航天员系统副总设计师李莹辉介绍有关情况

 

 

空间应用是我国空间站工程的重要任务目标之一。航天医学实验作为空间应用的重要领域，旨在充分发挥国家太空实验室作用，构建航天医学实验平台，积极探索航天医学和人因前沿问题，发展先进的航天医学和人因应用技术，研究解决制约人类长期航天飞行的主要医学和人因问题，并充分利用太空特有环境，为研究大众健康问题、加深对人体生命现象和人能力特性的理解提供独特平台与模型。

空间站建设期，航天医学实验领域任务以保障航天员长期在轨驻留能力为核心，以健康维护技术研究为主线，建设先进的航天医学空间实验平台，系统策划、统筹布局实验项目，主要围绕长期失重对航天员健康的影响与防护技术研究、空间辐射对航天员健康的影响与防护技术研究、航天员行为与能力研究、先进的在轨监测与医学处置技术研究和传统医学航天应用技术研究等5个研究方向，布局开展49项航天医学创新性实验研究。

创建了技术水平先进、高度集成化、支持从人体到细胞，从生理生化、行为认知到细胞分子信息多层次系统化开展航天医学天基实验的技术平台；建成系列化、规模化、通用化开展空间医学实验的研究体系；取得了一系列航天医学和航天人因的创新突破，产出一批有国际影响力的创新性研究成果，实现了从无到有的跨越；为载人航天可持续发展不断注入生机活力，为服务大众健康提供了全新平台。

 

（一）聚焦长期飞行健康状态、作业能力的高效维护和精准评估，建立了系列在轨检测与干预技术，为航天员长期健康驻留提供了先进的技术储备和支撑。

01 建立了先进在轨健康检测技术

包括肌肉结构功能无创测量技术、基于拉曼光谱的代谢组检测技术、无创眼颅压力梯度检测技术、眼手协调精细运动控制能力测评技术、脑力疲劳快速检测技术等。

 

02 研发了航天员健康维护和能力维持与增强技术

包括基于力刺激的空间骨丢失防护技术、穿戴式脑力疲劳干预技术、警觉度快速提升技术、睡眠区智能照明改善睡眠质量技术、失重生理效应可穿戴式穴位刺激干预技术、基于短波光照的生物节律导引技术等。

上述技术具有高效、无创、易操作、可穿戴等特点，也可用于大众健康，如骨丢失对抗仪、穿戴式穴位刺激仪等可应用于退行性骨质疏松、肌肉萎缩等人群；生物节律导引技术可用于改善和提升睡眠质量；基于超声的无创颅内压测量技术为高颅压视神经水肿等眼颅压力相关领域研究提供了重要借鉴和参考。脑力疲劳检测、干预、智能照明和警觉度快速提升技术可为长期航海、地下密闭空间等特殊环境作业人群能力检测、维持与提升提供技术支撑。

 

 

01 发现空间飞行视功能、眼颅压力结构功能变化特点和相关神经眼综合症的诱因机制。

02 发现在轨飞行对眼手协调运动的影响规律和变化机制，发现“前馈控制”更易受到微重力环境的影响，高负荷的操控任务绩效在轨飞行中更容易下降。

03 发现长期航天失重环境人体运动生物力学和步态适应性变化特征，发现空间环境肌腱力学特性发生明显改变。

04 建立了人源化多能干细胞来源心肌细胞分化衍生实验技术体系。国际上首次完成了人体尿液肾上皮细胞——重编程诱导出多能干细胞——再定向分化衍生为心肌细胞的微重力响应研究。国际上首次实现了失重对细胞内钙信号影响的可视化研究，首次观察到失重条件下心肌细胞节律性搏动的钙信号闪烁。获取了心肌细胞形态结构、搏动数据，探究了微重力环境对心肌细胞能量代谢的影响，为解析失重对心血管系统影响提供了重要的科学数据。

05 完成我国首例太空器官芯片研究，也是国际上首例人工血管组织芯片研究，标志我国成为国际上第二个具有在轨开展器官芯片实验和分析能力的国家。建立的人工血管芯片、人源化多能干细胞来源心肌细胞和人源骨骼肌卫星细胞等多种医学研究模型，在国际上首次应用于空间实验，为探索失重生理效应的特征与防护提供了重要支撑，相关实验模型和分子靶标的研究也为地面心血管、骨肌等系统的疾病研究、药物防护与筛选等提供了有效模型和手段。

 

 

01 解析了重力因素对心血管系统稳态调节、结构功能重塑影响，发展失重心血管功能失调整合生理机制。

02 解析了长期飞行机体骨代谢和糖代谢变化规律及相互作用，进一步认识失重环境下系统间交互调控机制。

03 明确了航天环境下中医健康状态诊断评价指标，阐释了航天员飞行不同阶段中医证型类别、整体功能状态变化特点和规律。

由于地面老年性和退行性疾病，如帕金森病、骨质疏松、废用性肌萎缩、糖尿病、某些心血管疾病等与航天医学问题存在相似性，获得的实验数据和新认识也为地面的疾病机制研究、药物防护与评价等提供了有效理论依据和数据支撑。

 

 

01 构建了从指南发布、项目立项、由地到天、在轨实施、任务总结的全包络全流程航天医学实验管理体系。

02 确立了管理阶段、管理要素、管理要求等，识别了航天医学实验研制管理特点，制定了系列管理规范。

03 建立了有效的管理沟通模式和机制，实施开放性、灵活性、针对性管理。

04 发挥领域总体、领域专家和工程专家智库作用，对项目团队实施了帮扶式技术管理，保障实验项目既满足前沿性和创新性要求，又符合载人航天工程要求。

05 以航天医学需求为牵引，促进了航天医学学科的发展，航天医学不仅仅只服务于航天员，也能服务千家万户。在国内培育了一批高水平研究团队，辐射带动生理学、人因工程、细胞分子生物学、生物医学工程、材料学等学科的发展。

 

 

建站为应用，空间站运营与发展工程为更好地发挥空间应用效益，在建设期基础上，进一步开展空间环境对人类自身认识的研究，既聚焦太空长期生存面临的医学和人因等相关科学问题，也关注围绕人类健康和人能力发挥的前沿热点；与国家脑科学等国家重大科研计划结合，系统开展基础性、前瞻性、探知性研究，为载人航天持续发展提供理论支撑和技术储备的同时，造福大众健康。

 

 

拍摄/吴馥桐