Рекорден експеримент: Учен ще живее под вода в продължение на 100 дни

Щ о се отнася до кошмарите, да бъдеш затворен в малка кутия дълбоко под водата вероятно е на първо място в списъка на много хора. Но един американски професор прави това нарочно.

Джо Дитури, бивш водолаз от военноморските сили на САЩ и експерт по биомедицинско инженерство, живее в помещение с площ 55 кв. м (592 кв. фута) на 30 фута под повърхността на Флорида Кийс от 1 март и планира да остане там 100 дни.

Ако успее да го направи, той ще счупи рекорда за най-дълго време, прекарано в среда под повърхността на океана.

Дитури провежда изследвания на въздействието на хипербарното налягане - когато налягането на въздуха е по-голямо, отколкото би било на морското равнище - върху човешкия организъм. Той се надява да използва времето, прекарано под повърхността, за да проучи какво е въздействието на живота в тази среда с високо налягане върху здравето му.

Интересно е, че начинанието на Дитури ще бъде много различно от живота на подводница. Подводниците са херметизирани, когато са потопени, и се поддържат под налягане на морското равнище. Това означава, че няма значителна разлика в налягането, дори когато подводницата е на дълбочина стотици метри.

Но подводният хабитат на Дитури няма да има солидни люкове или въздушни шлюзове между океана и сухото жизнено пространство, както е при подводницата. Помислете за това, както когато чаша с вода се обърне с дъното нагоре и се пъхне в мивка, пълна с вода.

В горната част на жилищното пространство на Дитури все още ще съществува джоб с въздух, а на пода на една от стаите ще има басейн с вода, която идва от океана отвън.

Това означава, че въздухът в жилището му е притиснат от тежестта на океана, което увеличава налягането на въздуха около него. На дълбочина от 30 фута налягането на въздуха в това местообитание е около два пъти по-голямо от това, с което той би бил свикнал на сушата.

Малко изследвания са проучили какъв е ефектът от дългосрочното излагане на хипербарното налягане върху организма.

Както обаче всеки сертифициран водолаз е наясно, хипербарното налягане може да представлява съвсем реална заплаха за нас. Нашите тела са адаптирани от поколения наред към условията на морското равнище, където двата основни газа, участващи в дишането (кислород и въглероден диоксид), са единствените, които свободно преминават между белите дробове и кръвта.

Но с повишаване на налягането азотът във въздуха се изтласква през деликатните стени на белите дробове и попада в кръвта ни. Това може да доведе до редица неблагоприятни последици. На дълбочина от 10 до 30 метра (33 до 98 фута) това може да предизвика лека еуфория и положително настроение. След около 30 метра под морското равнище и след това може да доведе до поведение, подобно на опиянение - оттук и наименованието "наркоза".

Учените не разбират напълно защо се случва това, но може да се дължи на промени в начина, по който невротрансмитерите подават сигнали между невроните в мозъка ни. За щастие това няма да представлява риск за Дитури, тъй като той се намира само на дълбочина от десет метра.

Но Дитури може да очаква да преживее и други физически промени, докато живее в подводното си местообитание.

#JoeDituri, a former US Navy diver and biomedical engineer, studies the effects of hyperbaric pressure on the human body. He hopes to use his time spent below the surface to investigate the effects of living in this high-pressure environment on his healthhttps://t.co/X5e4S5qVTI

— Firstpost (@firstpost) April 4, 2023

Въпреки че местообитанието има големи прозорци, Дитури все пак ще бъде изложен само на половината от количеството слънчева светлина, отколкото на сушата. Това би могло да доведе до проблеми с циркадния му ритъм - вътрешния "часовник", който контролира много функции на тялото, включително цикъла на сън и бодърстване - който зависи от дневната светлина. Това може да доведе до смущения в съня.

Друго предизвикателство за Дитури ще бъде набавянето на достатъчно витамин D. За да се образува този витамин, кожата трябва да бъде изложена на ултравиолетови лъчи, а те обикновено идват от Слънцето. Вероятно Дитури няма да бъде изложен на достатъчно витамин D, докато живее в подводната си среда.

Витамин D играе ключова роля за поддържането на костната плътност, мускулната функция и имунитета. Изследване на хора, които са живели в подводен хабитат, управляван от НАСА като аналог на космически полет, установява, че те са имали намалена имунна функция само след 14-дневен престой.

Дитури ще трябва да си набавя витамин D от други източници - като храни с високо съдържание на витамин D, добавки или от UV лампи - за да сведе до минимум намаляването на имунната си функция.

Въпреки че Дитури ще живее сам, астронавтите, живеещи в подобна среда, съобщават за появата на латентни инфекции. Това са вируси, които много от нас носят и които имунната ни система обикновено държи под контрол. Това също може да доведе до заболяване на Дитури, ако имунната му функция се разколебае.

Освен минималното ходене из много малкия хабитат, единственото физическо натоварване, което Дитури ще получава, е от плуване. Тъй като плуването не е свързано с натоварване, има вероятност от загуба на костна и мускулна маса, която може да бъде подобна на тази, която астронавтите наблюдават по време на дългите мисии на Международната космическа станция (но не толкова екстремна).

Добавянето на някои съпротивителни упражнения, като клекове и напади, може да помогне на Дитури да компенсира загубата на мускулна и костна маса.

Въпреки че подводната среда на Дитури ще се различава от тази на подводницата, времето, което той прекарва там, не е съвсем различно от това, което издържат много екипажи на подводници.

От изследванията на подводничари знаем, че дори само няколко месеца под повърхността могат да имат дългосрочни последици, въпреки мерките за предотвратяване на това.

US Scientist to Live Underwater For 100 Days in Record-Breaking Experiment https://t.co/Pso5wl2ciW

— ScienceAlert (@ScienceAlert) April 4, 2023

Например дори след два месеца под водата подводничарите все още са имали нарушен режим на съня и проблеми с нивата на някои хормони, свързани със съня. Екипажът също така отчита загуба на костна и мускулна маса. Това засилва колко важно ще бъде за Дитури да се излагат достатъчно на витамин D и да се упражняват.

Разбира се, най-големият въпрос, който остава, е какъв ефект ще има дългосрочното хипербарно налягане върху Дитури. Проучванията, с които разполагаме за ефектите на хипербарното налягане, разглеждат само краткосрочни експозиции, които може да са показали положителен ефект върху заздравяването на раните.

Това ще бъде както физиологично, така и вероятно психологическо предизвикателство, така че, въпреки че Дитури е само един човек, данните от неговия експеримент все пак ще бъдат полезни за областта.