はPIに心電図用電極および脳波用電極を装着し、まず大気圧下でPIによる作業を行わせ、脳波および心拍数を遠隔記録した。ついでチャンバー内を0.5気圧まで減圧し、低圧下で同様の実験を行った。その結果、データ取得は計画どおり達成できた。またPIの遠隔操作によるオンボード解析を行ったCNV/α波ブロッキング計測においても、必要十分なデータ取得が可能であった。しかし、この際にPOCC内でのPSのモニタが不十分になるといった問題点があげられた。