Profesor Akademii Wychowania Fizycznego i Sportu (AWFiS) Marcin Dornowski prowadzi do swojego gabinetu. Mijamy zawieszone na ścianie hallu portrety władz uczelni. Wśród nich, w czerwonej todze i birecie oraz ze srebrnym łańcuchem i gimnastyczką sportową na piersi - profesor Dornowski - w roli prorektora ds. studenckich i kształcenia.
- O, to pan - zwracam uwagę.
- Eee tam - profesor macha skromnie ręką. - Kawa czarna, czy z mlekiem?
Proszę o czarną i rozsiadam się wygodnie na miękkiej, skórzanej kanapie w gabinecie prorektora, a gospodarz przysiada na krześle obok.
Przemysław Kozłowski: - Spotykamy się na Akademii Wychowania Fizycznego i Sportu, gdzie pan studiował, gdzie jest pan wykładowcą i prorektorem, ale rozmawiać będziemy o Kosmosie. Chciałoby się spytać - co ma piernik do wiatraka? Jednak domyślam się, że chcecie sprawdzić, czy to, co działa na sportowców, czyli neurofeedback, działa również na astronautów, tak?
Profesor Marcin Dornowski: - Tak, astronauta i sportowiec to bardzo podobne typy człowieka, dlatego że i jeden, i drugi musi być efektywny psychofizycznie, tzn. i mentalnie, i ruchowo. A żeby być efektywnym psychofizycznie, to wszystkie elementy, które mu „przeszkadzają”, musi niwelować, albo tak „obchodzić”, żeby ta efektywność pozostała na zadowalającym poziomie. W sporcie mamy sposoby, żeby sobie ze stresem radzić. Ja też psychologię sportu skończyłem, więc znam te mechanizmy działania. W przypadku astronautów chciałbym powiedzieć, że jest bardzo podobnie. Miejsce jest inne, specyficzne, stresory są inne, abstrakcyjne, ale mechanizm jest bardzo podobny, bo człowiek jest ten sam.
A skąd się wzięli ci astronauci u Pana, wykładowcy AWFiS?
- Mamy w Polsce taką niesamowitą Panią profesor Marię Pąchalską z Krakowa, znaną i utytułowaną psycholog, która neurofeedbackiem zajmuje się od wielu lat. Jakoś sześć lat temu rzuciła taką myśl, że Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego szuka pomysłu na pochwalenie się polskimi laboratoriami, które mogą być wykorzystane w działalności poza uczelnianej, właśnie w sektorze kosmicznym w aspekcie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Więc mówię: "Pani Profesor, naprawdę my? no jak?, chyba nie ten adresat?" Ale podjęliśmy temat, opisaliśmy projekt, zaaplikowaliśmy i jakoś tak małymi kroczkami zaczęło się to rozkręcać. Odbyła się seria spotkań w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego. W 2019 roku przyjechali oficjele z Europejskiej Agencji Kosmicznej, z którymi mieliśmy możliwość rozmawiać. Jak przedstawiłem jednemu z nich - Andreasowi Schoenowi, to co już zrobiliśmy pilotażowo, bardzo podobne doświadczenia do tych, co teraz robimy, to z niedowierzaniem powiedział, że ani w ESA, ani w NASA (Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej - agencja rządu Stanów Zjednoczonych - red.) się tego nie robi w takim ujęciu. Jak to się nie robi? No mamy kontrolę psychologiczną, psychiatryczną itd., mówi, ale w tym aspekcie i takim połączeniu nikt tego nie robi.
Faktycznie dziwne, bo czytałem, że neurofeedback był wykorzystywany w NASA już w latach 90. XX wieku.
- Tak, absolutnie, nawet EEG (elektroencefalografia - badanie bioelektrycznej czynności mózgu - red.) było robione na stacji kosmicznej. Więc urządzenie jest, metody i procedury są, natomiast sposób połączenia niektórych elementów eksperymentu, który dał nam efektywny sposób radzenia sobie ze stresem, jakoś u nich nie zadziałał w taki sposób, jakby tego oczekiwali. Było to sprawdzane bardzo konkretnie, rzetelnie, ale chyba wąskotorowo. Stres objawia się na przykład na: podłożu psychologicznym, neurologicznym, neuropsychologicznym, neurofizjologicznym. My badamy wiele elementów, w tym np. aktywność mięśniową, bo przecież w trakcie stresu konkretne grupy mięśniowe są nad-aktywne i utrzymują tą zwiększoną aktywność. Sprawdzamy poziom CRP, bo jak jest stres, to będzie stan zapalny komórki. To pokazuje, że stresor jakiś zadziałał. Więc jest to kontrola reakcji stresowej na wielu poziomach, to jest właśnie coś nowego, co ESA zaciekawiło.
Stwierdziłem, że jest nisza do wykorzystania i do działania. Po pierwszych pilotażowych badaniach w 2019 roku, które zrobiliśmy na osobach aktywnych fizycznie, badając wpływ neurofeedbacku na obniżenie ich reakcji stresowej, gdzie stresorami były wysoka temperatura i ekstremalny wysiłek, aplikowaliśmy do ESA na misję analogową, czyli naziemną, która symuluje warunki kosmiczne z udziałem astronautów analogowych. Zabrakło nam chyba dwóch punktów. Nie poddaliśmy się i drążyliśmy temat dalej. Po pandemii nawiązałem kontakt z Komisją Badań Kosmicznych w Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku, zacząłem współdziałać, zostałem przewodniczącym Sekcji Medycznej. Te kontakty pozwoliły na zrobienie trzech misji analogowych w Habitat Lunares w Pile (ośrodek analog kosmicznej stacji orbitalnej na terenie dawnego lotniska wojskowego - red.) oraz jednej w tym roku w Szwajcarii. Wyniki tych misji były dla nas rewelacyjne. Okazało się, że u osób, które miały w trakcie misji przeprowadzone sesje neurofeedbacku, efektywność pracy nie tylko utrzymała się na poziomie sprzed misji, ale u niektórych była nawet większa. Neurofeedback zmniejszył reakcję stresową spowodowaną izolacją: utrzymał lub zwiększył zdolności psychomotoryczne, koordynację ruchową i reaktywność ruchową.
Fakt, że fale mózgowe mogą tak wpłynąć na odpowiedź organizmu na stres, bardzo nas zmotywował do dalszego działania. W 2023 roku Polska Agencja Kosmiczna (POLSA), wiedząc już, że polski astronauta poleci w kosmos, zrobiła nabór eksperymentów naukowych do realizacji na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Złożyłem nasz projekt, choć nie do końca wierzyłem w powodzenie. Projekty miały być oceniane przez Polską i Europejską Agencję Kosmiczną we współpracy z Ministerstwem Rozwoju i Technologii. Wpłynęło 66 wniosków. We wrześniu ubiegłego roku przyszła wiadomość, że zostaliśmy wybrani wraz z dwunastoma innymi projektami. Dla mnie to było, jakbym dostał obuchem w łeb - niemożliwe! Obostrzeń w przyjęciu projektu na stacji kosmicznej jest mnóstwo, aż trudno sobie wyobrazić - każdy element, który ma być wykorzystany musi mieć „miliard” atestów odpowiednich dla miejsca. Więc zdecydowaliśmy, że zrobimy neurofeedback astronautom przed wylotem i oni polecą na stację już z mózgiem odpowiednio przygotowanym. I to zostało zaakceptowane. Cały rok męczyliśmy się z tonami dokumentacji i wreszcie w październiku tego roku podpisaliśmy kontrakt. Okazało się nawet, że możemy mieć dostęp do wszystkich czterech astronautów na misji, w tym komandor misji Peggy Whitson ze Stanów Zjednoczonych. która jest absolutnie zainteresowana każdymi działaniami naukowymi. W grudniu będziemy kupować sprzęt badawczy, prawdopodobnie w styczniu przyszłego roku będziemy mieć briefing z pozostałymi trzema astronautami i pod koniec stycznia będzie ustalony termin naszych badań w Kolonii i Houston, tam będziemy mieli dostęp do astronautów. Wtedy zacznie się dla mnie i dla zespołu najlepsza zabawa.
A te pozostałe polskie eksperymenty zostaną przeprowadzone jednocześnie, podczas tej samej misji?
- Tak. Nasz astronauta Sławosz Uznański, pierwszy po Hermaszewskim Polak w kosmosie, jest astronautą projektowym, więc przeprowadzi wszystkie 13 polskich eksperymentów. W poprzedniej misji Axiom astronauci też mieli swoje eksperymenty do wykonania, np. szwedzki astronauta w misji Axiom 3 miał, jak się nie mylę, cztery. Polak będzie miał trzynaście! To dużo. Natomiast np. nasz eksperyment, w większej części, wydarzy się już na Ziemi, a on poleci w kosmos jak dobrze przygotowany „sportowiec” do akcji. Realizując nasz eksperyment na stacji będzie wypełniał kwestionariusz ankiety psychologicznej, który będzie nam opisywał nastrój astronauty każdego dnia.
To pomówmy o samym eksperymencie i wpływaniu na nasze fale mózgowe. Na jodze uczą nas, jak wprowadzać mózg w częstotliwość fal alfa - leżymy z rozluźnionym ciałem, zamkniętymi oczami, gałkami ocznymi skierowanymi w stronę czoła, wydłużamy oddech. Wtedy jesteśmy zrelaksowani. Jak to robicie podczas sesji neurofeedbacku?
- Są urządzenia, które bazują na pełnym badaniu EEG. Natomiast my nie będziemy robili pełnoczepkowego EEG. Myślę, że wykorzystamy kilka kanałów, żeby sprawdzić na tyle kompleksowo, na ile się da w ograniczonym czasie badania (dostępu do astronauty), w którym punkcie mózgu i które fale mózgowe są na nieodpowiednio niskim lub nieodpowiednio wysokim poziomie. I wtedy zadecydujemy, które punkty weźmiemy pod uwagę, które fale i jaka będzie interwencja: podwyższanie, obniżanie, czy utrzymanie. Astronauta będzie miał przygotowany indywidualny protokół i urządzenie i sam będzie z nim pracował w trakcie sesji treningowych. Na dwa tygodnie przed wylotem my już nie będziemy mieli do niego dostępu, bo będzie w miejscu kwarantanny. Będzie więc sam przeprowadzał trening neurofeedback, oczywiście po uprzednim szkoleniu. Około 30 minut będzie trwała albo prosta gra albo oglądanie zdjęć lub swojego ulubionego filmu. Cała „zabawa” będzie polegała na tym, że jak trening będzie dobrze wykonywany to np. film będzie płynnie odtwarzany i z głosem, i pełnym ekranem. A jeżeli coś będzie się działo nie tak, jakbyśmy chcieli, to np. film będzie odtwarzany bez głosu lub z przerywanym głosem. Więc astronauta będzie musiał tak „kombinować”, żeby w efekcie jego działań dojść do sytuacji prawidłowo wyświetlanego filmu.
Czyli jeśli np. fale beta 2, przy których występuje stres, będą na zbyt wysokim poziomie, to film się będzie zaburzał, a on będzie musiał się rozluźnić, żeby mózg wszedł na fale alfa?
- Dokładnie tak. Jeżeli tak w ustawieniach protokołu treningowego zrobimy. Ale my nie możemy zbyt dużo mówić czy instruować, chcemy żeby astronauta sam zadziałał np. oddechem albo gałkami ocznymi, pracą mięśni, czy myślami. W procedurach neurofeedbacku nie sugeruje się konkretnych działań. On musi sam znaleźć sposób działania, znaleźć swój schemat. Nie każdy z nas ma te same mechanizmy obniżania lub podwyższania fal mózgowych. Może być to kompilacja działań np. wyłączenia wzroku, w jakimś procencie i rozluźnienie napięcia mięśniowego w adekwatnym innym procencie. Tak jest np. u mnie, ja gdy jestem mięśniowo rozluźniony, mniej odbieram stresor i działam bardziej efektywnie. Ale u kogoś innego może być odwrotnie, a efekt będzie ten sam. Wcześniej jednak musimy zbadać astronautę pod względem neurofizjologicznym, neuropsychologicznym, biochemicznym, psychomotorycznym. Jest więc kilka urządzeń, które musimy w tym celu zakupić. Jak astronauta wróci, to sprawdzimy, czy te wszystkie parametry są na tym samym poziomie, czy może niższym lub wyższym. W misjach analogowych wychodziło, że parametry były na wyższym poziomie (grupa eksperymentalna), pomimo stresora, jakim jest izolacja.
Jak długo byli w izolacji uczestnicy eksperymentów analogowych?
- Dwa tygodnie. Ale tam neurofeedback robiony był codziennie w trakcie izolacji. Można to robić zarówno w trakcie, jak i przed. Bo skuteczność tej metody polega na tym, że efekty nie są chwilowe, jej efekty utrzymują się długo. Z powodu technologicznych obostrzeń, w przypadku astronautów treningi zrobimy przed wylotem.
Jeśli eksperyment w kosmosie się uda, kto z tego będzie korzystał w przyszłości?
- Taki eksperyment to oczywiście spełnienie zawodowych i naukowych marzeń dla mnie i mojego zespołu. Nie ukrywam, że naszym dalekosiężnym celem jest, aby opcja treningów neurofeedbacku weszła w Europejskiej Agencji Kosmicznej w standardową procedurę przygotowania astronautów przed wylotem na misje kosmiczne, czy to na niższą, czy wyższą orbitę, czy też do lotu na księżyc, bo i takie będą przygotowania. Ale jak mówiłem EEG jest metodą od dawna wykorzystywaną, a neurofeedback jest metodą bazującą na informacji zwrotnej z EEG i wykorzystuje się go na wielu polach, jak w zaburzeniach po urazach mózgu, ADHD, upośledzeniach psychospołecznych, leczeniu uzależnień, w szeroko rozumianym stresie. Projekt jest więc nie tylko dla astronautów. Może być dla wojska, policji, załóg platform wiertniczych. Szczególnie przydatny dla osób realizujących kosztowne kontrakty, bo jeśli ze względu na stres uczestnik/pracownik „wyłącza się” i nie może jej efektywnie kontynuować, to jest to dla pracodawcy strata dużych środków finansowych.
O misji i zespole
Start misji technologiczno-naukowej Axiom 4 na Międzynarodową Stację Kosmiczną planowany jest na 2025 rok z należącego do NASA Kennedy Space Center na Florydzie. Lot na ISS zostanie zrealizowany rakietą Falcon 9 firmy SpaceX, która wyniesie na orbitę kapsułę załogową Dragon. W ramach misji astronauci spędzą na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej około 14 dni.
Uczestnikami misji będą:
- Peggy Whitson (USA) – dowódca misji,
- Sławosz Uznański (Polska/ESA) – specjalista misji,
- Shubhanshu Shukla (Indie) – pilot misji,
- Tibor Kapu (Węgry) – specjalista misji.
Ax-4 będzie kolejną komercyjną załogową misją Axiom Space. Udział Polaka w tej misji to wynik umowy podpisanej pomiędzy Ministerstwem Rozwoju i Technologii a ESA na przygotowanie i przeprowadzenie polskiej misji technologicznej na ISS. Po stronie Polski w przygotowanie misji jest również zaangażowana Polska Agencja Kosmiczna (POLSA) jako agencja wykonawcza MRiT.
Program misji będzie przede wszystkim skupiony na eksperymentach opracowanych przez przedstawicieli polskiego sektora kosmicznego pod kierunkiem ESA.
Eksperyment pod kierownictwem prof. Marcina Dornowskiego „Lowering Stress Response During Isolation in Astronauts / NEUROFEEDBACK” będzie przeprowadzony przed, w trakcie i po misji w The European Astronaut Centre (EAC) w Kolonii w Niemczech, w NASA’s Lyndon B. Johnson Space Center w Houston w USA oraz na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).
W zespole prof. Dornowskiego są naukowcy z AWFiS - prof. Inna Sokołowska, dr Milena Lachowicz oraz dr Tomasz Szot.
Dr hab. Marcin Piotr Dornowski - profesor AWFiS, przewodniczący Sekcji Medycznej Komisji Nauk Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk oddział w Gdańsku. W 2019 roku uzyskał stopień naukowy doktora habilitowanego w dziedzinie nauk medycznych i o zdrowiu w dyscyplinie kultura fizyczna (AWFiS Gdańsk).
