神舟十三号载人飞船已于今日凌晨发射成功,且在今日6时56分完成了与天和核心舱的交会对接,这次正式乘组的3位航天员分别是翟志刚、叶光富,以及王亚平(下图右)。身处太空的王亚平即将成为中国首位出舱的女航天员,但这不是她首次飞上太空。2013年的神舟十号载人飞行任务中,她就是正式乘组的一员。
任务期间,她担任了中国首次太空授课的主讲,为地面的学生们演示了质量测量、单摆运动等多个实验,展示了失重环境下独特的物理现象。八年过去了,王亚平已经成为了中国人民解放军航天员大队一级航天员,获大校军衔,还获得了“英雄航天员”、“三级航天功勋奖章”等荣誉;除了这些,王亚平还获得了一个新身份:北京大学心理学院的博士生,在博士学习期间她将专攻太空环境对航天员心理方面影响的研究。
作为博士,肯定是要发论文的,王亚平也成功完成了此任务,在国内核心期刊上发表了研究成果。她的研究主题是:“在头低脚高的床上待满90天的志愿者,整个实验期内有什么情绪变化?”。为什么要在不舒服的床上躺那么久?这篇文献使用的数据来自“地星二号”,又名90天人体-6°头低位卧床实验,参与项目的志愿者需要在下面这样的床上待满90天。
虽然“地星二号”的招募启事中提到参与实验补贴有10万块钱,但这钱确实不好挣,志愿者在这个实验中吃喝拉撒睡等一切活动都得在床上。文献里的描述是这样的:90天严格卧床条件下,志愿者保持-6°头低位姿态,完成排尿、排便、就餐、洗漱、睡眠、测试转运等,允许志愿者绕身体纵轴变换体位。卧床期间执行统一的一日作息制度,每周工作6天,休息1天,工作日每天1小时自由使用手机,节假日允许自由使用手机。
为什么要设置这样严苛的条件呢?因为研究者想在地面上模拟空间站中的微重力环境。在失重/微重力的环境中,人体的流体静压会丧失,使得血液和其他体液不像在地面时那样流向下半身,而是回流到胸腔和头部。而长时间处于-6°头低位的姿态下,人体体液同样更多地向头部流动,会出现与失重环境下类似的生理反应。研究设计是怎样的?
这项研究关注的,就是在-6°头低位、社会交往活动方式受限、需要完成实验验证任务等条件下待上90天,36名志愿者全周期的心理健康水平变化。研究者将志愿者分为5个组,其中1组是单纯卧床组,另外还有同时开展训练的4个组,5个组都要经历卧床前15天的适应期,90天的严格卧床期,以及卧床后30天的恢复期。
在全流程中,研究者按照每10天左右安排1次的频率实施了共计12次的情绪评估,使用自陈量表与唾液检测收集了心境状态数据,抑郁数据、焦虑数据,以及反映压力水平的唾液皮质醇数据。其中心境扰动数据包括紧张-焦虑(T)、抑郁-沮丧(D)、愤怒-敌意(A)、有力-好动(V)、疲惫-惰性(F)、困惑-迷茫(C)等六个维度的分数。
将其他五个维度的分数相加并就减去有力-好动维度的分数,就能得到整体心境扰动状态得分(TMD),这个分数越高,表明志愿者的情绪状态越差。文章得出了什么结果?研究者发现,志愿者在全周期中有一定的心境扰动,最明显的是在严格卧床30天到严格卧床期结束,有力-好动(V)这一积极情绪的得分会显著低于刚开始卧床时的得分。
心境均值的变化趋势状态焦虑(SAI)在测试过程中没有显著变化,但是抑郁(SDS)在各测试点间存在显著差异,在严格卧床第10天到卧床恢复期,志愿者的抑郁分数均显著高于卧床适应期的抑郁得分,同时志愿者在卧床第70天达到了最高的抑郁分数。有意思的一点是,虽然实验过程中有波动,但参加实验项目的志愿者焦虑、抑郁的全程整体均值其实是低于一般人均值的。
唾液皮质醇含量在卧床期第10天后就没有显著变化了,但在严格卧床期第1天有着最高的皮质醇水平。面对压力情境,个体在时会不自觉地分泌皮质醇,以缓解压力造成的负性情绪,所以研究结果表明在实验前期,尤其是刚开始卧床时,志愿者可能感受到了较大的压力。研究人员认为,严格卧床初期个体会感受到压力,同时促进皮质醇分泌调动有效的情绪调节策略,从而使得卧床全周期期间,志愿者都可以保证积极的情绪水平。
地面模拟实验除了模拟失重,还可以模拟卡路里限制和幽闭环境,在王亚平参与的另一篇文献中提到了这三点,这是一篇综述,主要结论有:在地面模拟卡路里限制的条件下,合理控制饮食来调整卡路里摄入,可以引起机体能量代谢出现调整,继而起到调节航天员认知控制水平和情绪状态的效果;在地面模拟幽闭环境下,个体的注意偏好会出现改变,例如从右侧偏向变成左侧偏向,因此在仪器操作设计上需要考虑注意偏好改变带来的偏差。
文献中还提到,相比于地面模拟,航天员在实际空间站遭遇的实际压力源会更多,比如噪声、辐射、意外状况等。这些因素在地面实验中是没有模拟的,但它们也很重要,对航天员的心理状态会有很大影响。而王亚平既有着研究生的身份,也能在实际的太空环境中感受特殊的环境氛围,她在太空中的经验对地面模拟研究项目是很有帮助的。
王亚平曾对女儿说,“妈妈要去太空给你摘星星了,等妈妈回来”,在这篇文章发出的时候,她已经在天和核心舱内顺利开展工作了,由衷祝愿她能实现她的摘星诺言,安全回到地面。