Mire alkalmas a modern teljesítménydiagnosztika és pszichofiziológia a honvédelem területén?
A modern hadviselés és a repüléstechnológia fejlődése korábban nem tapasztalt élettani és kognitív kihívások elé állítja az emberi szervezetet. A Szolnokon működő, európai mércével is kiemelkedő technológiai parkkal rendelkező kutatóbázis a „human factor”, vagyis az emberi tényező tudományos igényű vizsgálatát tűzte ki célul. Dunai Pál alezredessel, a Nemzeti Közszolgálati Egyetem Hadtudományi és Honvédtisztképző Karának docensével beszélgettünk a Teljesítménydiagnosztikai és Pszichofiziológiai Vizsgálóközpont tudományos eredményeiről, az alkalmazott módszertanokról és a jövőbeli kutatási irányvonalakról.
A Teljesítménydiagnosztikai és Pszichofiziológiai Vizsgálóközpont genezise szorosan összefonódik a hazai katonai repülésoktatás fejlődésével. Hogyan vált a korábbi „fehér folt” jegyzett kutatóhellyé?
A repüléstudományi kutatások humán szférája korábban valóban hiányterületnek számított az egyetemi struktúrában, noha az igény már a szolnoki repülőtiszti főiskolai korszakban megfogalmazódott. Kezdetben olyan alapszintű diagnosztikai eszközökkel dolgoztunk, mint a Medicor-féle diagnosztikai kézitáska, amely az alapvető EKG és testhőmérséklet mérések mellett csak korlátozott betekintést engedett az élettani folyamatokba. Elsősorban a katonák fizikai állapotának prognosztizálására, valamint olyan speciális egységek teljesítményének mérésére szolgált, mint a Jász-Nagykun-Szolnok Megyei Rendőr-főkapitányság beavatkozó alosztálya. De ezek még nagyon kezdeti próbálkozások voltak. A repüléstudomány területén a valódi tudományos áttörést a közel nyolcszázmillió forintos GINOP pályázati forrás jelentette, amellyel lehetővé vált egy olyan komplex, interdiszciplináris kutatási bázis kialakítása, ahol a humán kineziológia, az orvostudomány és a pszichológia határterületeit vizsgálhattuk. Ennek keretében jött létre az NKE Teljesítménydiagnosztikai és Pszichofiziológiai Vizsgálóközpont, amely a repülés emberi tényezőit elemeztük szoros együttműködésben olyan intézményekkel, mint az ELTE, a Testnevelési Egyetem és a Debreceni Egyetem. A laboratórium ma már a Nemzeti Közszolgálati Egyetem központi egységeként funkcionál és biztosítja a tudományos hátteret a hajózó és a repülésirányító állomány vizsgálatához.
A kutatómunka strukturális felépítése négy fő pillérre támaszkodott. Milyen specifikus módszertani eljárásokat alkalmaztak ezekben a munkacsoportokban?
A tudományos tevékenységünket úgy alakítottuk ki, hogy az a teljesítmény élettani spektrumát lefedje. Négy fő területre osztottuk fel a kutatásainkat, amelyeket neves akadémiai partnerekkel együttműködésben alakítottunk ki. Az egyik legfontosabb kutatási irányunk a hipoxia (oxigénhiányos állapot), pontosabban a hipobárikus hipoxia (olyan oxigénhiányos állapot, amelyet a csökkent légköri nyomás, pl. nagy magasságban vagy repülőgép-kabinban idéz elő), amelynek során az oxigénhiányos állapotok és az alacsony légköri nyomás együttes élettani hatásait elemeztük. Ebben a munkában a Magyar Honvédség Repülőorvosi Vizsgáló és Gyógyító Intézetének (RAVGYI/ROVKI) elismert szakemberei, köztük Szabó Sándor András orvos ezredes, repülő főszakorvos és Tótka Zsolt főorvos nyújtottak nélkülözhetetlen szakmai hátteret. A második terület a teljesítménydiagnosztikai laboratórium, amelyben a Testnevelési Egyetem szakembereivel validált terheléses protokollokat alkalmaztunk futószalag és kerékpár ergometriás környezetben, ahol a légzésfunkciót háromállásos spirometriával és komplex vérkémiai analízissel egészítettük ki. A testszenzoros kutatócsoportunk a Firstbeat technológiát alkalmazva a szívfrekvencia variabilitást (HRV) monitorozta, amely az autonóm idegrendszer stresszválaszainak egyik legpontosabb indikátora. A terheléses protokollok lefektetésében Györe István főorvos, a sportélettan nemzetközi hírű szakértője működött közre. Végül a negyedik kutatási terület a pszichofiziológiai mérésekkel foglalkozott. Itt az osztrák Schuhfried cég Vienna Test System eszközállományát alkalmaztuk, amely négyszáz különböző kompetencia mérésére volt alkalmas. A rendszer tudományos adaptációjában Bárdos György, az ELTE professzora volt segítségünkre, akivel olyan tesztbatériákat alakítottunk ki, amelyek lehetővé tették a magyar pilóták, repülésirányítók és műszaki szakemberek eredményeinek összehasonlítását a nemzetközi adatbázisokkal. Ez a módszertan nemcsak a kiválasztásban, hanem a képzés hatékonyságának mérésében is kulcsszerepet játszik, segítve például az ekipázsok (pilóta és fegyveres / navigátor) optimális összeállítását.
A kutatások egyik leglátványosabb eleme a virtuális valóság (VR) és a barokamra vizsgálatok integrációja. Milyen újdonságot hozott ez a megközelítés a repülésorvostan számára?
Ez a módszertan nemzetközi szinten is kiemelt érdeklődést váltott ki a 2019-es debreceni repülőorvosi világkonferencián. A lényege, hogy a pilóta sisakba integrált VR-szemüvegen keresztül hajt végre szimulált repülési feladatokat ötezer-ötszáz méteres magasságnak megfelelő hipobárikus környezetben. A legkritikusabb tudományos felismerésünk az volt, hogy bizonyos biokémiai folyamatok következtében tiszta oxigén lélegzése mellett is kialakulhat hipoxiás állapot. A mérések során a homloklebenyen elhelyezett, közeli infravörös tartományban mérő NIRS (Near-Infrared Spectroscopy) érzékelőket alkalmaztunk, amelyek az agyi oxigenizációt sokkal pontosabban regisztrálják, mint a hagyományos ujjra helyezhető pulzoximéterek, így előre jelezhetővé válik a cselekvőképtelenség beállta.
A teljesítménydiagnosztika nem áll meg a pillanatnyi állapotfelmérésnél. Hogyan segítheti az objektív adatgyűjtés a katonai állomány regenerációját és biztonságát?
A testszenzoros vizsgálatok során alkalmazott Firstbeat Bodyguard rendszerekkel képesek vagyunk egy teljes heti életritmust monitorozni, beleértve az alvási fázisokat is. A tudományos adatok rámutattak, hogy a repülésirányítók esetében a magas mentális terhelés miatt gyakran még alvás közben sem indulnak el a szervezet élettani regenerációs folyamatai, ami úgynevezett mikrobealvásokhoz vezethet a szolgálat teljesítése közben. Ezek az adatok nem csupán elméleti jelentőségűek, hanem közvetlen visszacsatolást adnak az ekipázsok összeállításához is, optimalizálva a stressztűrő képességet és a repülésbiztonságot. A fizikai oldalon pedig a 8–9 G-s terhelés melletti eszméletvesztés (GLOC) megelőzése vagy a katapultálás során fellépő rövid idejű, akár 25 G-s extrém túlterhelés hatásainak modellezése képezte kutatásaink tárgyát.
Milyen távlati, interdiszciplináris kutatási projektek határozzák meg a központ jövőbeni tudományos profilját?
Jelenleg olyan kutatási irányokba léptünk tovább, amelyek a molekuláris biológia és a neuropszichológia határterületeit érintik. A Debreceni Egyetemmel együttműködésben elindítottunk egy projektet, amely a rendkívüli fizikai terhelésnek kitett katonák egészségi állapotát genetikai szintű vizsgálatokkal és mikrobiom-analízissel elemzi. A katonai szolgálat, különösen a repülők, búvárok és ejtőernyősök körében, olyan extrém környezeti tényezőkkel jár, mint a hipoxia, a G-erők, hipo- vagy hiperbária. A kutatásunk elsődleges célja egy multidiszciplináris, longitudinális megfigyeléses vizsgálat, amely során 18 hónapon keresztül követjük a magyar katonai populáció – köztük a tisztjelöltek – egészségi állapotát és fizikai teljesítőképességét. Szeretnénk azonosítani azokat az új generációs biomarkereket, amelyekkel előre jelezhető a teljesítménycsökkenés vagy az adaptációs zavar, még mielőtt a klinikai tünetek megjelennének. Ezzel párhuzamosan Bodó Mihállyal, a NASA és az F-35 projekt szakértőjével olyan relaxációs légzési technikák hatékonyságát mérjük, amelyek közvetlenül csökkenthetik a harci helyzetben fellépő pszichofiziológiai stresszt. Kiemelt kutatási területünk továbbá a pilóta nélküli légi járművek (UAV) integrációja a kontrollált légtérbe, különös tekintettel az ezzel járó extra kognitív terhelésre a repülésirányító állomány esetében. Célunk a tudományos utánpótlás nevelése is, amit jól jelez, hogy hallgatóink már OTDK aranyérmet is nyertek ezen mérési rendszerek alkalmazásával.
Említette az „új generációs biomarkereket”. Miért nem elegendők a hagyományos klinikai paraméterek, mint például a vérnyomás vagy a pulzusszám?
A hagyományos paraméterek önmagukban nem nyújtanak elegendő információt a szervezet komplex stresszválaszáról. Mi olyan specifikus molekulákat vizsgálunk, mint a miokinek (például az irizin), az adipokinek (leptin, adiponektin) és a hepatokinek. Például az irizin nemcsak az energia-anyagcserében játszik szerepet, hanem neuroprotektív hatása is van, így közvetíti a fizikai stressz és a kognitív funkciók közötti kapcsolatot. Ezek a markerek sokkal érzékenyebben tükrözik a szervezet adaptációs állapotát extrém terhelés alatt.
A kutatás nem áll meg a fiziológiánál; a táplálkozás és a pszichológia is hangsúlyos. Miért fontos ez az integrált megközelítés?
Mert a katonai állomány körében a nem megfelelő tápanyag-összetétel vagy a pszichológiai stressz (szorongás, alvászavar) közvetlenül rontja a fiziológiai paramétereket és a teljesítményt. Validált kérdőívekkel mérjük fel az evészavarok tüneteit és a pszichés állapotot, majd ezeket az adatokat összevetjük az objektív laboratóriumi eredményekkel. Ez a holisztikus szemlélet teszi lehetővé, hogy a jövőben személyre szabott prevenciós stratégiákat, például célzott probiotikum-terápiát vagy dietoterápiát dolgozzunk ki. Ez a terület egyébként ma a katonai medicina egyik legizgalmasabb iránya. Azt már tudjuk, hogy a bélmikrobióta összetétele kulcsszerepet játszik az immunrendszer modulációjában és az energia-anyagcsere szabályozásában a bél-agy-izom tengelyen keresztül. Kutatásunk során 16S rRNA szekvenálással térképezzük fel a baktériumflóra dinamikus változásait. Bizonyos törzsek, mint például a Veillonella, a laktát metabolizmusán keresztül közvetlenül javíthatják a fizikai teljesítményt. A célunk az, hogy megértsük, hogyan befolyásolja az extrém stressz a mikrobiom diverzitását, és ez hogyan függ össze a katonák rezilienciájával.
Milyen hosszú távú hatást várnak ettől a projekttől a Magyar Honvédség számára?
A legfontosabb eredmény egy magyar katonai referencia-adatbázis létrehozása lesz, amely alapját képezheti a jövőbeli egyénre szabott ellátásnak. Olyan prediktív modelleket fejlesztünk, amelyek képesek előre jelezni az egyéni adaptációs képességet és az egészségi kockázatokat. Ez nemcsak a hadrafoghatóságot növeli, hanem jelentős életminőség-javulást és költségmegtakarítást is eredményezhet a megelőzés révén.
Nyitókép forrása: NKE Teljesítménydiagnosztikai és Pszichofiziológiai Vizsgálóközpont
