2025年 03期
中国空间站航天医学实验领域发展展望
李莹辉;刘朝霞;曲丽娜;李志利;何光军;王春艳;许梓;航天医学作为保障载人航天任务中航天员安全、健康与高效工作的综合性学科，聚焦于解析太空极端环境对人体多系统生理效应的深层机制及防护策略。随着中国空间站转入应用与发展阶段，航天医学实验作为空间应用的重要领域，面临重大的机遇和挑战。本文从平台体系建设、新技术利用和科学发现等方面阐述了航天医学实验领域的国际发展态势和我国相关领域的进展，介绍了中国空间站应用与发展工程航天医学实验领域的工程布局、指导思想和重点研究方向，围绕深度解析生命在空间飞行中的适应规律、大数据和人工智能技术的应用、面临的挑战、科研组织模式等方面，进行了思考和展望，为我国航天医学实验领域的发展提供参考。
睡前5 Hz电流刺激对睡眠质量与精神状态的影响
周维逸;罗帏;陈乐乐;王丁丁;周仁来;目的 研究表明5 Hz微电流刺激可能具有催眠作用。然而目前缺乏此研究结果对睡眠模式影响作用的证据，该干预措施的有效性尚未得到充分验证。为弥补这一研究空白，本研究采用交叉实验设计并招募失眠与非失眠受试者进行进一步验证。方法 招募10名失眠受试者和10名健康受试者。采用交叉设计，在顶颞叶区域施加真刺激和假刺激。研究评估了该刺激对多个指标的影响，包括主观睡眠质量、睡眠效率、睡眠结构、抑郁和焦虑症状以及精神运动警觉任务表现。结果 在睡前接受5 Hz微电流刺激的受试者，相较于接受虚拟刺激的受试者，其睡眠效率、睡眠质量和心理状态均显著改善。此外，接受真刺激的受试者表现出更高的睡眠效率和快速眼动睡眠的延迟。这些结果表明，睡前5 Hz微电流刺激能够提高睡眠效率的客观和主观指标。结论 睡前5 Hz微电流刺激不仅提高了受试者的睡眠效率，还改善了其对睡眠质量的主观感受。
Gabra3基因敲除对小鼠神经元细胞睡眠功能影响的探究
张力中;唐育杰;孙毅;于琦;卢学春;目的 构建Gabra3基因敲除细胞模型，探讨敲除Gabra3基因后小鼠神经元细胞在转录、蛋白水平的变化，研究Gabra3基因敲除后睡眠深度增加的机制。方法 构建多种sgRNA序列，使用CRISPR/Cas9系统敲除鼠源GT1-7神经元细胞系中的Gabra3基因，通过基因测序检测敲除效率，使用TA克隆、蛋白免疫印迹实验验证敲除结果，细胞增殖实验验证敲除表型，并提取总RNA进行转录组测序，提取总蛋白进行蛋白质测序。结合多种生物信息学分析方法，评估Gabra3基因敲除对GT1-7神经元细胞功能的影响。结果 Gabra3基因敲除后，皮质醇和醛固酮的合成与分泌、昼夜节律等通路显著富集，并筛选出BMP2、GLI2、DLL1三个关键基因，蛋白组结果显示Gabra3基因敲除后产生了广泛的扰动。结论 Gabra3基因敲除可能通过调控激素分泌相关基因表达，提高睡眠深度。
二甲双胍诱导代谢重编程抑制成肌细胞的增殖分化
蒲荣喜;卜凡;黄思远;杨忠;目的 探讨二甲双胍诱导的代谢干预对成肌细胞增殖与分化的影响及机制。方法 实验组以1 mmol/L的二甲双胍处理培养于生长或分化培养基中的C2C12成肌细胞，对照组进行二甲基亚砜（DMSO）处理。于生长培养基中处理48 h，其间每隔12 h收集细胞样本，进行代谢组学分析及蛋白表达、线粒体功能和细胞增殖相关检测；于分化培养基中诱导分化72 h，通过胚胎肌球蛋白重链免疫荧光检测肌管形成。结果 经二甲双胍处理后，细胞内乳酸、丙酮酸、一磷酸腺苷等代谢物表达增加，而三磷酸腺苷与硫胺素焦磷酸等代谢物表达减少；同时，腺苷酸活化蛋白激酶磷酸化水平及相关蛋白表达均显著上调（P<0.05）；线粒体生物发生增强，膜电位显著下降（P<0.05）;S期细胞比例逐渐增加，EdU阳性细胞比例显著增多（P<0.01），而细胞增殖速度减慢；诱导分化后，成肌细胞融合指数显著降低（P<0.01）。结论 二甲双胍诱导成肌细胞代谢重编程并抑制细胞增殖分化，腺苷酸活化蛋白激酶相关信号通路的激活是其重要分子机制。
增大弹射座椅靠背角度对提高飞行员坐姿舒适度影响的研究
郝梦婷;陈园园;马晓莉;胡博;白玉;目的 探究增大弹射座椅靠背角度后对不同体型飞行员体压分布的影响，为弹射座椅的设计、飞行训练，以及制订缓解肌肉疲劳的策略提供依据。方法 将战斗机男性飞行员按体重指数（BMI）分为正常体型组和超重组，利用体压分布测量系统分别测试20°、33°两种座椅靠背角度下共41名飞行员坐姿压力分布。分析不同座椅靠背角度对坐姿舒适性的影响。结果 不同座椅靠背角度下，不同体型飞行员体压分布差异具有统计学意义。相比20°座椅，33°座椅条件下坐垫接触面积更大[F(1,78)=40.281,P<0.001]，平均压力及平均压力梯度更小[F(1,78)=32.030,P<0.001;F(1,78)=12.594,P<0.001]，背靠的平均压力梯度、最大压力及最大压力梯度均明显减小，差异具有统计学意义[F(1,78)=10.516,P=0.002;F(1,78)=26.803,P<0.001;F(1,78)=4.918,P=0.029）]。此外，BMI超重者与坐垫的接触面积[F(1,78)=21.038,P<0.001]以及背靠的接触面积[F(1,78)=8.301,P=0.005]均明显大于正常体重组。角度和BMI未观察到显著交互作用。结论 在弹射座椅靠背角度更大时，平均压力及平均压力分布梯度降低，人体压力分布更均匀，舒适性更高，不同体型群体在不同弹射座椅角度下的坐垫与背靠压力分布差异可为座椅的适体性设计提供重要依据。
基于形态与斜率特征的心电信号质量估计方法
张煜;许志;余新明;宋晋忠;曹中平;熊凌浩;轩永;目的 较高的运动负荷强度与严重的噪声干扰容易导致心电信号质量变差。低质量信号容易引起误报警、监护不力、评估不准确甚至诊断错误。心电信号质量的定量评估是实现自动化的心电降噪与心脏疾病诊断的基础。方法 本研究分别对心拍形态相似性、心电斜率特征进行统计分析，得到基于相似性的信号质量指数（rSQI）与基于斜率的信号质量指数（kSQI）。结果 经MIT-BIH噪声干扰数据库测试，rSQI与kSQI均随心电信噪比的降低而减小，均能够反映心电信号质量。心拍形态相似性基于心电波形的“准周期”特性，通过互相关方法计算，运算量大，但精度高，且为逐拍参数；斜率法不需要QRS波群检测，斜率计算简单且实时性高，但其灵敏性低于相似法，且为统计参数。结论 两种方法均适于心电信号质量的定量评估；斜率法的优势在于简单、计算方便，但相似法更准确、稳健。
睡眠剥夺对工作记忆加工链的干扰：来自ERP的证据
曹维维;杜长伟;徐琳;宗文洁;邵永聪;耿燕;目的 睡眠是维持正常认知功能的重要生理过程，但随着现代社会节奏的加快和工作压力的增加，睡眠剥夺已成为一种普遍现象。研究表明，睡眠剥夺会对工作记忆等高级认知功能造成干扰，但其具体影响机制尚不明确。本研究旨在通过行为学和事件相关电位（ERP）技术，系统探讨36 h睡眠剥夺对工作记忆加工链各阶段的影响及其神经机制。方法 采用随机对照实验设计，招募48名健康成年受试者，随机分配至睡眠剥夺组和对照组。所有受试者完成2-back语音工作记忆任务，并在0 h和36 h分别采集行为学数据（反应时和正确率）以及ERP数据（P2、N2和P3成分波幅）。通过方差分析评估睡眠剥夺对工作记忆行为表现和神经电生理指标的影响。结果 行为学结果表明，睡眠剥夺组在36 h后反应时显著延长，但正确率未显著下降，表明反应效率降低，但准确性保持稳定。ERP结果显示，P2波幅在睡眠剥夺前后无显著变化，表明早期感知与分类阶段受睡眠剥夺影响有限；而N2和P3波幅在睡眠剥夺后显著下降，表明冲突监控和资源分配等后期认知加工受到显著干扰。结论 本研究通过ERP技术揭示了36 h睡眠剥夺对工作记忆加工链的阶段性影响。早期感知与分类阶段可能由于加工相对自动化，且对认知资源的需求较低，不容易受到睡眠剥夺的影响。而在认知加工后期阶段，尤其是在冲突监控和资源分配等高级认知功能上，睡眠剥夺对大脑前额叶区域的干扰显著影响了这些复杂任务的执行效率。这一发现深化了对睡眠剥夺影响机制的理解，并为高压职业群体的认知干预和管理策略提供了科学依据。未来研究可进一步结合多模态技术探讨睡眠剥夺的长期效应及其神经机制。
基于压力检测的飞行员地面模拟弹射训练客观评价研究
赵彦鹏;卜伟平;张舒;石菲;刘何庆;江妍;张一宁;宋昕珀;王磊;目的 针对飞行员地面模拟弹射训练依靠主观评价，专业性要求高、缺乏客观性和系统性等现实问题，基于压力检测设计一种地面模拟弹射训练客观性评价系统及方法。方法 依据弹射训练姿势、动作及时间要求，基于压力检测、红外检测及时间触发检测等技术，分别设计弹射姿势检测模块、弹射时间检测模块以及综合分析评价模块，将客观评价与弹射训练流程紧密结合，实现对弹射训练的客观性实时评价。结果 本系统及方法能够科学、实时地对弹射训练的姿势、动作及时机进行客观评价，且不会对正常的弹射训练组织及流程产生任何影响。结论 基于压力检测的飞行员地面模拟弹射训练客观评价系统能够为综合评价与提升弹射训练效果、科学开展弹射训练培训及考核提供一种客观性强、便于操作的新途径。
两型头盔对快速制动工况下飞行员颈部影响的对比分析
袁晓霞;李科华;刘秋红;目的 对比分析快速制动工况下两型不同质量、质心的现役头盔对飞行员颈部的生物学影响，为飞行员头盔工效学改进设计提供新思路。方法 利用HyperMesh 14.0软件建立头颈部、头盔以及束缚系统有限元模型，采用有限元仿真法研究飞行员佩戴不同头盔进行快速制动时的颈部生物学效应。结果 佩戴Ⅰ型和Ⅱ型头盔后，各椎骨、椎间盘承受最大应力的变化趋势、出现时刻和出现位置基本一致。C3以上椎骨最大应力在佩戴Ⅰ型头盔时较小，C3以下椎骨最大应力在佩戴Ⅱ型头盔时较小。C2～C3椎间盘在佩戴Ⅰ型头盔时承受应力较小，C2～C3以下椎间盘在佩戴Ⅱ型头盔时承受应力较小。佩戴Ⅰ型头盔的韧带伸长率和最大颈部损伤指标Nij值都较大。结论 在快速制动工况下，佩戴Ⅰ型头盔后颈部所受生物学影响较大。
《航天医学与医学工程》中医药专刊征稿启事
<正>《航天医学与医学工程》（双月刊）是中国科技论文统计源期刊，是系统反映中国载人航天领域最具“载人”特色的新型学科——“航天医学工程学”学术研究水平的唯一学术刊物。根据杂志发展举措，计划在2025年8月出版中医药专刊，由中国航天员科研训练中心李勇枝研究员、天津中医药大学郭义教授、中国中医科学院荣培晶研究员担任专刊执行主编，以“中医药在航天等极端环境作业人员健康保障中的研究与应用”为主题，