Методика рукавишникова: dpv — Психологическая диагностика

ОТЧЕТ О ТЕСТИРОВАНИИ

ОТЧЕТ О ТЕСТИРОВАНИИ Ф.И.О. Астафьев Дмитрий Юрьевич Возраст: 37 Постоянное проживание: Гражданство: Тел. e- mail: Должность: Дата проведения тестирования: Время тестирования: Идентификация: Россия, г.

Опросник межличностных отношений (ОМО) А.А. Рукавишников, В. Шутьц

Ie		Cw		Ae
1	1,2,3,4	2	1,2,3,4,5	4	1,2
3	1,2,3,4,5	6	1,2,3	8	1,2
5	1,2,3,4,5	10	1,2,3	12	1
7	1,2,3	14	1,2,3	17	1,2,3
9	1,2,3	18	1,2,3,4	19	3,4,5,6
11	1,2	20	1,2,3,4	21	1
13	1	22	1,2,3,4	23	1
15	1	24	2	25	3,4,5,6
16	1	26	2	27	1
Iw		Ce		Aw
28	1,2	30	1,2,3,4	29	1
31	1,2	33	1,2,3,4,5	32	1,2
34	1,2	36	1,2,3	35	5,6
37	1	41	1,2,3,4,5	38	1,2,3
39	1	44	1,2,3,4	40	5,6
42	1,2,3	47	1,2,3,4,5	43	1
45	1,2,3	50	1,2,3,4	46	4,5,6
48	1,2,3,4	53	1,2,3,4	49	1
51	1,2,3	54	1,2,3	52	5,6

Определение психического «выгорания» (а.

А. Рукавишников)

Инструкция. Вам предлагается ответить на ряд утверждений, касающихся чувств, свя­занных с работой. Пожалуйста, прочитайте высказывания и решите, испытывали ли вы нечто подобное. Если у вас никогда не возникало подобного чувства, поставьте галочку или крестик в бланке ответов в колонке «никогда» напротив порядкового номера утверждения. Если у вас подобное чувство присутствует постоянно, то поставьте галочку или крестик в бланке ответов в колонке «обычно», а также в соответствии с ответами «редко» и «часто». Отвечайте как можно быстрее. Постарайтесь долго не задумываться над выбором ответа.

Я легко раздражаюсь.

Думаю, что работаю лишь потому, что надо где-то работать.

Меня беспокоит, что думают коллеги о моей работе.

Я чувствую, что у меня нет никаких эмоциональных сил вникать в чужие проблемы.

Меня мучает бессонница.

Думаю, что если бы представилась удачная возможность, я бы сменил место работы.

Я работаю с большим напряжением.

Моя работа приносит мне удовлетворение.

Чувствую, что работа с людьми изматывает меня.

Думаю, что моя работа важна.

Я устаю от человеческих проблем, с решением которых сталкиваюсь на работе.

Я доволен профессией, которую выбрал.

Непонятливость моих коллег или учеников раздражает меня.

Я эмоционально устаю на работе.

Думаю, что не ошибся в выборе своей профессии.

Я чувствую себя опустошенным и разбитым после рабочего дня.

Чувствую, что получаю мало удовлетворения от достигнутых успехов на работе.

Мне трудно устанавливать или поддерживать тесные контакты с коллегами по работе.

Для меня важно преуспеть на работе.

Идя утром на работу, я чувствую себя свежим и отдохнувшим.

Мне кажется, что результаты моей работы не стоят затраченных мною усилий.

У меня не хватает времени на мою семью и личную жизнь.

Я полон оптимизма по отношению к своей работе.

Мне нравится моя работа.

Я устал все время стараться.

Меня утомляет участие в дискуссиях на профессиональные темы.

Мне кажется, что я изолирован от своих коллег по работе.

Я удовлетворен своим профессиональным выбором так же, как и в начале карьеры.

Я чувствую физическое напряжение, усталость.

Постепенно я начинаю испытывать безразличие к своим ученикам.

Работа эмоционально выматывает меня.

Я использую лекарства для улучшения самочувствия.

Меня интересуют результаты работы моих коллег.

Утром мне трудно вставать и идти на работу.

На работе меня преследует мысль: поскорее бы рабочий день закончился.

Нагрузка на работе практически невыносима.

Я ощущаю радость, помогая окружающим людям.

Я чувствую, что стал более безразличным к своей работе.

Случается, что у меня без особой причины начинает болеть голова или желудок.

Я прилагаю усилия, чтобы быть терпеливым с учениками.

Я люблю свою работу.

У меня возникает чувство, что глубоко внутри я эмоционально не защищен.

Меня раздражает поведение моих учеников.

Мне легко понять чувства окружающих по отношению ко мне.

Меня часто охватывает желание все бросить и уйти с рабочего места.

Я замечаю, что становлюсь более черствым по отношению к людям.

Я чувствую эмоциональное напряжение.

Я совершенно не увлечен и даже не интересуюсь своей работой.

Я чувствую себя измотанным.

Я считаю, что своим трудом я приношу пользу людям.

Временами я сомневаюсь в своих способностях.

Я испытываю ко всему, что происходит вокруг, полную апатию.

Выполнение повседневных дел для меня — источник удовольствия и удовлетворен

Я не вижу смысла в том, что делаю на работе.

Я чувствую удовлетворение от выбранной мной профессии.

Хочется «плюнуть» на все.

Я жалуюсь на здоровье без четко определенных симптомов.

Я доволен своим положением на работе и в обществе.

Мне понравилась бы работа, отнимающая мало времени и сил.

Я чувствую, что работа с людьми сказывается на моем физическом здоровье.

Я сомневаюсь в значимости своей работы.

Испытываю чувство энтузиазма по отношению к работе.

Я так устаю на работе, что не в состоянии выполнять свои повседневные домашние обязанности.

Считаю, что вполне компетентен в решении проблем, возникающих на работе.

Чувствую, что могу дать детям больше, чем даю.

Мне буквально приходится заставлять себя работать.

Присутствует ощущение, что я могу легко расстроиться, впасть в уныние.

Мне нравится отдавать работе все силы.

Я испытываю состояние внутреннего напряжения и раздражения.

Я стал с меньшим энтузиазмом относиться к своей работе.

Верю, что способен выполнить все, что задумано.

У меня нет желания глубоко вникать в проблемы моих учеников.

Данная методика включает три шкалы: психоэмоционального истощения (ПИ), личностного отдаления (ЛО) и профессиональной мотивации (ПМ). Для определения психического «выгорания» в пределах указанных шкал пользуются специальным ключом:

ПИ — 1, 5,7,14,16,17, 20, 25, 29, 31,32,34, 36, 39, 42,45,47,49, 52, 54, 57,60,63,67, 1(25 утверждений).

ЛО -3,4,9,10,11,13,18, 21,30,33,35,38,40,43,46,48, 51, 56,59,61,66,70,71,72 (24 утверждения).

ПМ — 2,6, 8,12,15,19, 22, 23,24, 26, 27, 28,37,41,44, 50, 53, 55, 58,62,64,65, 68 (23 утверждения)

Количественная оценка психического «выгорания» по каждой шкале осуществляется путем перевода ответов в трехбалльную систему («часто» — 3 балла, «обычно» — 2 балла, «редко» — 1 балл, «никогда» — 0 баллов) и суммарного подсчета баллов. Обработка производится по «сырому» баллу. Затем с помощью нормативной таблицы определяется уровень психического «выгорания» по каждой шкале.

Нормы для компонента «психоэмоциональное истощение» (ПИ)
Крайне низкие	Низкие значения	Средние значения	Высокие значения	Крайне высокие
9 и ниже	10-20	21-39	40-49	50 и выше
Нормы для компонента «личностное отдаление» (ЛО)
Крайне низкие	Низкие значения	Средние значения	Высокие значения	Крайне высокие
9 и ниже	16-10	17-31	32-40	41 и выше
Нормы для компонента «профессиональная мотивация» (ПМ)
Крайне низкие	Низкие значения	Средние значения	Высокие значения	Крайне высокие
7 и ниже	8-12	13-24	25-31	32 и выше
Нормы для компонента
Крайне низкие	Низкие значения	Средние значения	Высокие значения	Крайне высокие
31 и ниже	32-51	52-92	93-112	113 и выше

Методика коррекции функциональных нарушений позвоночника у студенток использованием средств пилатеса Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 796. 07; 796.034.2

МЕТОДИКА КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ

ПОЗВОНОЧНИКА У СТУДЕНТОК ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДСТВ

ПИЛАТЕСА

Светлана Карповна Рукавишникова, соискатель,

Северо-Западная академия государственной службы, Санкт-Петербург

Аннотация

В работе представлены результаты проведенного исследования по обоснованию и разработке методики коррекции функциональных нарушений позвоночника у студенток с использованием средств пилатеса. Обоснованы педагогические условия, необходимые для эффективного применения средств пилатеса, с целью профилактики заболеваний позвоночника у студенток вуза государственной службы.

Ключевые слова: пилатес, функциональные нарушения позвоночника, студентки, коррекция, методика.

METHODOLOGY OF CORRECTION OF BACKBONE FUNCTIONAL DEFECTS AMONG THE STUDENTS WITH APPLICATION OF PILATES MEANS

Svetlana Karpovna Rukavishnikova, the competitor,

Northwest Academy of Public Service,

St.-Petersburg

Annotation

The article presents the results of the conducted research on justification and working out the methodology of correction of backbone functional defects among the students with usage of pilates means. The pedagogical conditions necessary for effective application of pilates with the purpose of prevention of backbone diseases among students of higher school of public service have been proved.

Keywords: pilates, functional defects of backbone, students, correction, methodology.

Как показывают исследования, проведенные в последние годы, большое значение для профилактики заболеваний позвоночника имеют упражнения, взятые из системы Пилатеса [1-10].

В программе «Пилатес» большое значение имеет восстановление и сохранение подвижности и гибкости позвоночника. Если у человека улучшается состояние позвоночника, непременно укрепляется физическое состояние и здоровье в целом. Поэтому средства пилатеса могут широко применяться для профилактики заболеваний позвоночника у студенток вузов.

Между тем, как свидетельствует практика занятий физической культурой со студентками вузов, в настоящее время отсутствуют научно разработанные методики применения средств пилатеса в системе физической культуры высших учебных заведений вообще и вузов государственной службы, в частности [10].

Проведенные исследования свидетельствуют высокой заболеваемости и о низком уровне физической подготовленности студенток вуза государственной службы. Особенно часто среди них встречаются заболевания позвоночника (табл.1).

В ходе исследования были также определены типы нарушений функций позвоночника, которые представлены в таблице 2.

Как показали проведенные исследования, занятия пилатесом позволяют в значительной степени укрепить позвоночник. Установлено, что пилатесом могут заниматься студентки с любым уровнем физической подготовки. Возможность травм на таких занятиях сведена к минимуму. Благодаря методу пилатеса укрепляются мышцы пресса, спины улучшается осанка, координация, увеличивается гибкость, подвижность суставов. Кроме того, упражнения затрагивают глубокие мышцы живота и мышцы-стабилизаторы, которые почти не прорабатываются на занятиях классической и сило-

вой аэробикой.

Таблица 1

Данные обследования состояния здоровья студенток, занимающихся физической ___________________________________культурой (%)____________________________________

Морфо-функциональные отклонения Год и количество обследованных (2004-2005 гг. )

2004 (п = 283) 2005 (п = 267)

Практически здорова 35,7 38,7

Сколиотические нарушения I степени 12,1 11,6

Сколиотические нарушения II степени 9,8 9,7

Ожирение 13,1 13,0

Остеохондроз 11,3 11,6

Травмы позвоночника и ног 0,1 —

Нарушение осанки 3,3 2,3

Прочие нарушения 15,1 14,8

Таблица 2

Основные типы нарушения функций позвоночника у студенток Северо-Западной ___________________Академии государственной службы (п=371)_______________________

№ п/п Типы нарушений Количество студенток по курсам обучения (%)

I II III IV V

1. Нарушения опорной функции позвоночника 17,3 17,4 17,8 18,0 18,5

2. Мышечная блокада дисков 25,5 25,3 25,0 25,1 24,6

3. Спинальные сосудистые и двигательные нарушения 14,4 14,2 14,1 14,4 14,0

4. Недостаточность двигательной функции позвоночника 30,5 30,7 31,0 31,3 32,1

5. Дисфункция межостистых связок 12,3 12,4 12,1 11,2 10,8

При разработке методики использования средств пилатеса для профилактики заболеваний позвоночника, мы исходили из того, что уровень физической подготовленности студенток может быть разным. Поэтому разработанная нами методика состоит из трех этапов, рассчитанных на различный уровень физической подготовленности студенток (рис. 1).

В разработанной нами методике особое внимание уделялось концентрации, которая включает в себя комбинирование физических и мыслительных процессов. Зачастую существует разграничение между телом и сознанием. Задача применения средств пилатеса — обеспечить их взаимодействие и совместную работу, то есть установить связь между телом и сознанием.

Качество упражнений пилатеса значительно возрастает, если научиться концентрироваться на определенных зонах тела. Во время выполнения движения необходимо сконцентрировать все внимание на мышцах, которые задействованы в данном упражнении.

В ходе дальнейшего исследования, для эффективной реализации данной методики необходимо было выявить соответствующие педагогические условия. В результате проведенных исследований была установлена ранговая структура педагогических условий, необходимых для эффективного использования средств пилатеса с целью профилактики заболеваний позвоночника у студенток вуза государственной службы (табл.3).

На завершающей стадии исследования проверялась эффективность разработанной методики использования средств пилатеса для профилактики заболеваний позвоночника у студенток Северо-Западной академии государственной службы.

Этапы Цель этапа Содержание Методические приемы

Ф і і Ф

Первый этап (для слабо подготовленных студенток) Укрепление мышц и связок позвоночника В содержание включаются в основном упражнения лежа на спине и животе на полу. Тренировочный комплекс состоит из 10 упражнений Особое внимание уделять контролю над движениями, концентрации и сосредоточенности на выполняемых упражнениях

Продолжительность: 6-8 недель при регулярности тренировок 2-3 раза в неделю

Второй этап (для среднего уровня подготовленности студенток) Улучшение опорной и двигательной функции позвоночника В содержание тренировки добавляются упражнения лежа на боку и на животе. Тренировочный комплекс состоит из 25 упражнений Контролировать точность и плавность выполнения упражнений. Особое внимание уделять правильному нахождению центра тяжести

Продолжительность: 8-12 недель при регулярности тренировок 3-4 раза в неделю

Третий этап (для хорошо подготовленных студенток) Значительное расширение функциональных возможностей позвоночника В содержание тренировки добавляются упражнения в упоре лежа и сидя на руках. Значительно возрастает сложность выполнения упражнений Преимущественное использование визуальных образов. Особое внимание уделять межмышечной координации и правильному дыханию

Продолжительность: 30-36 недель при регулярности тренировок 4-5 раз в неделю

Рис. 1. Методика использования средств пилатеса для профилактики заболеваний позвоночника у студенток вузов государственной службы (при проведении годового педагогического эксперимента)

Таблица 3

Ранговая структура педагогических условий, необходимых для эффективного использования средств пилатеса с целью профилактики заболеваний позвоноч-____________ника у студенток вузов государственной службы (п=72)_____________

Ранговое место Педагогические условия Ранговый показатель, в %

1 Индивидуальный подход при подборе средств пилатеса для каждой студентки 19,7

2 Учет анатомо-физиологических особенностей строения тела студенток 17,8

3 Постепенность в увеличении нагрузки 15,5

4 Применение принципов пилатеса на всех этапах оздоровительной программы 14,1

5 Воздействие на конкретный тип функциональных нарушений позвоночника у студенток 12,0

6 Преимущественное использование упражнений, направленных на глубокие мышцы позвоночника 7,9

7 Концентрация внимания студенток на развитии межмышечной координации 6,5

8 Формирование групп для тренировки с учетом уровня подготовленности студенток 4,2

9 Активное использование самостоятельных занятий, тренировок в оздоровительных секциях наряду с учебными занятиями 2,3

Результаты проведенного педагогического эксперимента свидетельствуют о высокой эффективности разработанной методики использования средств пилатеса для профилактики заболеваний позвоночника у студенток вуза государственной службы (табл. 4, 5).

Таблица 4

Изменение показателей физического развития у студенток за период

педагогического эксперимента 2007 и 2008 гг.

№ п/п Исследуемые показатели Период обследования Сколиотические нарушения I степени (п=41) Сколиотические нарушения II степени (п=25)

х ±5 Р х ±5 Р

1. Вес (кг) до 64±8 >0,05 60±10 >0,05

после 64,6±7,2 60,7±9

2. ЖЕЛ (мл) до 2780±56 <0,05 2800±100 <0,05

после 3040±62 3180±60

3. Сила правой кисти (кг) до 24,6±0,4 >0,05 25,1±0,7 >0,05

после 26,3±0,6 26,8±0,5

4. Жизненный индекс (мл/кг) до 43,4±0,7 <0,05 46,6±0,8 <0,05

после 47±0,5 52,3±0,7

5. Силовой индекс (%) до 38,4±0,6 >0,05 41,8±0,3 <0,05

после 40,7±0,5 44,1±0,4

Таблица 5

Результаты оздоровительных коррекций структурно-функциональных нарушений позвоночника при нарушениях двигательной функции позвоночника

Характер группы по уровню подготовленности Успешность воздействия

Частичное выздоравливание Полное выздоравливание

п % п %

«Высокий» (п=15) 4 30,5 11 69,5

«Средний»(п=30) 4 9,8 26 90,2

«Низкий» (п=11) 5 45,5 6 54,5

Студентки, страдающие сколиотическими нарушениями I степени в своем большинстве (95,5%) через год тренировочных занятий пилатесом избавились от заболевания. Студентки, страдающие сколиотическими нарушениями II степени, достигли значительного улучшения в состоянии здоровья. Около 73% из них достигли полного выздоровления.

Объективным показателем высокой эффективности разработанной методики использования средств пилатеса для профилактики заболеваний позвоночника явились результаты педагогического эксперимента по преодолению нарушений опорной и двигательной функций позвоночника.

Так, в группах с высоким и средним уровнем подготовленности абсолютное большинство студенток достигли полного восстановления данных функций. И, лишь у 18% студенток с низким уровнем подготовленности не были обнаружены положительные сдвиги в улучшении опорной функции позвоночника.

ВЫВОД

Проведенное исследование свидетельствует, что разработанная методика использования средств пилатеса способствует эффективной коррекции функциональных нарушений позвоночника у студенток вуза государственной службы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Амельченко, И.А. Проблемы реализации здоровьесберегающих технологий в системе физического воспитания студентов специального учебного отделения / И.А. Амельченко, Е.Г. Олейник // Сб. науч. трудов «Физическое воспитание студентов

творческих специальностей» / Харьков. гос. акад. дизайна и искусств. — Харьков, 2007. — № 2. — С. 70-75.

2. Алперс, Э. Пилатес : совершенное руководство для сильного, стройного и

здорового тела / Э. Алперс. — М. : Изд.-во «АСТ», 2006. — 272 с.

3. Буркова, О. Пилатес — фитнес высшего класса. Секреты стройной фигуры и оздоровления / О. Буркова, Т. Лисицкая. — М. : Изд-во «Радуга», 2005. — 208 с.

4. Вейдер, С. Пилатес в 10 простых уроках : пер. с англ. / С. Вейдер. — Ростов-

на-Дону : Феникс, 2006. — 285 с.

5. Владимирова, А.В. Пилатес и фантазия / А.В.Владимирова // Советский

спорт. — 2003. — 17 апреля.

6. Казанцева, А.Ю. Пилатес : авторская программа физических упражнений для будущих мам / А.Ю. Казанцева. — М. : Изд-во «АСТ», 2008. — 64 с.

7. Крис, Дж. Пилатес / Дж. Крис. — М. : АСТ, 2005. — 235 с.

8. Макарова, Е.А. Пилатес — ваш путь к здоровью : учебное пособие / Е.А. Ма-

карова. — Воронеж : Изд-во Воронежского университета, 2007. — 125 с.

9. Робинсон, Л. Пилатес : путь вперёд / Л. Робинсон, Г. Томсон. — М. : Попурри, 2003. — 192 с.

10. Рукавишникова, С.К. Методика применения пилатеса как средства профилактики структурно-функциональных нарушений позвоночника у студенток // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. — 2008. — № 10 (44). — С. 82-86.

Контактная информация: [email protected]

УДК 378.634:17.02

МОДЕЛЬ РАЗВИТИЯ РОССИЙСКИХ МЕЖНАЦИОНАЛЬНЫХ ЦЕННОСТЕЙ

КУРСАНТОВ ВУЗОВ МВД РОССИИ

Евгений Александрович Рыбаков, соискатель,

Барнаульский юридический институт МВД России (БЮИМВД России)

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы совершенствования профессиональной подготовки курсантов в вузах МВД России на основе реализации в учебно-воспитательном процессе российских национальных ценностей.

Ключевые слова: вузы МВД России, учебно-воспитательный процесс, российские национальные ценности, профессиональная подготовка, профессиональное воспитание.

MODEL OF THE DEVELOPMENT OF THE RUSSIAN INTERNATIONAL VALUES AMONG THE UNIVERSITY CADETS OF THE MINISTRY OF INTERNAL AFFAIRS OF RUSSIA

Evgeniy Alexandrovich Rybakov, the competitor,

Barnaul Law Institute of the Ministry of Interior of Russia

Annotation

The article deals with the issues of the cadets’ vocational training improving in higher schools of the Russian Interior Ministry on the basis of implementation during the educational process the Russian national values.

Keywords: higher schools of the MIA of Russia, educational process, professional training, Russian national values, professional education.

В настоящее время человечество вступило в эпоху глобальных изменений в экономике, политике, культуре, образовании. В этих условиях формирование гражданского общества в России, выступает одной из приоритетных задач правоохранительных органов, от компетентности которых во многом зависит конечный результат. В связи с этим организация работы органов внутренних дел, организация борьбы с преступностью, требует принципиально новых подходов [3]. Одним из направлений в

Рукавишникова Светлана Владимировна, ГБОУ Школа № 1352, Москва

Московский институт открытого образования. «ИКТ как инструмент формирования УУД младшего школьника. Модуль 1», 72 часа, 2013г., выдано удостоверение.

Московский институт открытого образования. «Реализация технологии деятельностного обучения в образовательном процессе начальной школы по требованиям ФГОС НОО. ИКТ как инструмент формирования УУД младшего школьника. Модуль 2», 72 часа, 2014г., выдано удостоверение.

Московский институт открытого образования. «Реализация технологии деятельностного обучения в образовательном процессе начальной школы по требованиям ФГОС НОО. ИКТ как инструмент формирования УУД младшего школьника. Модуль 3», 72 часа, 2014г., выдано удостоверение.

Московский институт открытого образования. «Русский язык как средство социально-культурной адаптации учащихся мигрантов», 72 часа, 2015г., выдано удостоверение.

Московский институт открытого образования. «Разработка и создание дидактических информационных средств обучения для урока и внеклассной работы с применением интерактивной доски», 72 часа, 2016 г, выдано удостоверение.

Городской методический центр Департамента образования города Москвы. «Формирование информационно-образовательной среды для организации учебных занятий в образовательной организации с использованием общегородской платформы электронных образовательных материалов», 16 часов, 2017г, выдано удостоверение.

Московский государственный колледж электромеханики и информационных технологий. «Оказание первой помощи», 24 часа, 2018г., выдано удостоверение.

Инфоурок. Профессиональная переподготовка по направлению «Основы религиозных культур и светской этики: теория и методика преподавания в образовательной организации», 300 часов, 2018 г., выдан диплом.

Инфоурок. «Организация работы с обучающимися с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ) в соответствии с ФГОС», 72 часа,   2018 г., выдано удостоверение.

Деловая программа ММСО-2018. «Новая экосистема образования», 6 часов, 2018г., выдан сертификат.

Деловая программа ММСО-2019. «Новая субъектность образования. Точка перехода», 6 часов, 2019г., выдан сертификат.

 

Рукавишников Александр Иулианович

Скульптор, действительный член Российской академии художеств, профессор, народный художник России

Родился 2 октября 1950 года, в Москве — третий в династии потомственных скульпторов.

В 1974 году с отличием окончил Московский государственный художественный институт имени В. И. Сурикова (мастерская Л. Е. Кербеля). За дипломную работу «Северный рыбак» получает диплом с отличием.

В 1984 году присвоено почётное звание «Заслуженный художник РСФСР»
С 1993 года Заведующий кафедрой скульптуры МГХИ имени В.И.Сурикова.
В 1997 году избран действительным членом Российской академии художеств.
А. И. Рукавишников — постоянный участник всероссийских и международных художественных выставок. Персональные выставки Рукавишникова прошли в Центральном доме художника и в залах Российской академии художеств в Москве, в Музее современного искусства Нассау (США), в Галерее Дилеманна (Бельгия) и в других музеях и выставочных залах мира.
Работы А. И. Рукавишникова хранятся в собраниях Третьяковской галереей, Русского музея, музея Людвига, Siemens, Hermes, John Wilson, многочисленных частных и корпоративных коллекциях.
В 2012 году открылась Мастерская Александра Рукавишникова на Земляном Валу.
Скульптор живёт и работает в Москве.

Как человек широких интересов, Александр Рукавишников черпает художественные идеи в различных пластах мировой культуры. В серии портретов легендарных героев и выдающихся личностей русской истории «Корни России» (1981—1984): «Сергий Радонежский», «Дмитрий Донской», «Пересвет», «Феофан Грек» — художник обращается к традиции древнерусской деревянной пластики и иконописи. С конца 1980-х годов Рукавишникова захватывает стихия языческой культуры. В серии «Языческие богини» (1990-е годы) художник творит собственный мифологический пантеон. В большинстве языческих композиций он использует прием контрастного чередования разных материалов (белый мрамор, тёмная бронза, алюминий), фактур и объёмных форм.
В творчестве А. И. Рукавишникова опосредованно проявилось его увлечение спортом, восточной философией и восточными боевыми искусствами. Ещё студентом он начал работу над циклом, посвящённым спорту (скульптурные композиции «Боксёр», «Борцы» и др.).
В 1972—1977 годах он занимался в Центральной школе карате под руководством А. Штурмина — основоположника русской школы карате, стал обладателем «чёрного пояса» по школе сэнэ (знак совершенства).
С 1990 года А. И. Рукавишников является президентом Федерации карате города Москвы. В его композициях спортсмены даны в характерных боевых позах, остро схвачены профессиональные движения («Тейк-вон-до», 1976; «Сумо», 1979 и др.). Во всем блеске боевой позы предстает инструктор по карате Виталий Пак (1977): широко расставив босые ноги, он балансирует на необычном постаменте в форме древнекитайского знака «инь—ян», символизирующего единство противоположных начал Бытия.
В 1977 году скульптурная композиция «Инструктор карате В. Пак» была приобретена Государственной Третьяковской галереей. Как передать в скульптуре момент отчаянной спортивной борьбы, когда в мгновенном движении концентрируются все психологические и физические ресурсы организма? Художник отлично решил эту задачу. В композиции «Тамара Быкова — экс-чемпионка мира по прыжкам в высоту» (1983) он использует прием крупного кадра. Изображает не всю фигуру, а лишь лицо, парящее над планкой, — мгновение победы, высвеченное в потоке времени.

Наиболее известные работы
• 1984 — Памятник Владимиру Высоцкому на Ваганьковском кладбище (Москва)
• 1985 — Памятник Микешину (Смоленск)
• 1997 — Памятник Достоевскому у Российской государственной библиотеки (Москва)
• 1998 — Памятник Юрию Никулину (Москва)
• 1999 — Памятники Льву Яшину (Москва)
• 2003 — Памятник Иосифу Кобзону (Донецк)
• 2004 — Памятник Александру II (Москва)
• 2007 — Памятник Шолохову (Москва)
• 2008 — Памятник Александру Зассу (Оренбург, у здания цирка)
• 2011 — Памятник Муслиму Магомаеву (Москва)
• 2012 — Памятник Мстиславу Ростроповичу (Москва, угол Брюсова и Елисеевского переулков) Выставки
• 2013 — Участие в выставке «Кабинетная скульптура», Центральный дом художника, Москва
• 2013 — Участие в выставке «Адам и Ева», галерея «Дом Нащокина», Москва
• 2013 — Участие в выставке работ членов Президиума Российской академии художеств, Москва
• 2013 — Персональная выставка «Сечения», Музей современного искусства, Москва
• 2009 — 2010 — «2000 лет война. Эпизод I», Государственный музей архитектуры им. А.В. Щусева, Москва
• 1997 — Участие в выставке «Мир чувственных вещей в картинках. Конец 20-21 века», Пушкинский музей, Москва
• 1996 — Выставка в Галерее Дилеманна, Бельгия
• 1995 — Выставка «Four Elements» Австрия, Вена
• 1993 — Выставка «Династия Рукавишниковых» Российская Академия художеств, Москва
• 1984 — 1985 — Групповая выставка художников СССР и ФРГ Вильнюс, Дуйсбург
• 1984 — Персональная выставка Центральный Дом художника, Москва
• 1984 — Участие в выставке «Весенний салон» в Гран-Пале Париж, Франция

Награды и звания
• Народный художник России (1995 год)
• Заслуженный художник РСФСР (1984 год)
• Заслуженный художник Киргизской ССР (1984 год)
• Орден Дружбы Народов (2000 год) за заслуги в развитии Российского изобразительного искусства
• Присвоено звание «профессор» (1999 год)
• Действительный член Российской Академии художеств РАХ (1997 год)
• Член Президентской комиссии по культуре (1997 год)
• Заведующий кафедрой скульптуры МГХИ имени В. И.Сурикова (1995 год)
• Серебряная медаль Академии художеств СССР (ныне Российская Академия художеств) (1982 год) за скульптуры «Бригада», «Владимир Высоцкий» и другие композиции
• Секретарь правления Союза художников СССР в 1986—1988 год
• Орден «Знак Почёта» (1986 год)
• «Заслуженный художник РСФСР» (1984 год)
• Серебряная медаль Французской Академии искусств за скульптуру «Джон Леннон» (1982 год)
• Премия Ленинского комсомола (1976 год) — за скульптуры «Строители», «Рабочий», «Микеланджело»
• Член Союза художников СССР СХ СССР (1974)

вернуться к списку биографий

Феномен Юлиана Рукавишникова

Созданные мной статуи
Совершил прыжок в вечность …

Микеланджело Буонаротти

Максимализм отличает настоящего художника от мастера. Юлиан Рукавишников был максималистом, потому что он обладал и большой личностью, и большим талантом, и высочайшим уровнем профессиональной культуры. Он, несомненно, принадлежит к числу блестящих художников ХХ века, которые поставили его на путь новаторства.Художественное наследие Рукавишникова так же важно, как и наследие Генри Мура и Джакомо Манцу, Константина Бранкузи и Александра Архипенко.

В середине 1970-х годов этот выдающийся скульптор и создатель известных монументальных групп, мемориалов, жанровых композиций и портретов претерпел серьезные изменения, которые в конечном итоге создали для его искусства автономное место, не зависящее от отдельных художественных направлений, направлений, школ и других направлений. традиции.

Непревзойденный скульптор-реалист, Рукавишников неожиданно для своих коллег и поклонников представил
новую систему эстетических и изобразительных приоритетов.Он проверил набор концепций, касающихся формирования идеала, который был предназначен для «Homo Sapiens» — знающего человека, вечно разрывающегося между добром и злом в поисках истины. Художник акцентировал внимание на разных ценностях, свободных от политических, героических, моральных или национальных особенностей. Он искал идеал в различных формах жизни и эволюции.

Флора и фауна стали занимать все больше места в его художественном воображении — он исследовал животворную среду обитания как художник и мыслитель, а не как естествоиспытатель.Меняя местами макро- и микрокосмос, Рукавишников подчеркивал особые универсальные ценности, которые казались эстетически необычными, а также гармонию стихийного, естественного образа жизни; поставленные цели были не экологическими, а более глобальными — они были связаны с чистым искусством, свободным от догм и стереотипов экуменического гуманизма. Работы Рукавишникова трансформируют привычные представления зрителей о бесконечно малом и бесконечно великом, о суете и быстротечности, о вечности.

Используя скульптурную аллитерацию однородных, основных форм жизни, он применил не противоречивые, сомнительные теории происхождения видов, а свою собственную творческую интуицию. Художник отказался от устаревшего историзма — он осознавал взаимосвязь между Человеком и Природой, между Временем и Пространством в гармонии индивидуума и целого; во внутренних движениях пластической формы, скульптурного объема и силуэтного рисунка, которые были не просто ответвлением воображения, а продуктом уникальной способности мастера определять бесконечно малое и бесконечно великое. Не следует искать в искусстве Рукавишникова натянутые метафоры или надуманные философские аллегории в сочетании с определенными реалиями. Его искусство имеет более глубокий, обобщающий смысл, символический характер которого проистекает из особого понимания существования и решимости создать индивидуальную модель вселенной с помощью художественных средств. Внутренний мир художника намного шире и разнообразнее, чем конкретное историческое время, с его сопутствующими моральными и эстетическими стандартами, социальными проблемами и множеством других измерений, знакомых и привычных для обычного человека.

Его произведения, относящиеся больше к будущему, чем к настоящему, получили от самого Рукавишникова родовое название — «Природа. Эволюция и метаморфозы »; они ни в коем случае не являются закодированными символами веры во что-то неизвестное и непостижимое для разума или чувств — они являются инструментом онтологического исследования с помощью искусства общих законов существования; и в нисхождение от верхних пределов вселенной к нижним, менее развитым, достижимым и, очевидно, противоположным образом, инструменту, позволяющему понимать различные формы жизни достоверно и адекватно.

Рукавишников, как никакой другой художник, умел извлекать и использовать выразительные качества различных материалов. Он никогда не воспроизводил, не копировал и не подражал природе; природа, которую скульптор наблюдал и которой наслаждался, была для него источником вдохновения, давая мощный импульс художественному воображению. Скульптурные объекты Рукавишникова, такие как «Паук», предстают как пришельцы из космоса, внеземные объекты; «Посадка чайки» похожа на богиню победы; «Protozoa» появляется как гимн зарождению жизни на земле, который исполняется с воодушевлением и вызывает доисторические культовые ритуалы.Такие произведения, как «Камнеломка», «Эволюция», «Сактория» заставляют зрителей осознать величие и бесконечность окружающего нас мира.

Казалось бы, ненастоящие, эти изображения хоть и скромные по размеру, но впечатляют своей монументальностью. Как правило, большой объект можно уменьшить в масштабе без ущерба для его качества, в то время как мелкие объекты часто выглядят хуже при увеличении. Дело не в пропорциях, а в величине скульптурного мышления, мастерства, изобразительного замысла, и Юлиан Рукавишников в полной мере обладал каждой из трех характеристик таланта и безупречной компетентности.Его статуи хорошо вписываются в любую среду, как внешнюю, так и внутреннюю, поскольку сами «оформляют пространство», что составляет неотъемлемую часть и незаменимую составляющую скульптурной концепции художника. В этом одна из главных черт художественного метода и стиля Рукавишникова: мир его скульптурных образов изобилует метаморфозами — реальные предметы, мотивы и двойники чудесным образом превращаются в виртуальные видения, ожидания и воспоминания о будущем. Возможно, такие инверсии, изменения в нормальном порядке вещей происходят без желания создателя — они вводят новое понимание сути конкретного произведения, которое уже имеет свою собственную самодостаточную жизнь.Возможно, ключ к разгадке можно найти в этом стихотворении Микеланджело:

Когда у скульптора есть божественная проницательность,
Он видит в скале отражение своих мыслей,
И скромный слепок полон вдохновения
Когда он создается не вручную, а душой .

Красота обширных, возвышенных эмоций может очаровывать нас и вызывать, казалось бы, диковинные ассоциации, даже ассоциации с далекими параллельными мирами.Отдельные образы, созданные Рукавишниковым, вероятно, также наделены особой виртуальной памятью, которая ускользает от определения и ускользает от прагматичного, земного разума. Об этом можно только догадываться, глядя и пытаясь проанализировать такие произведения, как «Конец лета», «Брамелис», «Формула бытия», «Апис» и другие.

Искусство мастера с таким широким кругом способностей необузданно — оно предлагает и открывает все новые и новые идеи и горизонты и вызывает самые удивительные ассоциации.Повествовательное и духовное содержание, изящество искусства не зависит от какого-либо единственного мотива — скорее, оно основывается на уровне и характере его воплощения в образах и философской интерпретации объекта. Возможно, не каждое произведение искусства может выдержать многократное увеличение и доминировать в открытом пространстве, сохраняя при этом его параметры и значение, соизмеримые с этим открытым пространством. Существует непосредственная корреляция постепенного процесса оптического, визуального включения определенного скульптурного объекта в предлагаемую живую среду.

Рукавишников был наделен этим всеобъемлющим даром с рождения. Не случайно зрители изначально склонны воспринимать многие его маленькие скульптуры как монументальные образы с необходимой массой энергии, философской многозначностью и запредельной привлекательностью. Рукавишников четко видел и точно оценивал возможности и характеристики скульптурного объекта в зависимости от визуальной мотивации создаваемого произведения, что зачастую не предназначалось для большого масштабирования.

У него было редкое чувство меры, а также профессиональные знания и опыт, которые позволили ему безошибочно выбрать оптимальные средства выражения для реализации его идей, которые были концептуально сложными.Так, «Каратэ Саламандра», «Гостья. Большой лемур »,« Тушканчик »в своем начальном, четко заданном размере полностью соответствуют концепции автора, и не требуется увеличения или уменьшения масштаба.

Поскольку степень антропоморфизма этих существ и их репрезентативные характеристики эмоционально достоверны и стилистически ограничены, они полностью соответствуют размеру, данному им раз и навсегда, когда они были отлиты из бронзы. Однако, в отличие от вышеупомянутых работ, такие фигуры, как «Золотой жук», «Хрустальная бабочка» или «Паук», несмотря на внешнюю узнаваемость и определенность, интимны по повествованию и реалистичности; они воплощают различные идеи, выходящие за пределы реального времени и пространства конкретных проявлений быстро текущей жизни.А если посмотреть на такие произведения, как «Каратэ Саламандра», «Гостья. Большой Лемур »и« Тушканчик », мы наслаждаемся блестяще запечатленными эмоциональными аспектами и восхищаемся их непревзойденной материализацией в искусстве, такие произведения, как« Золотой жук »,« Хрустальная бабочка »или« Паук », вызывают иное понимание образов; они противоречат традиционному пониманию, в котором преобладает иррациональный элемент, космический смысл и непознаваемая планетарная энергия формулы бытия. Предчувствие того, чего не произошло, стремление достичь безграничных просторов других миров и захватывающая тайна определяют характерный репрезентативный рассказ и духовное значение этих по существу монументальных статуй.

Поэтому «Золотой жук», «Паук» и «Хрустальная бабочка» принадлежат к группе избранных произведений Рукавишникова, для которых не определен раз и навсегда определенный размер — в этих произведениях задуман масштаб и многократное воспроизведение. скульптором как одна из характеристик новой топологии монументальности образа, основанной на философских гиперболах и ассоциативном менталитете, в поисках формулы вечности и просодии безграничности.

Подчеркивая все эти уникальные качества произведений Рукавишникова и их содержательный и философский диапазон, мы не отождествляем его художественное мировоззрение с метафизической природой определенных аналитических построений, которые являются необходимыми инструментами для концептуализации и исследования его разнообразного художественного наследия. Формальные приемы Рукавишникова настолько универсальны, что позволили ему максимально достичь поставленных целей. Таким образом, даже его монохромные произведения вызывают цвет благодаря качеству текстуры, сочетанию тиснения и опиливания, а также перестановкам форм.В то же время они симфоничны и полифоничны, и у каждого свое звучание и мелодия. Есть еще одно соображение, которое нельзя игнорировать: статуи мастера дают зрителям свободу выбора — их содержание настолько полигамно, что они предвосхищают самые фантастические ожидания. Мышление Юлиана Рукавишникова было основано на космических категориях, и ему были чужды тщеславие и праздность, лицемерие и фанатизм, подобострастие и конформизм.

Искусство этого выдающегося мастера, вероятно, еще ждет своего часа; проповедуемые им идеалы связаны с будущим; а созданный им стиль остается и надолго останется уникальным образцом профессиональной культуры и универсального гуманизма.

(PDF) Новый численный метод для формы вращения задачи Озеена с угловой сингулярностью

Симметрия 2019,11, 54 16 из 17

•

Приближенное обобщенное решение (поле скоростей) классического МКЭ сходится к точному

один из

W1

2 (Ωk)

норма со скоростью

O (hλ)

,

λ <

1, где показатель степени

λ

зависит от размера

возвратный угол

ω

, так называемый эффект загрязнения (см. [

12

] и ссылки в нем), в то время как

приблизительное

Rν

-обобщенное решение с помощью представленного взвешенного МКЭ сходится к точный

в норме

W1

2, ν

со скоростью, не зависящей от значения внутреннего угла

ω

и имеющей

в первом порядке по h для различные значения ν, δ (см. таблицы 1 и 2 и рисунок 3).

•

Благодаря теореме 3.1 в [

13

] существует ограничение на радиус

δ ∗

окрестности входящего угла

ω

и

ρ ( x)

показатель степени

ν ∗

в Определении 1, что для всех

δ <δ ∗

и

ν> ν ∗

выполняется взвешенное условие

inf-sup

. После серии вычислительных экспериментов заключаем, что

ν ∗ ∼

1

и δ ∗ ∼h.

•

Предлагаемый подход позволяет вычислить приближенное решение по взвешенному МКЭ

с заданной точностью 10

−3

, например, в случае, когда внутренний угол

ω

равен

3π

2

,

около 10

6

— в разы быстрее, чем при использовании классического МКЭ. Обратите внимание, что при реализации взвешенного FEM,

можно потратить примерно в 106 раз меньше вычислительных ресурсов и энергопотребления.

•

Метод взвешенных конечных элементов позволяет нам выполнять вычисления с высокой точностью,

как внутри области, так и вблизи точки сингулярности.

Вклад авторов:

V.A.R. и А.В.Р. вносили равный вклад на каждом этапе работы. Все авторы прочитали и

одобрили окончательную версию статьи.

Финансирование:

Настоящее исследование было поддержано РФФИ и RSF в соответствии с исследовательскими проектами №№.

19-01-00007-а и 19-71-20006 соответственно.

Благодарности:

Мы хотели бы поблагодарить Филипа Ли, Элейн Чен и рецензентов за их бесценные

предложения, благодаря которым рукопись была значительно улучшена.

Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

1.

Сиарле П. Метод конечных элементов для эллиптических задач; Исследования по математике и ее приложениям;

Северная Голландия: Амстердам, Нидерланды, 1978.

2.

Рукавишников В.А. О дифференциальных свойствах

Rν

-обобщенного решения задачи Дирихле.

Докл. Акад. АН СССР, 1989, 309, 1318–1320.

3.

Рукавишников В.А .; Рукавишникова, Х. Метод конечных элементов для краевой задачи с сильной особенностью

. J. Comput. Прил. Математика. 2010, 234, 2870–2882. [CrossRef]

4.

Рукавишников В.А .; Мосолапов, А. Новый численный метод решения гармонических по времени уравнений Максвелла

с сильной сингулярностью.J. Comput. Phys. 2012, 231, 2438–2448. [CrossRef]

5.

Рукавишников В.А .; Рукавишникова, Х. Об оценке погрешности метода конечных элементов для краевых задач

с особенностью в весовом пространстве Лебега. Нумер. Funct. Анальный. Оптим.

2013,34, 1328–1347. [CrossRef]

6.

Рукавишников В.А. Взвешенный МКЭ для двумерной задачи упругости с угловой особенностью; Лекция

Заметки по вычислительным наукам и технике; Springer Verlag; Oxford University Press: Oxford, UK,

, 2016; Том 112, стр. 411–419. [CrossRef]

7.

Рукавишников В.А .; Рукавишникова, Х. Весовой метод конечных элементов для задач теории упругости с сингулярностью

; Моделирование методом конечных элементов, численный анализ и методы решения; IntechOpen

Limited: Лондон, Великобритания, 2018; С. 295–311. [CrossRef]

8.

Benzi, M .; Голуб, Г.Х .; Лизен, Дж. Численное решение задач перевала. Acta Numer.

2005

, 14, 1–137.

[CrossRef]

9.

Layton, W .; Manica, C .; Neda, M .; Ольшанский, М .; Ребхольц, Л. О точности формы вращения в

моделированиях уравнений Навье-Стокса. J. Computat. Phys. 2009, 228, 3433–3447. [CrossRef]

10. Моффатт, Х.К. Вязкие и резистивные водовороты возле острого угла. J. Fluid Mech. 1964,18, 1–18. [CrossRef]

11.

Дауге, М. Стационарная система Стокса и система Навье-Стокса на двух- или трехмерных областях с углами.

I. Линеаризованные уравнения.SIAM J. Math. Анальный. 1989,20, 74–97. [CrossRef]

12.

Блюм, Х. Влияние возвратных углов в численном приближении задач вязкого течения. В

Численное рассмотрение уравнений Навье-Стокса; Springer: Берлин, Германия, 1990 г .; Том 30. [CrossRef]

Методика исследования спектрального состава и длительности излучения, сопровождающего ударную волну на тыльной поверхности материалов при прямом лазерном облучении

Объявление аукциона ArtSale.инфо № 40. Купер, Жутовский, Рукавишников, Вечтомов, Зверев и другие. 23–29 сентября 2020 г.

ШЕДЕВРЫ

КУПЕР Юрий Леонидович (1940) Две колонны с капителями: ионическая и коринфская.

Два метра эстетического удовольствия. Казалось бы, все ясно: столбцы и столбцы. Но на самом деле — большая философская тема. Это разговор о женской изысканности и девичьей гармонии.И, конечно же, о красоте старинных архитектурных орденов, один из которых был вдохновлен могилой безымянной бедной молодой женщины.

Перед нами две колонны с разными капителями (верхние части). Слева от вас находится ионный. Справа от вас коринфский. Недостаточно дорического ордера, чтобы проиллюстрировать классификацию архитектурных орденов, придуманную римским теоретиком архитектуры Витрувием. Дорический орден ассоциировался с силой мужского тела, ионический орден — с женской грацией, а коринфский орден — с девичьей стройностью.В частности, ионические колонны являются частью ансамбля Акрополя в Афинах. Коринфские колонны украшают Пантеон в Риме.

Возникновение коринфского ордена связано с красивой легендой. Говорят, однажды (это было за 400 лет до нашей эры) древнегреческий мастер Каллимах гулял по городу Коринф (помните письмо Павла к коринфянам?) И наткнулся на могилу девушки из бедной семьи. По местному обычаю на могилу ставили ивовую корзину, покрытую плиткой.И в этой корзине выросло растение акант. Листья прошли сквозь веточки и образовали букет. Каллимах восхищался красотой этого непроизвольного букета и придумал эту модель с большой буквы.

И, конечно же, наши колонки — еще один пример мастерского воплощения техники сфумато, которую любит и мастерски использует Купер. Технику размытия, растворения в воздухе, как полагают, изобрел Леонардо да Винчи. Он используется в его «Джоконде». И техника действительно потрясающая.Например, наши колонки, как оказалось, любят полумрак. В тени они становятся более контрастными, цветут. Ты должен это увидеть.

ЖУТОВСКИЙ Борис Иосифович (1932) Памяти Юло. 1970. Оргалит, масло, авторская техника. 99 × 79

Борис Жутовский вместе с мастерской Белютина участвовал в Таганской выставке в ноябре 1962 года. Именно эту выставку через несколько дней перевезли в Манеж. И это стало причиной известной травли Хрущева и последующей атаки властей на художников-абстракционистов.

Жутовский находился рядом с группой Сретенского бульвара, в которую входили Кабаков, Неизвестный, Янкилевский, Пивоваров, Соболев. Одной из ярких фигур в этом кругу единомышленников был художник Юло Соостер. Эта работа посвящена ему. Он обращается к теме яйца — одной из основных тем в творчестве Соостера. В воспоминаниях Анатолия Брусиловского есть мистическая история, связанная с яйцом Соостера (см. Книгу «Студия», с. 31–32). Однажды Брусиловский попросил Юло Соостера нарисовать ему что-нибудь на память в альбоме.Соостер нарисовал яйцо. Не простой, а разделительный. А внутри была цыпочка. Две недели спустя Соостера не стало. Итак, один из последних, если не последний его рисунок был с яйцом с треснувшей скорлупой.

Несколько слов о технике и философии Жутовского. Он использует био-модифицированные материалы. Ставит подвеску, и она принимает форму по законам природы. То есть природа выступает соавтором. «Памяти Юло» — шедевр в творчестве Жутовского. Сохранились фотографии участия этой работы в выставках, в том числе фотографии с самим художником.

ИНТЕРЕСНАЯ ИСТОРИЯ

РУКАВИШНИКОВ Юлиан Митрофанович (1922–2000) Морской конек. Скульптура. Бронза. Высота 40 см

Советский скульптор, академик, народный художник Рукавишников воздвиг стелу на месте гибели Гагарина и Серегина. Бюсты Брежнева и Суслова у Кремлевской стены — его авторство. Создал памятники Курчатову и Чехову. Обычно до сих пор помнят, что Рукавишников — автор надгробия на могиле матери Иосифа Сталина в Грузии.Что ж, вспомнили кадр, когда Путин в Кремле поздравляет Валентину Терешкову с юбилеем. На дворе март 2017 года, и пока никто не знает, какую роль Терешкова сыграет в укреплении российской государственности. Что через три года появится термин «обнуление», поправки в конституцию, и Терешкова попросит снять ограничение на количество сроков для Путина. Однако мы отвлекаемся. Справа на столе бронзовая чайка — подарок Путина Терешковой — это скульптура Юлиана Рукавишникова «Чайка приземляется на воду».Наш «Морской конек» относится к тому периоду, когда художник исследовал тему эволюции и метаморфоз, подсказанную самой природой. Еще в середине 1970-х, к великому удивлению коллег, успешный соцреалист Юлиан Рукавишников сделал поворот в своем творчестве. И сегодня с его именем связывают обновление в советском искусстве.

ИСКУССТВО НЕКОНФОРМИСТА

ВЕХТОМОВ Николай Евгеньевич (1923–2007) Венера. 1986. Холст, масло. 70 × 60

Вечтомов входил в «Лианозовскую группу» вместе с Рабиным и Немухиным.Его ярко-красные инопланетные композиции называют декоративным космизмом и биоморфным сюрреализмом. Они действительно похожи на что-то инопланетное. Но на самом деле они родились под влиянием весьма земных впечатлений. От вспышек взрывов на Курской дуге и от вспышки на месте крушения истребителя на заснеженном поле. Под влиянием силы искусства этот травмирующий опыт превратился в неестественные сюрреалистические пейзажи необычайной красоты.

ЗВЕРЕВ Анатолий Тимофеевич (1931–1986) Зимний пейзаж.Дерево. 1950-е годы. Бумага, акварель. 39,5 × 28 (в свету)

Ранние рисунки Зверева редки. Это 1950-е годы, когда ценители впервые открыли для себя его талант. А среди знатоков были музыкант Маркевич, Костаки и Мстислав Ростропович. Рисунок двусторонний, и нам даже сложно выбрать, какая сторона более тонкая и лиричная.

9788861309876: Александр Рукавишников — AbeBooks

В 1984 году Александр Рукавишников был награжден Серебряной медалью Французской Академии художеств за скульптурную композицию Джона Леннона.Эта книга помещает творчество Рукавишникова в социальный контекст современной России и исследует его подход к ряду тем и техник.

«синопсис» может принадлежать другой редакции этого названия.

Владимир Глибота — журналист.Рожин Александр Иванович — искусствовед.

Скульптуры, памятники, графика и живопись художника Александра Рукавишникова.

«Об этом заглавии» может принадлежать другой редакции этого заглавия.

Макро- и микроструктурные изменения в мозгу космонавтов после длительного космического полета

Abstract

Длительный космический полет вызывает широко распространенные физиологические изменения, хотя его влияние на структуру мозга остается малоизученным.В этой работе мы использовали диффузионную магнитно-резонансную томографию для исследования изменений состава белого вещества (WM), серого вещества (GM) и спинномозговой жидкости (CSF) в каждом вокселе до, вскоре после и через 7 месяцев после длительного космического полета. . Мы обнаружили увеличение WM в мозжечке после космического полета, что является первым четким доказательством сенсомоторной нейропластичности. На уровне интереса это увеличение продолжалось 7 месяцев после возвращения на Землю. Мы также наблюдаем широко распространенное перераспределение CSF с сопутствующими изменениями во фракциях вокселей соседних GM.Мы показываем, что эти изменения ГМ являются результатом морфологических изменений, а не чистой потери ткани, что оставалось неясным из предыдущих исследований. Наше исследование предоставляет доказательства вызванной космическим полетом нейропластичности для адаптации двигательных стратегий в космосе и доказательства механических изменений в мозге, вызванных сдвигом жидкости.

ВВЕДЕНИЕ

Космический полет не затрагивает человеческое тело, когда космический экипаж попадает в среду микрогравитации, повышенной радиации и социальной изоляции.Последствия микрогравитации включают перераспределение жидкости в организме, снижение использования мышц и костей и сенсорные нарушения ( 1 ). К счастью, человеческое тело способно приспосабливаться к новой среде и условиям, чтобы поддерживать физиологический гомеостаз и обеспечивать надлежащий поведенческий выход. В частности, мозг обладает огромной способностью к адаптации благодаря так называемой нейропластичности. Нейропластичность можно определить как адаптивные структурные и функциональные изменения, происходящие в головном мозге во время созревания, обучения, экологических проблем и патологии ( 2 ).Однако как мозг может справляться с микрогравитацией, пока неизвестно.

Хотя влияние космического полета на человеческое тело изучается в течение почти 60 лет, ученые только недавно сосредоточили свое внимание на его влиянии на человеческий мозг ( 3 ). В частности, использование методов нейровизуализации, таких как магнитно-резонансная томография (МРТ), впервые позволило выявить структурные и функциональные изменения мозга после космического полета. В мозгу космического экипажа наблюдались три типа структурных изменений.Во-первых, после космического полета было обнаружено уменьшение объема серого вещества (GM) в лобной и височной коре ( 4 , 5 ). Во-вторых, уменьшение объема белого вещества (WM) и фракционной анизотропии было обнаружено в нескольких крупных участках WM ( 4 , 6 ). В-третьих, изменения объема спинномозговой жидкости (CSF) включали расширение желудочков ( 7 — 9 ), а также перераспределение субарахноидального CSF с меньшим количеством CSF в верхней части мозга и большим CSF в основании ( 4). , 6 ).Функциональные изменения мозга после длительного космического полета до сих пор были зарегистрированы в одном тематическом исследовании ( 10 ) и одном групповом исследовании с применением функциональной МРТ ( 11 ). Общие изменения, отмеченные в этих исследованиях функциональной визуализации, были изменения сенсомоторной и вестибулярной активности или связности. Несмотря на растущее количество свидетельств об изменениях в мозге, вызванных космическими полетами, данных о долгосрочных эффектах и ​​ходе выздоровления недостаточно. В двух исследованиях были выполнены измерения, полученные через 7 месяцев после космического полета, которые показывают некоторые оставшиеся структурные изменения GM, WM и CSF ( 4 , 7 ).

Широко известно, что большинство ранее установленных структурных изменений мозга вызвано перераспределением жидкости в организме в условиях микрогравитации, оказывая свое влияние на череп ( 4 — 7 ). Это понятие предполагает возможную связь с нейроофтальмологическими данными, которые составляют нейроокулярный синдром, связанный с космическим полетом (SANS). SANS характеризуется отеком диска зрительного нерва, уплощением задней части глазного яблока, хориоидальными складками и гиперметропическими сдвигами рефракции ( 12 ), которые имеют важные последствия для здоровья космических экипажей и их эффективности во время космических полетов.

Большинство существующих структурных находок основано на воксельной морфометрии (VBM) или объемном анализе обычных анатомических МРТ-сканирований. Важным ограничением этих методов является то, что они используют пространственную информацию и априорные значения для получения дискретных сегментов ткани, а не измерения непрерывных фракций нескольких типов тканей в каждом вокселе напрямую ( 13 ). В результате они чувствительны к макроскопическим объемным изменениям, а не к лежащим в основе микроскопическим изменениям микроструктуры ткани ( 14 ).Например, что касается уменьшения объема GM, наблюдаемого в двух предыдущих исследованиях VBM ( 4 , 5 ), остается неясным, можно ли их считать нейродегенеративными.

В этой работе мы напрямую извлекаем долю нескольких тканей в каждом вокселе из серии изображений диффузной МРТ (дМРТ), используя технику, называемую сферической деконволюцией нескольких тканей ( 15 ). Этот метод основан на идее, что каждый тип ткани в головном мозге имеет отчетливое затухание сигнала dMRI в зависимости от увеличения силы диффузионного взвешивания.Следовательно, мы можем получить фракции вокселей (VF) тканей в каждом вокселе непосредственно из изображений dMRI, отражающих относительные строительные блоки в каждом вокселе, не полагаясь на пространственную информацию или априорные значения. Кроме того, VF можно модулировать путем умножения его значения на локальное изменение объема, наблюдаемое во время пространственной нормализации. Другими словами, модулированный VF (mVF) учитывает разницу в объеме между сканированиями мозга, чтобы исследовать изменения в чистом количестве каждого типа ткани. Здесь VF — это значение от 0 до 100%, а mVF может превышать 100%.Например, если два чистых вокселя WM (VF = 100%) объединятся в один воксель после пространственного выравнивания изображений MRI, этот воксель будет характеризоваться mVF, равным 200%.

Используя этот подход, мы исследуем продольные изменения VF и mVF GM, WM и CSF по данным dMRI, полученным до (= предполетный), через 9 дней после (= послеполетный) и через 7 месяцев (= последующий) длительный -длительность космического полета. Коэффициент масштабирования, используемый для модуляции значений VF, также оценивается по временным точкам, поскольку он обеспечивает измерение изменения объема, независимо от конкретного типа ткани.Этот подход позволяет впервые исследовать изменения в нескольких типах тканей в одних и тех же вокселях, предоставляя подробную информацию о макро- и микроскопических изменениях в мозге, вызванных космическими полетами. Кроме того, данные dMRI, полученные через 7 месяцев после космического полета, позволяют нам оценить обратимость потенциальных ранних изменений после полета.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Полный мозговой анализ изменений ткани головного мозга после космического полета

Космический полет вызывает обратимые изменения в CSF, GM и WM VFs .Используя анализ на основе вокселей, мы оценили изменения VF CSF, GM и WM в течение предполетного, послеполетного и последующего наблюдения, используя двусторонние парные тесты t . Все результаты имеют статистический порог P <0,05 с поправкой на семейную ошибку (FWE).

При сравнении после и перед полетом, VF CSF значительно увеличился с обеих сторон вокруг нижних отделов мозга, с наибольшим эффектом, обнаруженным в желудочках, вдоль сильвиевых трещин, передних височных долей и орбитофронтальных долей (рис.1А). Значительное уменьшение было обнаружено вокруг верхней лобной и теменной областей с обеих сторон, например, в продольной борозде и (пара) центральных бороздках, с наибольшим эффектом ниже вершины (рис. 1А). Между полетом и последующим наблюдением произошло изменение этих эффектов, т. Е. Значительное снижение ФЖ ЦСЖ в нижней части и увеличение в верхней части головного мозга (рис. 1В). Этот разворот произошел в большей области на верхней стороне по сравнению с нижней стороной. При сравнении последующего наблюдения с предполетным не было обнаружено никаких существенных различий, за исключением нескольких изолированных вокселей в центральной борозде, которые показали остающееся снижение ФЖ ЦСЖ.

CSF VF увеличивается и уменьшается от до и после полета, как показано в ( A ). CSF VF увеличивается и уменьшается между после полета и последующим наблюдением, показано в ( B ). Скорректированы результаты парных тестов t при пороге значимости P <0,05 FWE. Фоновые изображения - это усредненные изображения всех предметов в пространстве шаблона для конкретного предмета.Наложенные результаты являются двоичными на трехмерном (3D) объемном рендеринге и масштабируются нестандартным размером эффекта (то есть разницей между двумя временными точками) на осевых срезах. А, передний; P, задний; L, слева; Р, верно.

GM VF значительно увеличился до и после полета в верхней лобной и теменной областях с обеих сторон, причем наибольший эффект наблюдался ниже темени (рис. 1A). Было большое перекрытие между областями, показывающими увеличение GM и уменьшение CSF VF.Некоторые области лобной WM также подверглись значительному увеличению VF GM-подобной ткани (т. Е. GM VF увеличился в анатомических областях WM). GM VF значительно уменьшился с обеих сторон вдоль границ сильвиевой щели и желудочков, а также в височных полюсах, которые перекрывались с подмножеством областей, показывающих увеличение CSF VF (рис. 2A). От послеполетного до последующего наблюдения GM VF значительно снизился в верхней части мозга, что указывает на изменение пред- и послеполетного эффекта.Однако мы также наблюдали более широко распространенное снижение GM VF в головном мозге, например, в задних височных долях (рис. 2B). Мы не обнаружили значительного увеличения GM VF от послеполетного до последующего наблюдения, а также не наблюдали каких-либо существенных различий между предполетным и последующим наблюдением.

GM VF увеличивается и уменьшается от до и после полета, показано в ( A ). Увеличение и уменьшение GM VF между послеполетным периодом и последующим наблюдением показано в ( B ).Скорректированы результаты парных тестов t при пороге значимости P <0,05 FWE. Фоновые изображения - это усредненные изображения всех предметов в пространстве шаблона для конкретного предмета. Наложенные результаты являются двоичными на трехмерном объемном рендере и масштабируются нестандартным размером эффекта (то есть разницей между двумя временными точками) на осевых срезах. А, передний; P, задний; L, слева; Р, верно.

WM VF значительно увеличился от до и после полета на небольших участках вокруг пре- и постцентральных извилин, а также в WM мозжечка.С другой стороны, снижение было обнаружено в нескольких вокселях височной и затылочной долей. При сравнении наблюдения после полета, WM VF значительно увеличился в височной доле и уменьшился в пре- и постцентральных извилинах, подчеркивая обратный эффект (рис. S1). Никаких существенных различий между предполетным и последующим наблюдением обнаружено не было.

Космический полет вызывает обратимые изменения в модулированных CSF, GM и WM VF . При оценке VF не учитываются потенциальные локальные различия в объеме между субъектами и временными точками.Для этого информация о VF в каждом вокселе масштабируется по изменению локального объема, чтобы получить mVF, которые отражают чистое количество каждого типа ткани. Изменения в mVF были статистически протестированы с использованием двусторонних парных тестов t со статистическим порогом P <0,05 FWE-исправлено.

Мы обнаружили большое совпадение между областями, показывающими значительные изменения ЦСЖ VF и mVF (рис. S2). Однако, в то время как ФЖ ЦСЖ показала существенное уменьшение только небольшой части центральной борозды при сравнении последующего наблюдения с предполетным обследованием, для этого сравнения mVF также оставалось повышенным в боковом и третьем желудочках.

GM mVF значительно увеличился от до- и после перелета в правой боковой височной доле, базальных ганглиях и верхних лобных извилинах, с наибольшим эффектом, обнаруженным в правой передней височной доле (рис. 3A). Небольшая часть твердой мозговой оболочки, включая falx cerebri, показала значительно сниженный GM mVF, что является результатом GM-подобных диффузионных свойств этой структуры (рис. 3A). При сравнении наблюдения после полета мы снова наблюдали обратный эффект в тех же областях, что и для сравнения до и после полета.В частности, mVF GM-подобной ткани значительно увеличился в твердой мозговой оболочке, тогда как он значительно снизился в правой височной доле (RTL), а также во фронтальной и теменной областях с обеих сторон, с наибольшим эффектом в передней височной доле ( Рис. 3Б). Никаких существенных различий в GM mVF между предполетным и последующим наблюдением не наблюдалось.

GM mVF увеличивается и уменьшается от до и после полета, показано в ( A ).GM mVF увеличивается и уменьшается между периодом после полета и последующим наблюдением, показано в ( B ). Скорректированы результаты парных тестов t при пороге значимости P <0,05 FWE. Фоновые изображения - это усредненные изображения всех предметов в тематическом шаблоне. Наложенные результаты являются двоичными на трехмерном объемном рендере и масштабируются нестандартным размером эффекта (то есть разницей между двумя временными точками) на корональных срезах. А, передний; P, задний; L, слева; Р, верно.

Мы обнаружили значительное увеличение WM mVF в мозжечке и верхней ножке мозжечка, в WM вокруг желудочков, во внутренней капсуле и в прецентральной извилине, с наибольшим эффектом, наблюдаемым в мозжечке (рис. 4A). Увеличение WM mVF в мозжечке и прецентральной извилине было более обширным, чем увеличение WM в этих областях. С другой стороны, не было обнаружено значительного снижения WM mVF между до- и послеполетным периодом. При сравнении наблюдения после полета, WM mVF значительно увеличился в нескольких изолированных вокселях в стволе головного мозга, в то время как он значительно снизился в небольших областях вокруг пре- и постцентральных извилин, а также в мозжечке, подчеркивая обратное развитие пре- и постцентральных извилин. к послеполетным изменениям (рис.4Б). Никаких существенных различий WM mVF между предполетным и последующим наблюдением обнаружено не было.

WM mVF увеличивается и уменьшается от до и после полета, показано в ( A ). WM mVF увеличивается и уменьшается между периодом после полета и последующим наблюдением, как показано в ( B ). Скорректированы результаты парных тестов t при пороге значимости P <0,05 FWE.Фоновые изображения - это усредненные изображения всех предметов в пространстве шаблона для конкретного предмета. Наложенные результаты являются двоичными на трехмерной объемной визуализации и масштабируются нестандартным размером эффекта (то есть разницей между двумя временными точками) на сагиттальных срезах. А, передний; P, задний; L, слева; Р, верно.

Космический полет вызывает локальные изменения объема головного мозга . Коэффициент масштабирования, используемый для модуляции оценок VF, обеспечивает меру локального изменения объема каждого воксела в головном мозге, независимо от конкретного типа ткани.Таким образом, он использовался для оценки расширения и сокращения вокселов в мозге между предполетным, послеполетным и последующим наблюдением с использованием двусторонних парных тестов t с пороговым значением P <0,05 с поправкой на FWE. Мы обнаружили широко распространенное увеличение объема в желудочках до и после полета, в височной, нижней лобной и островной коре, а также в межжелудочковой оболочке мозжечка, внутренней капсуле и межжелудочковой оболочке, окружающей желудочки (рис. S3). Наибольшее увеличение было обнаружено в передней островке и желудочках.С другой стороны, значительное уменьшение объема было обнаружено в верхней части мозга и вдоль тенториума мозжечка при сравнении сканирований после и перед полетом, с наибольшим эффектом ниже вершины (рис. S3). В этих же областях были обнаружены значительные изменения в противоположном направлении при сравнении последующего наблюдения с послеполетным, хотя только часть нижней стороны была обращена вспять. Между предполетным и последующим наблюдением оставшийся объем желудочков увеличился. Эти результаты в значительной степени перекрываются с изменениями CSF VF и mVF, а также с несколькими областями, показывающими увеличение GM и WM mVF.

Изменения тканей мозга после космического полета не связаны со старением . Мы сравнили различия между МРТ до и после полета у космонавтов с различиями между двумя МРТ, полученными с аналогичным интервалом времени в контрольной группе. Мы использовали двусторонний непарный непараметрический тест t для проверки статистических различий между космонавтами и контрольной группой (относительно их различий во времени). Не было значимой разницы в возрасте на момент первого сканирования между группой космонавтов и контрольной группой [двусторонний точный критерий Манна-Уитни U , U = 56.0, n (космонавт) = 13, n (контроль) = 13, P = 0,153] ни во временном интервале между предполетным и послеполетным сканированием группы космонавтов и двумя сеансами сканирования контрольной группа [двусторонний точный критерий Манна-Уитни U , U = 63,5, n (космонавт) = 13, n (контроль) = 13, P = 0,292].

Результаты непарных испытаний t на основе вокселей были в значительной степени сопоставимы с результатами парного испытания t на космонавтах, что свидетельствует о том, что текущие наблюдения вызваны космическим полетом, а не старением (рис.S4 и S5). В целом, в непарных тестах t было обнаружено меньше значимых вокселей по сравнению с парными тестами t . В отличие от парных тестов t , непарные тесты t не выявили ни значительного снижения GM mVF в твердой мозговой оболочке, ни значительного увеличения базальных ганглиев. Кроме того, не было обнаружено значительных различий WM VF, и WM mVF был значительно увеличен только в мозжечке.

Анализ на основе области интереса

Впоследствии мы суммировали свойства тканей в областях интереса (ROI), чтобы выделить несколько значимых количественных изменений, которые происходят в результате космического полета.В следующих разделах медиана различий между временными точками представлена ​​в абсолютных единицах для общего GM, WM и CSF, а также для параметров ткани каждой области интереса, которые выражаются в процентах (например, 50% — 40%). % = 10%). С другой стороны, желудочковые изменения и изменения объема ROI сообщаются как относительные изменения. Все медианные значения сопровождаются средним абсолютным отклонением (MAD) как мерой разброса. Обобщенные значения в пределах каждой области интереса для каждой временной точки в группе космонавтов и для каждого протестированного типа ткани можно найти в таблице S1.

Абсолютные изменения GM, WM и CSF mVF для всего мозга . Сначала мы оценили среднее значение mVF GM, WM и CSF для всего мозга и их изменения по временным точкам (рис. S6). GM mVF у космонавтов увеличился на 0,6% (MAD = 0,6%) от предполетного до послеполетного и на 0,2% (MAD = 0,3%) от предполетного до последующего наблюдения. WM mVF всего мозга у космонавтов увеличился на 0,1% (MAD = 0,9%) между до и после полета и увеличился на 0,5% (MAD = 0,6%) между предполетным и последующим наблюдением.Наконец, mVF ЦСЖ увеличился на 0,1% (MAD = 0,3%) между до и после полета и на 0,3% (MAD = 0,3%) между предполетным и последующим наблюдением. Линейные смешанные модели были применены к группе космонавтов, включая все три точки времени, которые показали значительное влияние времени на общую GM ( P = 0,022). Апостериорные тесты выявили значительную разницу между послеполетным и последующим наблюдением за GM mVF всего мозга ( P = 0,036). Существенного влияния времени на WM всего мозга не наблюдалось ( P = 0.433) или CSF ( P = 0,132) мВФ. Мы также наблюдали значительный эффект взаимодействия группы и времени для CSF mVF, где изменение до и после полета у космонавтов значительно отличалось от изменений между двумя контрольными измерениями [двусторонний точный тест Манна-Уитни U , U = 44, n (космонавты) = 13, n (контроль) = 13, P = 0,039]. Для GM или WM mVF значительного эффекта взаимодействия не наблюдалось.

Относительные изменения ЦСЖ желудочков mVF .Затем рассчитывали среднее значение mVF в спинномозговой жидкости в боковых, третьем и четвертом желудочковых отделах и оценивали на предмет относительных изменений во времени. Эти результаты показывают увеличение на 12,5% (MAD = 7,9%) бокового желудочка после полета по сравнению с предполетным, которое оставалось увеличенным при последующем наблюдении по сравнению с предполетным на 6,2% (MAD = 2,7%). Третий желудочек показал увеличение на 10,6% (MAD = 3,0%) после полета по сравнению с предварительным полетом и оставшиеся 5,0% (MAD = 1,7%) при последующем наблюдении по сравнению с предварительным полетом. Четвертый желудочек после полета уменьшился по сравнению с предполетным на 1.4% (MAD = 4,3%), тогда как при последующем наблюдении он был увеличен на 1,6% (MAD = 3,5%) по сравнению с предполетным. Линейные смешанные модели были применены к группе космонавтов, включая все три временных точки, которые выявили значительное влияние времени на изменение спинномозговой жидкости в боковом ( P <0,001) и третьем ( P <0,001) желудочковых отделах, но не в четвертый желудочек ( P = 0,155). Последующее тестирование выявило значительное увеличение между до- и послеполетным периодом (боковой и третий желудочек: P <0.001), между предполетным и последующим наблюдением (боковой желудочек: P = 0,015; третий желудочек: P = 0,003), а также между послеполетным и последующим наблюдением только для третьего желудочка ( P = 0,004) . Мы также обнаружили значительный эффект взаимодействия группы и времени, при котором разница до и после полета у космонавтов значительно отличалась от контрольной группы для бокового и третьего желудочков [двусторонний точный критерий Манна-Уитни U , n (космонавтов) = 13, n (контрольных) = 13; боковой желудочек: U = 11, P <0.001; третий желудочек: U = 3, P <0,001].

Постфактум анализ окупаемости . Вторая цель этого подхода состояла в том, чтобы сравнить изменения в разложении различных тканей в пределах шести областей интереса на основе результатов анализа на основе вокселей до и после полета. Во-первых, две области интереса были определены как перекрывающиеся воксели, показывающие противоположные значимые эффекты космического полета на ФЖ GM и CSF (сравните рисунки 1 и 2), одна в верхней лобной и теменной областях («верхний интерфейс CSF») и одна в височной области. , островная и желудочковая области («нижний интерфейс спинномозговой жидкости»).Другой ROI был определен как воксели, показывающие значительное увеличение GM mVF в RTL (фиг. 3A). Были выбраны три другие области интереса из-за их потенциального влияния на двигательную функцию. Две из этих областей интереса были определены как воксели, показывающие значительное увеличение WM mVF на уровне вокселей, одна в мозжечке, а другая в пре- и постцентральных извилинах (рис. 4A). Наконец, ROI был определен в базальных ганглиях, состоящих из вокселей, показывающих увеличение GM mVF (рис. 3A). Для последних четырех областей интереса, в частности, CSF VF и mVF были тщательно изучены, чтобы оценить, повлияли ли эффекты сдвига жидкости на наблюдаемые результаты.Результаты первых трех областей интереса показаны на рисунке 5, в то время как результаты моторных областей интереса показаны на рисунке 6.

области интереса представлены в виде бинаризованных изображений, наложенных на трехмерные объемные рендеры ( слева, ). Рядом с каждым изображением ROI прямоугольные диаграммы показывают различия в VF ткани и mVF ткани между и соотношением объемов (i) двух измерений добровольцев из контрольной группы (VOL), (ii) после полета (после) и перед полетом (до) у космонавтов (COS), и (iii) наблюдение (fol) и предполетный полет у космонавтов.Центральная линия прямоугольной диаграммы указывает медианное значение, нижний и верхний края прямоугольника обозначают 25-й и 75-й процентили соответственно, а усы простираются до самых крайних точек данных, исключая выбросы.

области интереса представлены в виде бинаризованных изображений, наложенных на трехмерные объемные рендеры ( слева, ). Рядом с каждым изображением ROI прямоугольные диаграммы показывают различия в VF ткани и mVF ткани между и соотношением объемов (i) двух измерений добровольцев из контрольной группы (VOL), (ii) после полета (после) и перед полетом (до) у космонавтов (COS), и (iii) наблюдение (fol) и предполетный полет у космонавтов.Центральная линия прямоугольной диаграммы указывает медианное значение, нижний и верхний края прямоугольника обозначают 25-й и 75-й процентили соответственно, а усы простираются до самых крайних точек данных, исключая выбросы.

В верхнем интерфейсе CSF VF CSF уменьшился на 6,9% (MAD = 2,1%), а mVF CSF на 7,3% (MAD = 2,0%), в то время как GM VF увеличился на 5,0% (MAD = 1,1%) и GM mVF на 1,2% (MAD = 0,4%) между до- и послеполетным периодом. Объем в этом регионе снизился на 5,2% (MAD = 1.1%) послеполетный по сравнению с предполетным. Когда последующее наблюдение сравнивалось с предполетным, ФЖ СМЖ снизилась на 0,6% (MAD = 1,0%), а mVF СМЖ на 0,3% (MAD = 1,6%), в то время как GM VF увеличилась на 0,4% (MAD = 0,8%). %) и GM mVF на 1,1% (MAD = 1,0%). Для этого сравнения объем был уменьшен на 1,0% (MAD = 1,7%). Эти результаты подчеркивают противоположные изменения в GM и CSF VF, вызванные чистым уменьшением CSF в этой области. Наши данные при наблюдении указывают на нормализацию к исходному уровню.

В нижнем интерфейсе CSF CSF VF увеличился на 7.6% (MAD = 1,1%) и mVF CSF на 9,4% (MAD = 2,2%), тогда как GM VF снизился на 7,5% (MAD = 1,5%), а GM mVF на 4,6% (MAD = 1,1%) между пре- и послеполетный. Мы также обнаружили увеличение объема на 5,7% (MAD = 2,1%). При сравнении последующего наблюдения с предполетным наблюдением, ФЖ ЦСЖ увеличилась на 3,6% (MAD = 0,7%), а mVF CSF — на 4,8% (MAD = 0,8%), в то время как GM VF снизилась на 2,8% (MAD = 1,6%) и GM. mVF снизился на 1,3% (MAD = 1,0%). Объем этой области был увеличен на 2,5% (MAD = 0,9%) при последующем наблюдении по сравнению с предполетным.Эти данные указывают на увеличение объема, вызванное CSF, с сопутствующим уменьшением фракции GM. Наши последующие данные указывают на частичную нормализацию этих изменений после перелета с некоторой степенью увеличения объема на основе CSF.

WM mVF мозжечка увеличился на 6,5% (MAD = 0,8%), WM VF на 3,4% (MAD = 0,7%), а объем на 3,7% (MAD = 0,7%) от до и после полета. WM mVF остался увеличенным на 3,5% (MAD = 0,9%), WM VF на 1,9% (MAD = 1,3%), а объем на 1,8% (MAD = 1.4%) при сравнении последующего наблюдения с предполетным. Изменения CSF VF и mVF в этой ROI были пренебрежимо низкими. Эти результаты указывают на увеличение чистого количества ткани WM в мозжечке после полета, во фракции WM, занимающей вокселы в этой области, а также на общее увеличение объема, в то время как никаких доказательств изменений жидкости в этой области не было обнаружено.

В пре- и постцентральных извилинах мы обнаружили, что WM mVF увеличился на 6,3% (MAD = 2,0%), а WM VF увеличился на 4,4% (MAD = 1.5%) от предполетной до послеконной. И WM mVF, и WM VF оставались увеличенными при сравнении последующего наблюдения с предполетным на 2,5% (MAD = 0,7%) и 3,1% (MAD = 0,6%), соответственно. В этом регионе после полета наблюдалось увеличение объема на 1,5% (MAD = 1,4%) по сравнению с предполетным периодом и на 0,6% (MAD = 0,4%) по сравнению с предполетным периодом. Изменения CSF VF и mVF в этой ROI были пренебрежимо низкими. Подобно мозжечку, пре- и постцентральные извилины показали послеполетное увеличение количества WM и доли WM, занимающей вокселы этой области, в то время как вклад изменений жидкости в этой области не был очевиден.

В базальных ганглиях GM mVF увеличивался на 5,1% (MAD = 1,6%), а GM VF на 3,1% (MAD = 1,5%) от до и после полета. Между предполетным и последующим наблюдением GM mVF увеличился на 1,0% (MAD = 0,5%), а GM VF на 0,1% (MAD = 0,6%). Объем после полета увеличился на 5,9% (MAD = 1,7%) по сравнению с предполетным и остался увеличенным на 1,7% (MAD = 1,1%) при последующем наблюдении по сравнению с предполетным. Изменения CSF, mVF и VF в этой области были пренебрежимо низкими. Эти результаты указывают на чистое увеличение ГМ-ткани, увеличение занимающей фракции ГМ в вокселях базальных ганглиев и общее увеличение объема, в то время как никакого эффекта изменения жидкости не было очевидно.

GM mVF RTL увеличился на 6,3% (MAD = 0,9%), а mVF CSF на 2,3% (MAD = 0,9%) от до и после полета. Кроме того, GM и CSF VF были увеличены от до и после полета на 3,9% (MAD = 0,9%) и 2,0% (MAD = 0,7%), соответственно, а объем RTL увеличился на 3,8% (MAD = 1,4%). послеполетный относительно предполетного. Сравнение последующего наблюдения с предполетным показателем показало увеличение GM mVF на 0,7% (1,0%), CSF mVF на 0,3% (MAD = 0,4%), GM VF на 1,0% (MAD = 0,7%) и CSF VF. на 0.2% (MAD = 0,3%). Объем RTL был уменьшен на 0,5% (MAD = 0,8%) между предполетным и последующим наблюдением. Эти результаты подчеркивают увеличение объема RTL после полета с соответствующим увеличением количества CSF, которое частично сохраняется до момента последующего наблюдения. Изменения между двумя временными точками контрольной группы для каждой области интереса имели медианные значения, приближающиеся к 0%. Это открытие указывает на отсутствие отрицательного влияния старения.

Изменения остроты зрения у космонавтов и корреляция с изменениями мозговой ткани

Мы проанализировали показатели остроты зрения космонавтов до и после полета и выполнили корреляционный анализ на основе вокселей между изменениями остроты зрения до и после полета и изменениями mVF ЦСЖ.Мы также выполнили корреляционный анализ на основе ROI между изменениями остроты зрения и изменениями mVF CSF в областях ROI верхнего и нижнего интерфейса CSF, а также в боковом и третьем желудочковых отделах. Острота зрения после полета значительно снизилась по сравнению с предварительным полетом для обоих правых глаз [ P = 0,016; среднее изменение (MAD) = -0,1 (0,1)] и левый глаз [ P = 0,014; медианное изменение (MAD) = -0,5 (0,2)].

На уровне вокселей мы обнаружили значимую отрицательную корреляцию между относительным изменением mVF в спинномозговой жидкости в боковом желудочке и изменением остроты зрения левого глаза до и после полета.На уровне ROI изменения остроты зрения от до и после полета в левом глазу также значимо и отрицательно коррелировали с относительным изменением mVF ЦСЖ всего бокового желудочка до и после полета (тау Кендалла b = -0,474; P = 0,032). Эти результаты означают, что более высокое увеличение объема желудочков было связано с большим снижением остроты зрения после полета (рис. S6). Никаких существенных изменений между изменениями остроты зрения и изменениями в любой другой исследуемой области интереса не наблюдалось.

ОБСУЖДЕНИЕ

Перераспределение CSF и морфологические изменения GM

В этом исследовании мы исследовали изменения тканевых VF, mVF и объемные изменения в головном мозге после длительного космического полета как на уровне вокселей, так и суммированных по вокселям в Рентабельность инвестиций, определяемая постфактум. Кроме того, обратимость таких эффектов была оценена путем последующего наблюдения через 7 месяцев после возвращения из космоса. При исследовании изменений ткани спинномозговой жидкости во временных точках мы обнаружили почти полное перекрытие между вокселями, показывающими изменение VF, и вокселями, показывающими изменение mVF, которые почти исключительно располагались на границах раздела между тканью и CSF.Следовательно, наши результаты указывают на чистые изменения в объеме CSF, которые приводят к изменениям в VF на этих интерфейсах. При сравнении послеполетных и предполетных измерений объем спинномозговой жидкости увеличился вокруг нижней части мозга, например, в сильвиевой щели, в то время как он уменьшился вдоль верхней выпуклости мозга. Эти результаты в значительной степени соответствуют результатам предыдущих исследований с использованием VBM ( 4 ) и анализа свободной воды dMRI ( 6 ). Эти результаты указывают на вызванное микрогравитацией смещение мозга вверх внутри черепа, что согласуется с качественными наблюдениями Робертса и его коллег ( 8 ).Наши результаты также указывают на смещение мозжечка вверх, поскольку объем спинномозговой жидкости вдоль тенториума мозжечка был уменьшен после космического полета, в соответствии с сужением надвермической цистерны, о которой сообщалось у некоторых астронавтов в предыдущем исследовании ( 8 ). Похоже, что не только мозг в целом, но и мозжечок независимо смещается вверх в ответ на микрогравитацию. Кроме того, наши результаты показывают увеличение объема спинномозговой жидкости на границе бокового и третьего желудочков, что соответствует установленному увеличению желудочков после космического полета ( 4 , 7 — 9 ).

Предыдущие VBM-анализы изменений объема ГМ после космического полета выявили уменьшение в нижних лобных и височных долях с обеих сторон ( 4 , 5 ). Оба автора приписали эти результаты эффектам сдвига жидкости, что было особенно поддержано Ван Омбергеном и его коллегами ( 4 ), поскольку они продемонстрировали увеличение объема спинномозговой жидкости в сочетании с уменьшением объема ГМ в тех же областях мозга. Однако оставалось неясным, являются ли эти объемные изменения GM просто результатом перераспределения жидкости или отражают чистые изменения ткани.В текущем исследовании мы также показываем противоположные изменения в GM и CSF, но мы дополнительно смогли выделить изменения в VF и mVF каждого типа ткани в пределах одних и тех же вокселей. Следовательно, мы обнаружили, что в основном VF GM, а не mVF, изменялись вместе с изменениями CSF. В частности, в верхней части мозга в VF наблюдается увеличение GM, что может быть объяснено уменьшением объема CSF в этой области, что вызывает скопление ткани GM вдоль поверхности раздела с бороздками. Это круговое скопление отмечалось и в предыдущих исследованиях ( 8 , 16 ).Точно так же увеличенный объем спинномозговой жидкости в сильвиевой щели и желудочках заставляет соседнюю ткань GM отодвигаться, что приводит к снижению оценок GM VF, не указывая на потерю ткани, поскольку mVF остается неизменным. В обоих случаях изменения ГМ VF обусловлены локальным объемом, а не чистыми тканевыми изменениями. Вместе эти данные убедительно указывают на морфологический эффект перераспределения жидкости на ГМ, особенно на границах раздела между тканью и ЦСЖ. Эти результаты дополнительно не дают никаких признаков потери ткани GM или WM в височных и лобных долях или вокруг желудочков, что оставалось возможным объяснением предыдущих результатов анализа VBM.Кроме того, никакого чистого уменьшения мозговой ткани после космического полета не наблюдалось ни в одной другой области мозга, за исключением небольшого скопления, расположенного в твердой мозговой оболочке. Однако эта структура не включает ткань мозга, но имеет аналогичные диффузионные свойства. Это открытие указывает на изменение микроструктуры твердой мозговой оболочки, возможно, связанное со смещением мозга вверх. Таким образом, наши результаты, основанные на методологии dMRI, не показывают доказательств потери нервной ткани после космического полета.

Одно примечательное наблюдение — увеличение GM mVF вдоль большей части RTL на границе с окружающей CSF.Принимая во внимание изменения различных типов тканей в RTL, мы обнаружили, что объем, GM и CSF VF и mVF увеличились в этой области. Увеличение CSF отражает расширение пространства CSF в этой области, как отмечалось ранее. Поскольку метрика, используемая для оценки изменения объема, не является специфической для какого-либо конкретного типа ткани, увеличение объема в этих вокселях может привести к наблюдаемому увеличению GM mVF, хотя, по сути, это может с большей вероятностью соответствовать расширению CSF. . Однако в этом случае мы ожидали, что GM VF уменьшится в ответ на расширение CSF, чего мы не наблюдали.Это больше соответствовало бы уменьшению ФЖ GM, наблюдаемому вдоль расширенных желудочков. Одно из возможных объяснений состоит в том, что кортикальные слои GM в RTL становятся более компактными в результате расширения пространства CSF, что приводит к увеличению фракции GM с микроскопической точки зрения. Это может также объяснить ранее наблюдаемое уменьшение объема GM в RTL посредством анализа VBM с макроскопической точки зрения ( 4 , 5 ). В целом, морфологические изменения с большей вероятностью объясняют текущие и предыдущие изменения RTL.Подтверждающие выводы для этого утверждения заключаются в том, что эффекты локализуются на границах раздела ткани и спинномозговой жидкости и что значимые воксели охватывают длинную непрерывную область вдоль нескольких функциональных областей RTL. Требуются дальнейшие исследования для изучения точных изменений, происходящих в этой области.

Описанные выше изменения до и после полета в значительной степени отменяются через 7 месяцев после космического полета. Однако восстановление в нижней части мозга, включая желудочки, было в целом менее выраженным по сравнению с верхней частью мозга, поскольку некоторые различия между предполетным и последующим наблюдением оставались значительными.Это ожидаемый результат, поскольку наши ранее опубликованные данные при последующем наблюдении показали частично устойчивое расширение желудочков через 7 месяцев после возвращения на Землю ( 7 ). Предыдущий анализ VBM показал глобальное расширение CSF во всем субарахноидальном пространстве с сопутствующим уменьшением объема GM при последующем наблюдении ( 4 ), что предполагает неполное восстановление изменений, вызванных сдвигом жидкости, после полета. Наши текущие результаты, однако, не указывают на это глобальное расширение CSF. Возможно, более высокое разрешение T1-взвешенных изображений, используемых в анализе VBM, позволяет обнаруживать более мелкие изменения по сравнению с модальностью dMRI.Следовательно, глобальное расширение CSF может происходить скорее в «большом» субарахноидальном пространстве CSF, что было бы трудно обнаружить с помощью наших данных dMRI, поскольку большинство вокселей в этих регионах также частично покрывают соседний GM.

Нейропластичность моторных областей мозга

Некоторые из наших результатов указывают на нейропластичность, возникающую в результате космического полета. В частности, увеличение WM mVF в мозжечке, частях кортикоспинального тракта и первичной моторной коры, а также увеличение GM mVF в базальных ганглиях свидетельствует о нейропластичности двигательной системы.Подтверждающие данные включают более очаговую локализацию этих изменений, в отличие от крупномасштабных кластеров, показывающих значительные изменения GM VF и CSF. Кроме того, в то время как эти изменения GM и CSF VF были обнаружены преимущественно на границе GM и CSF, увеличение WM и GM mVF в двигательных структурах наблюдается более глубоко в ткани мозга. Это очевидно из незначительных долей CSF в ROI, где GM и WM mVF увеличились. Более того, увеличение тканевого mVF отражает чистый прирост количества ткани GM и WM.Хотя лежащие в основе клеточные механизмы обнаруживаемых с помощью МРТ результатов трудно подтвердить, это увеличение, возможно, указывает на усиление упаковки аксонов, миелинизации и / или активации астроцитов. Эти процессы могут способствовать обнаружению сигналов МРТ в отличие от процессов нейропластичности на синаптическом уровне ( 17 ).

Мозжечок участвует в управлении мелкой моторикой, а также в постуральном балансе и глазодвигательном контроле, для чего он получает вестибулярную и проприоцептивную информацию ( 18 ).Считается даже, что мозжечок играет роль в восприятии силы тяжести, поскольку он обеспечивает ощущение вертикальности ( 19 ). С другой стороны, базальные ганглии играют роль в инициации произвольных движений ( 20 ), а первичная моторная кора служит главным моторным центром. Эти сенсомоторные функции серьезно нарушаются в условиях микрогравитации, так как нарушения двигательной активности, постурального контроля и вестибулярных рефлексов часто регистрируются после космического полета ( 21 — 23 ).Более того, как мозжечок, так и базальные ганглии являются важными субстратами для обучения поведению, которое касается вызванных ошибками корректировок в моторном исполнении мозжечка ( 24 ) и неявного обучения моторной последовательности для базальных ганглиев ( 25 ). Структурные изменения в мозжечке и базальных ганглиях могут, следовательно, отражать необходимые приспособления, подходящие для сенсомоторной обработки в невесомости. Более того, в недавней обзорной статье обсуждается существование прямых анатомических связей между мозжечком и базальными ганглиями, которые могут быть важны для сенсомоторной адаптации ( 26 ).

По возвращении на Землю необходима реадаптация для надлежащего передвижения в земном состоянии 1G, которое длится от нескольких дней до недель, как показано в нескольких последующих исследованиях сенсомоторного контроля ( 21 — 23 ). Наш анализ всего мозга показывает, что нормализация к исходным уровням уже произошла через 7 месяцев на Земле, в то время как анализы с использованием ROI показывают некоторое оставшееся увеличение тканевого mVF в этих сенсомоторных областях, таких как мозжечок.В этой области WM mVF частично нормализовался между периодом после полета и последующим наблюдением, но не полностью достигает базовых уровней. Предполагая, что увеличение mVF в тканях является специфическим для процессов двигательной адаптации в условиях микрогравитации, возможно, что они частично меняются с течением времени при возвращении в среду 1G, но также частично сохраняются как отражение долгосрочного обучения навыкам, что подтверждает наблюдение, что часто летающие люди работать лучше по возвращении, чем те, кто впервые летает.

В нескольких исследованиях, которые ранее обнаружили признаки функциональной нейропластичности после космического полета, часто наблюдались изменения активности или связи с мозжечком и первичной моторной корой, хотя эти изменения еще не были отмечены в базальных ганглиях ( 10 , 11 ).Кроме того, в одном предыдущем исследовании использовалась дМРТ для изучения изменений в головном мозге в результате длительного космического полета, и они обнаружили снижение фракционной анизотропии в мозжечке, что авторы приписывают нарушению структурных связей WM ( 6 ). Однако известно, что фракционная анизотропия вводит в заблуждение в областях, содержащих пересекающиеся волокна ( 27 ). Наши наблюдения, с другой стороны, более четко демонстрируют, что произошел прирост ткани WM, что указывает на положительную нейропластичность, а не на нарушение.

Клинические последствия

Что касается клинической интерпретации текущих и предыдущих наблюдений, недавние гипотезы предполагают, что сдвиг головного мозга вверх может быть фактором, способствующим затрудненной резорбции спинномозговой жидкости из-за сжатия основного участка абсорбции спинномозговой жидкости в верхнем сагиттальном синусе. ( 7 , 8 ). Неспособность CSF повторно войти в сосудистую систему, следовательно, вызовет увеличение желудочков, действуя как буферный механизм для накопления CSF ( 7 ).Последующие данные показывают, что этот эффект сжатия уменьшается, поскольку чистое количество спинномозговой жидкости в верхней части мозга, по-видимому, восстанавливается. Однако сохраняющееся нарушение физиологии спинномозговой жидкости очевидно из стойкого увеличения желудочков и субарахноидального пространства ( 4 , 7 ), что, возможно, указывает на форму гистерезиса. Это вызывает вопросы о точном времени ослабления компрессионного эффекта и последующего восстановления циркуляции пораженной спинномозговой жидкости.

Кроме того, развитие SANS, вероятно, вызвано изменением циркуляции CSF ( 12 ).Другие предложили теоретическую основу, которая скорее предполагает, что локальные механизмы вокруг орбиты с большей вероятностью объясняют возникновение SANS ( 28 ). Накопленная внутричерепная жидкость спинномозговой жидкости будет находиться в пространствах, допускающих некоторую степень податливости, таких как желудочки. Если эти пространства максимально расширить, может произойти накопление спинномозговой жидкости в ретроорбитальном пространстве, что в конечном итоге приведет к появлению признаков SANS. Наши данные показали, что большее снижение остроты зрения у космонавтов после полета связано с большим расширением желудочков мозга.Возможное объяснение состоит в том, что у космонавтов с меньшим увеличением объема желудочков будет оставшаяся способность податливости до того, как накопление спинномозговой жидкости сможет вызвать эффекты, связанные с SANS. Напротив, Робертс и его коллеги ( 16 ) обнаружили, что астронавты с диагнозом SANS показали меньшее увеличение объема желудочков по сравнению с теми, у кого не развился SANS. Это может быть связано с общей ограниченной способностью космонавтов соответствовать требованиям SANS ( 29 , 30 ).Эти, казалось бы, противоречивые результаты подчеркивают необходимость перспективного рассмотрения связи между SANS и изменениями в тканях мозга и отделах CSF в более крупном наборе данных, поскольку они могут быть полезными биомаркерами для прогнозирования возникновения SANS. Кроме того, обратите внимание, что вся опубликованная литература по SANS касается астронавтов НАСА, в то время как было заявлено, что SANS не развивается у космонавтов Роскосмоса ( 31 ). В этой строке мы предполагаем, что различные схемы противодействия, существующие между популяциями космических экипажей, могут объяснить различия в окулярных эффектах, которые в конечном итоге приводят к SANS.

В предыдущей работе сообщалось о влиянии космического полета на ткани GM и WM ( 4 , 5 ), хотя не было возможности предоставить четкую информацию о том, что вызвало наблюдаемые изменения. Понимание этих эффектов на GM и WM очень важно, учитывая функциональные и поведенческие последствия, которые могут возникнуть в результате изменений в нервной ткани. В этом исследовании dMRI мы не обнаружили чистого снижения количества GM или WM, что указывает на отсутствие нейродегенерации в результате длительного космического полета.Кроме того, наблюдаемое увеличение ФЖ в спинномозговой жидкости происходило вдоль кортикальных складок или желудочков, относящихся к фактическим отсекам спинномозговой жидкости. Применяемая методика также могла обнаруживать свободные подмены воды, локализованные в нервной ткани, которые относятся к интерстициальной жидкости и могут отражать повреждение ткани. Однако мы не наблюдали этих эффектов. Изменения, которые мы наблюдаем в тканях GM и WM, по-видимому, являются результатом морфологических эффектов, которые вряд ли повлияют на фактическую функцию мозга в соответствующей области мозга, или являются результатом нейропластичности, которая служит естественным процессом адаптации к новой среде. .

Доказательства структурной нейропластичности, представленные в этой работе, вероятно, будут рассматриваться как необходимые изменения в мозгу космонавтов, поскольку они адаптируют свои двигательные стратегии к среде микрогравитации и повторно адаптируют их к условиям на Земле. Следовательно, мы предполагаем, что увеличение тканевого mVF, наблюдаемое в нашем исследовании, вряд ли окажет негативное клиническое влияние на самочувствие космонавтов, а скорее отражает положительную адаптацию. Чтобы подтвердить это предположение, сначала следует установить связь между этими микроструктурными изменениями и функциональными характеристиками, такими как локомоция.Кроме того, будущая работа также должна оценить, могут ли последовательные полеты в космос определять степень увеличения чистой мозговой ткани, поскольку опытные летчики, как известно, лучше адаптируются к микрогравитации и быстрее адаптируются к адаптации, вернувшись на Землю, чем те, кто летает впервые.

Ограничения

Наше исследование имеет несколько ограничений, которые в основном присущи исследуемой выборке. Прежде всего, мы изучаем небольшой размер выборки из-за небольшого числа людей, участвующих в длительных космических полетах продолжительностью 6 месяцев, а также в эксперименте МРТ с дополнительными недостающими данными в момент наблюдения.Тем не менее, насколько нам известно, это исследование включает самую большую выборку для изучения структурных изменений мозга после космического полета в рамках предполагаемого дизайна исследования. Обратите внимание, что наши результаты чрезвычайно согласованы между космонавтами и выдерживают строгие множественные сравнительные поправки с использованием непараметрического статистического подхода. Во-вторых, наша выборка включает в себя как новичков, так и опытных летчиков. Следовательно, предполетные данные опытных летчиков могут отклоняться от фактического базового уровня, если сохраняются эффекты от предыдущих космических миссий.Вполне возможно, что космический полет влияет на пилотов-новичков сильнее, чем у опытных пилотов, и эту гипотезу следует проверить, когда будет собрано достаточно данных в обеих группах. В-третьих, по логистическим причинам мы можем получить данные МРТ после полета, в среднем, через 9 дней после возвращения космонавтов. Следовательно, вероятно, что некоторые или большинство измеренных эффектов занижены, что позволяет предположить, что более ранние сеансы сканирования могли выявить более распространенные и / или более выраженные эффекты космического полета на мозг.Наконец, одним ограничением, выходящим за рамки исследуемой популяции, является относительно низкое разрешение изображений dMRI. Хотя dMRI может предоставить более конкретную информацию о микро- и макроструктуре мозга по сравнению с T1-взвешенными изображениями, размер вокселей dMRI-изображений больше.

Заключение

Наше исследование выявляет нейронные корреляты структурной нейропластичности сенсомоторной системы у космонавтов после космического полета, наблюдая за чистым увеличением GM-ткани в базальных ганглиях и WM-ткани в мозжечке.Мы также подтвердили ранее наблюдаемые эффекты сдвига жидкости в ЦСЖ и ткани ГМ, но дополнительно предоставили доказательства морфологической природы изменений ткани ГМ, в то же время не показывая доказательств потери ткани мозга. Через семь месяцев после космического полета большинство ранних изменений после полета восстановились до предполетных уровней, хотя увеличение желудочков сохранялось, а чистая ткань GM или WM оставалась увеличенной до некоторой степени в сенсомоторных областях мозга.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Данные МРТ головного мозга 11 мужчин-космонавтов Роскосмоса, участвовавших в длительном космическом полете (в среднем 171 день), были получены проспективно с февраля 2014 года по март 2019 года в Национальном медицинском исследовательском центре. Реабилитационный центр Минздрава России в Москве, Россия.Все космонавты были просканированы перед запуском на Международную космическую станцию ​​(предполетный полет) и в среднем через 9 дней после возвращения (после полета), чтобы изучить влияние космического полета на мозг. Восемь космонавтов прошли дополнительное сканирование в среднем через 239 дней после возвращения из космического полета (последующее наблюдение), чтобы оценить, вернулись ли первоначальные изменения после полета к исходным. Данные до и после полета двух субъектов были получены дважды для двух последовательных миссий со средним периодом 1104 дня (приблизительно 3 года) на Земле между полетами.Данные последующего наблюдения были получены для одного из этих двух субъектов, в результате чего было проведено 13 измерений до и после полета, а также 9 последующих измерений. Причины отсутствия данных в контрольные моменты времени заключались в добровольном решении прекратить эксперимент для трех космонавтов и отложенных последующих измерениях для одного космонавта. Кроме того, 13 контрольных субъектов, соответствующих возрасту, полу и образованию, были просканированы дважды с таким же интервалом времени, как и между сканированием до и после полета, чтобы оценить эффект старения.Все участники были правши, по оценке Эдинбургской инвентаризации рук ( 32 ). Обзор демографической информации можно найти в таблице S2.

Исследование было одобрено Медицинским советом Европейского космического агентства, Комитетом биомедицинской этики Института биомедицинских проблем Российской академии наук и Многосторонним наблюдательным советом по исследованиям на людях. Все участники подписали форму информированного согласия.

Сбор данных dMRI

Данные были получены на системе МРТ GE Discovery MR750 3T, оснащенной 16-канальной катушкой на головке приемника, с использованием дважды перефокусированной импульсной градиентной последовательности спинового эхо-эхо-планарного изображения.Была предписана оптимизированная схема получения дМРТ с несколькими оболочками, содержащая диффузионные веса b = 0, 700, 1200 и 2800 с / мм ² , примененных в 8, 25, 45 и 75 направлениях, соответственно ( 15 ). Кроме того, три изображения b = 0 с / мм ² были получены с обращенно-фазовым кодированием с целью исправления искажений, вызванных восприимчивостью ( 33 ). Другими параметрами визуализации были: время повторения / эхо 7800/100 мс, размер вокселя 2.4 мм × 2,4 мм × 2,4 мм, размер матрицы 100 × 100, 58 срезов и 1 возбуждение. Визуализация была ускорена в 2 раза с использованием метода кодирования пространственной чувствительности матричной катушки. Общее время сбора данных составило 21 мин 23 с.

Кроме того, были получены структурные сканирования T ₁ с использованием трехмерной последовательности быстро испорченных градиентных эхо-сигналов для помощи в идентификации анатомических структур. Параметры изображения: время повторения / эхо-сигнала 8/3 мс, угол поворота 12 °, поле зрения 240 мм, размер вокселя 1 мм × 1 мм × 1 мм, размер матрицы 240 × 240, 180 срезов и 1 мм. возбуждение.

Контроль качества

Согласованность параметров визуализации на протяжении всего исследования обеспечивалась путем автоматического сравнения значений соответствующих атрибутов цифровых изображений и коммуникаций в медицине (DICOM) с их эталонными значениями. Правильная интерпретация информации об ориентации градиента была обеспечена путем принятия подхода Jeurissen et al. ( 35 ). Качество изображений dMRI оценивалось как автоматически ( 36 ), так и посредством визуального осмотра.Никакие наборы данных dMRI не были исключены из исследования из-за низкого качества.

Предварительная обработка

Чтобы улучшить качество необработанных изображений dMRI, в них были исправлены некоторые известные артефакты. Во-первых, изображения были уменьшены с использованием теории случайных матриц для увеличения отношения сигнал / шум ( 37 ). Во-вторых, артефакт звонка Гиббса подавлялся на основе локальных субвоксельных сдвигов, чтобы избежать паразитных колебаний вблизи резких границ ткани ( 38 ).Затем искажения, вызванные восприимчивостью, а также искажения, вызванные движением и вихревыми токами, были исправлены с использованием комплексного подхода ( 39 ). Затем была исправлена ​​низкочастотная неоднородность интенсивности, также известная как поле смещения ( 40 ). Наконец, изображения dMRI были увеличены пространственно во всех трех измерениях с использованием кубической интерполяции b-сплайном до размера вокселя 1,3 мм ³ для повышения точности последующей пространственной нормализации.

Моделирование на уровне вокселей

Из предварительно обработанных изображений dMRI была получена полная функция плотности ориентации волокон WM и VF GM- и CSF-подобной ткани с использованием сферической деконволюции с ограничениями по нескольким тканям и усредненными по популяции функциями отклика ткани ( 15 ).Этот метод основан на идее, что каждый тип ткани в головном мозге имеет отчетливое затухание сигнала dMRI в зависимости от силы диффузионного взвешивания. Следовательно, VF, отражающие относительный вклад WM-, GM- и CSF-подобной ткани, можно отделить в каждом вокселе непосредственно от изображений dMRI, не полагаясь на пространственную информацию или априорные значения (рис. S7).

Пространственная нормализация

Для достижения пространственного соответствия между временными точками и участниками был сгенерирован объективный шаблон группы для конкретного исследования с использованием многоуровневой итеративной нелинейной регистрации и подхода усреднения.На первом уровне внутрисубъектное пространственное соответствие достигалось с помощью итеративной симметричной регистрации между временными точками. На втором уровне средние по времени всех субъектов прошли другую итеративную и симметричную процедуру регистрации, которая обеспечивает пространственное соответствие между субъектами ( 41 , 42 ). Наконец, карты тканей для CSF, GM и WM VF были нелинейно преобразованы в окончательный шаблон популяции за один шаг, чтобы избежать накопления ошибок интерполяции.Полная процедура нормализации проиллюстрирована на рис. S7.

Образовавшаяся деформированная тканевая VF называется «немодулированной», поскольку она не учитывает потенциальные локальные различия в объеме между субъектами или временными точками ( 14 ). Однако, поскольку нелинейные деформации, используемые для пространственной нормализации, характеризуются локальным расширением и сокращением областей мозга, важно также изучить и принять во внимание эти объемные эффекты. Чтобы количественно оценить локальные объемные изменения, мы вычислили определитель матрицы Якоби (JDET), т.е.е., пространственная производная деформации в каждом вокселе окончательной нелинейной деформации. Кроме того, немодулированные карты VF были умножены на JDET для получения карт mVF.

Статистический анализ

Мы исследовали изменения видимой VF ткани, mVF ткани и объема в каждом вокселе в головном мозге между предполетным ( n = 13), послеполетным ( n = 13) и последующим наблюдением ( n = 9). Статистическое тестирование проводилось с использованием общей линейной модели (GLM) для сравнения временных точек в парном дизайне.Сравнение данных до и после полета было выполнено на полном наборе данных ( n = 13), в то время как сравнение данных последующего наблюдения с данными до и после полета было выполнено на подмножестве, где данные были доступны для всех трех временных точек. ( п = 9). Временные задержки между возвращением на Землю и сеансами послеполетного и последующего сканирования рассматривались как мешающие переменные. Кроме того, различия космонавтов до и после полета сравнивались с различиями в двух временных точках с аналогичным временным интервалом в подобранной контрольной группе.Аналогичным образом, GLM использовался для сравнения космонавтов и контрольной группы с использованием двухвыборочного непарного теста t различий во времени. Как для парных, так и для непарных тестов t , беспороговое расширение кластера (TFCE) было применено к полученным статистическим картам t ( 43 ). Окончательные значения P были получены путем непараметрического тестирования перестановок (8192 перестановок) с поправкой FWE и порогом значимости P <0,05. Перед статистическим анализом на основе вокселей использовалось сглаживающее ядро ​​Гаусса с полной шириной на половине максимума, равной всего 2.4 мм применяли для увеличения отношения сигнал / шум при сохранении специфичности анатомической локализации. То же ядро ​​сглаживания использовалось для сглаживания дисперсии во время непараметрического статистического анализа для увеличения статистической мощности при малых размерах выборки ( 44 ).

Потенциальные различия между космонавтами и контрольной группой относительно возраста и временного интервала между сканированиями (между до- и послеполетным для космонавтов) были статистически проверены с использованием непараметрического двустороннего критерия Манна-Уитни U .Результаты считались статистически значимыми, если P <0,05.

Анализ ROI

Было определено несколько ROI для суммирования изменений тканей во времени. Во-первых, было получено среднее значение mVF GM, WM и CSF по всему мозгу с использованием маски мозга всех вокселей, присутствующих у всех субъектов. Затем мы использовали атлас нейроморфометрии (https://masi.vuse.vanderbilt.edu/workshop2012/index.php/Challenge_Details; www.oasis-brains.org/; и http://Neuromorphometrics.com/) для получения участков. третьего, четвертого и бокового желудочков, в которых рассчитывали и оценивали среднее значение mVF в спинномозговой жидкости во времени.Поскольку мы суммировали значения тканей в независимых областях интереса, мы выполнили дополнительные статистические тесты для исследования значимых эффектов в этих регионах. Линейные смешанные модели использовались для проверки влияния времени на параметры тканей всего мозга и желудочков космонавтов. Время считалось фиксированным эффектом, в то время как объект — случайным эффектом, с использованием модели случайного перехвата. Результаты были значимыми, если P <0,05, и если да, то апостериорный тест Тьюки использовался для исследования, между какой парой временных точек была значительная разница.Порог значимости был установлен на уровне P <0,05. Кроме того, для проверки различий между группами с помощью теста Манна-Уитни U рассчитывалась разница между измерениями до и после полета у космонавтов и между двумя измерениями в контрольной группе. Порог значимости был установлен на уровне P <0,05.

Шесть областей интереса были созданы на основе результатов на основе вокселей до и после полета у космонавтов для количественной оценки изменений VF и mVF различных типов тканей в пределах одной и той же области.Медиана по вокселям была рассчитана для каждой области интереса и для каждого субъекта и временной точки, что было выполнено для очевидных GM, WM и CSF VF и mVF. Впоследствии была рассчитана медиана всех различий внутри субъектов между временными точками. Для объема было рассчитано медианное отношение JDET для двух временных точек, которое отображает коэффициент умножения, на который объем изменялся по временным точкам.

Данные по остроте зрения

Мы ретроспективно включили оценки остроты зрения всех космонавтов до и через 3 дня после космического полета как для левого, так и для правого глаза.Все тесты проводились утром. Испытуемым предъявляли столы Сивцева с помощью аппарата Ротта на расстоянии 5 м. 1 балл соответствует норме здорового населения, более высокие баллы соответствуют лучшей остроте зрения. Была рассчитана разница в оценке остроты зрения до и после полета, при этом отрицательные значения остроты зрения после полета были ниже, чем до полета. Статистический анализ был выполнен для оценки остроты зрения правого и левого глаза отдельно с помощью двустороннего точного знакового рангового критерия Вилкоксона.Порог значимости был установлен на уровне P <0,05.

Был проведен корреляционный анализ на основе вокселей между относительными различиями до и после полета в mVF CSF и различиями до и после полета в остроте зрения для обоих глаз отдельно для обоих глаз. TFCE был применен к полученным статистическим картам с использованием непараметрической проверки перестановок с 8192 перестановками. Порог значимости был установлен на уровне P <0,05 после коррекции FWE на уровне кластера.

Тест непараметрической корреляции тау Кендалла был проведен между разницей в остроте зрения до и после полета для обоих глаз по отдельности и разницей до и после полета в mVF в спинномозговой жидкости боковых желудочков, третьего желудочка, верхних и нижних областей интереса интерфейса спинномозговой жидкости.Порог значимости был установлен на уровне P <0,05.

Благодарности: Статья посвящена И. Б. Козловской (1927–2020), которая активно поддерживала концепцию нейропластичности у космонавтов и посвятила свою жизнь космической физиологии и адаптации к невесомости. Финансирование: Работа выполнена при поддержке ESA Grant ISLRA 2009-1062, Российской академии наук (грант 63.1), Belgian Science Policy Prodex, Исследовательского фонда Фландрии (FWO Vlaanderen) (А.В.О. и B.J.), грант ARC06 / 11-340 на согласованные исследовательские мероприятия франкоязычного сообщества, грант Федерального министерства образования и исследований Германии 01 EO 0901 (для P.z.E.) и стипендия Zonta International Amelia Earhart Fellowship 2016-2017 (для A.V.O.). Б.Дж. — докторант FWO Vlaanderen; S.L. является директором по исследованиям в Fonds de la Recherche Scientifique. Вклад авторов: E.T., I.B.K, S.S., P.M.P., S.L., J.S., F.L.W. и B.J. внесли свой вклад в концепцию работы. СРЕДНИЙ.O., E.T., A.R., E.P., I.R., I.B.K., S.S., P.M.P., V.S., S.L., J.S., F.L.W. и B.J. внесли свой вклад в дизайн работы. A.V.O., A.R., L.L., I.N., E.P., I.R., I.B.K., O.M., S.D., V.S., V.P., F.L.W. и B.J. способствовали сбору данных. С.Дж. и B.J. способствовали анализу данных. S.J., A.V.O., E.P., P.z.E., F.L.W. и B.J. внесли свой вклад в интерпретацию данных. Б.Дж. участвовал в создании программного обеспечения. С.Дж. и Б.Дж. участвовали в составлении рукописи. A.V.O., E.P., P.z.E. и F.L.W. способствовал существенной переработке рукописи. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: Все данные, необходимые для оценки выводов в статье, представлены в документе и / или дополнительных материалах. Дополнительные данные, относящиеся к этой статье, могут быть запрошены у авторов.

• Copyright © 2020 Авторы, некоторые права защищены; эксклюзивный лицензиат Американской ассоциации содействия развитию науки. Нет претензий к оригинальным работам правительства США.Распространяется по некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY-NC).

Прогнозирование возможности прогрессирующих неврологических и психопатологических расстройств при хронической ртутной интоксикации

Доступно в Интернете в мае 2016 г.