神舟十三号载人飞船已于今日凌晨发射成功，且在今日 6 时 56 分完成了与天和核心舱的交会对接，这次正式乘组的 3 位航天员分别是翟志刚、叶光富，以及王亚平（下图右）。



神舟十三号载人飞行任务乘组定妆照 | CMS


身处太空的王亚平即将成为中国首位出舱的女航天员，但这不是她首次飞上太空。2013 年的神舟十号载人飞行任务中，她就是正式乘组的一员。

任务期间，她担任了中国首次太空授课的主讲，为地面的学生们演示了质量测量、单摆运动等多个实验，展示了失重环境下独特的物理现象。



神舟十号太空授课中的水球倒影环节 | 中国军网


八年过去了，王亚平已经成为了中国人民解放军航天员大队一级航天员，获大校军衔，还获得了“英雄航天员”、“三级航天功勋奖章”等荣誉；除了这些，王亚平还获得了一个新身份：北京大学心理学院的博士生，在博士学习期间她将专攻太空环境对航天员心理方面影响的研究。

作为博士，肯定是要发论文的，王亚平也成功完成了此任务，在国内核心期刊上发表了研究成果[1]。她的研究主题是：“在头低脚高的床上待满 90 天的志愿者，整个实验期内有什么情绪变化？”。



为什么要在不舒服的床上躺那么久？

这篇文献使用的数据来自“地星二号”，又名 90 天人体 -6° 头低位卧床实验，参与项目的志愿者需要在下面这样的床上待满 90 天。



MEDES 太空医学中心用到的 -6° 头低床仪器 | 欧洲空间局


虽然“地星二号”的招募启事中提到参与实验补贴有 10 万块钱[2]，但这钱确实不好挣，志愿者在这个实验中吃喝拉撒睡等一切活动都得在床上。

文献里的描述是这样的：

90 天严格卧床条件下，志愿者保持 -6°头低位姿态，完成排尿、排便、就餐、洗漱、睡眠、测试转运等，允许志愿者绕身体纵轴变换体位。

卧床期间执行统一的一日作息制度，每周工作 6 天，休息 1 天，工作日每天 1 小时自由使用手机，节假日允许自由使用手机。

为什么要设置这样严苛的条件呢？因为研究者想在地面上模拟空间站中的微重力环境。

在失重/微重力的环境中，人体的流体静压会丧失，使得血液和其他体液不像在地面时那样流向下半身，而是回流到胸腔和头部。

而长时间处于 -6° 头低位的姿态下，人体体液同样更多地向头部流动，会出现与失重环境下类似的生理反应。



-6°头低位条件下血液与组织液会更多地聚集到头部[3]


研究设计是怎样的？

这项研究关注的，就是在 -6° 头低位、社会交往活动方式受限、需要完成实验验证任务等条件下待上 90 天，36 名志愿者全周期的心理健康水平变化。

研究者将志愿者分为 5 个组，其中 1 组是单纯卧床组，另外还有同时开展训练的 4 个组， 5 个组都要经历卧床前 15 天的适应期，90 天的严格卧床期，以及卧床后 30 天的恢复期。

在全流程中，研究者按照每 10 天左右安排 1 次的频率实施了共计 12 次的情绪评估，使用自陈量表与唾液检测收集了心境状态数据，抑郁数据、焦虑数据，以及反映压力水平的唾液皮质醇数据。

其中心境扰动数据包括紧张-焦虑(T)、抑郁-沮丧(D)、愤怒-敌意(A)、有力-好动(V)、疲惫-惰性(F)、困惑-迷茫(C)等六个维度的分数。

将其他五个维度的分数相加并就减去有力-好动维度的分数，就能得到整体心境扰动状态得分（TMD），这个分数越高，表明志愿者的情绪状态越差。

文章得出了什么结果？

研究者发现，志愿者在全周期中有一定的心境扰动，最明显的是在严格卧床 30 天到严格卧床期结束，有力-好动（V）这一积极情绪的得分会显著低于刚开始卧床时的得分。



心境均值的变化趋势


状态焦虑（SAI）在测试过程中没有显著变化，但是抑郁（SDS）在各测试点间存在显著差异，在严格卧床第 10 天到卧床恢复期，志愿者的抑郁分数均显著高于卧床适应期的抑郁得分，同时志愿者在卧床第 70 天达到了最高的抑郁分数。

有意思的一点是，虽然实验过程中有波动，但参加实验项目的志愿者焦虑、抑郁的全程整体均值其实是低于一般人均值的。



焦虑与抑郁均值的变化曲线，SAI 是焦虑（下面的线），SDS 是抑郁（上面的线）


唾液皮质醇含量在卧床期第 10 天后就没有显著变化了，但在严格卧床期第 1 天有着最高的皮质醇水平。

面对压力情境，个体在时会不自觉地分泌皮质醇，以缓解压力造成的负性情绪，所以研究结果表明在实验前期，尤其是刚开始卧床时，志愿者可能感受到了较大的压力。



皮质醇在卧床实验过程中的变化


研究人员认为，严格卧床初期个体会感受到压力，同时促进皮质醇分泌调动有效的情绪调节策略，从而使得卧床全周期期间，志愿者都可以保证积极的情绪水平。

王亚平还发了啥研究？

地面模拟实验除了模拟失重，还可以模拟卡路里限制和幽闭环境，在王亚平参与的另一篇文献中提到了这三点[4]，这是一篇综述，主要结论有：

在地面模拟卡路里限制的条件下，合理控制饮食来调整卡路里摄入，可以引起机体能量代谢出现调整，继而起到调节航天员认知控制水平和情绪状态的效果；

在地面模拟幽闭环境下，个体的注意偏好会出现改变，例如从右侧偏向变成左侧偏向，因此在仪器操作设计上需要考虑注意偏好改变带来的偏差。

文献中还提到，相比于地面模拟，航天员在实际空间站遭遇的实际压力源会更多，比如噪声、辐射、意外状况等。

这些因素在地面实验中是没有模拟的，但它们也很重要，对航天员的心理状态会有很大影响。

而王亚平既有着研究生的身份，也能在实际的太空环境中感受特殊的环境氛围，她在太空中的经验对地面模拟研究项目是很有帮助的。

王亚平曾对女儿说，“妈妈要去太空给你摘星星了，等妈妈回来”，在这篇文章发出的时候，她已经在天和核心舱内顺利开展工作了，由衷祝愿她能实现她的摘星诺言，安全回到地面。

参考资料

[1]江源,王亚平,张相,石玉生,许梓,秦海波 & 李莹辉.(2021).长期头低位卧床实验全周期个体情绪变化过程研究. 航天医学与医学工程(01),18-24.

[2]http://gx.sina.com.cn/news/2019-04-21/detail-ihvhiewr7372036.shtml

[3] Hargens, A. R., & Vico, L. (2016). Long-duration bed rest as an analog to microgravity. Journal of applied physiology, 120(8), 891-903.

[4] 王协顺,王亚平,杨心玥,高世欢 & 苏彦捷.(2020).头低位卧床、卡路里限制和幽闭环境对个体认知控制和情绪状态的影响. 航天医学与医学工程(05),457-463.