Piloti a pilotky, zdravotnický personál, záchranný sbor… Všichni tito lidé se dennodenně potýkají s výrazným stresem a jejich případné selhání může ovlivnit i životy kolem nich. Pro lepší pochopení a management stresu připravuje tým profesorky Julie Dobrovolné z Masarykovy univerzity měřící přístroj Entrant.
Jednou ze zúčastněných výzkumnic je i Lucie Ráčková, která v rozhovoru pro Forbes vypráví o zkušenostech z terénních výzkumů na Antarktidě nebo na Islandu, a také důležitosti samotného zkoumání stresu.
V rámci výzkumu jste se zaměřili hlavně na měření stresu. Jakou formou se měří?
Technologie Entrant měří stres na základě termodynamiky. Hodnotí, jak moc a kolik entropie tělo produkuje do svého okolí. Protože když je pro člověka nějaká situace stresující, vyhazuje z rovnováhy jeho organismus. A ten se na to snaží adaptovat, přizpůsobit.
Adaptace stojí nějakou energii, kterou organismy získávají metabolickou přeměnou živin. Také k tomu potřebují kyslík ze vzduchu. Jako produkt této metabolické přeměny vylučují oxid uhličitý a sálají teplo. Tyto adaptace na stres skrze metabolické procesy vedou ke změnám produkce entropie. A to je to, co Entrant měří.
Využívá docela základní fyziologické parametry. Například měří teplotu pokožky, má senzor kyslíku a oxidu uhličitého. Z toho si spočítá základní rovnici. Doposud se stres měřil jen dotazníky, rozhovory nebo jednotlivými fyziologickými procesy například podle tepu nebo potu. Ale organismus je daleko složitější a je třeba brát ohled na celé tělo.
Pro pilotní projekt jsme získali software od Gabriela De la Torre ze Španělska, který spolupracuje s NASA a evropskou kosmickou agenturou, a se kterým celý tým profesorky Dobrovolné navázal dlouhodobou spolupráci.
Kolegové srovnávali Entrant s dalšími metodami měření stresu a vyšlo jim, že by měl být citlivější na příznaky stresu z dlouhodobé mentální zátěže. Snažíme se přístroj vystavovat různým scénářům, abychom zjistili, co přesně ukazuje za data a zda je pro dané podmínky vhodný.
Lucie Ráčková testuje přístroj Entrant | Foto: Lucie Ráčková
Lucie Ráčková testuje přístroj Entrant | Foto: Lucie Ráčková
A k čemu by měl být zdokumentovaný stres v praxi?
Má to široké možnosti uplatnění. Například monitoring stresu u profesí, které jsou závislé na tom, aby její lidé pracovali perfektně a bezchybně i ve veliké zátěži. Takže piloti, lidé v jaderných elektrárnách, zdravotníci a lidé pracující v oblasti záchranných systémů.
Lidé, kteří řeší přírodní katastrofy, lidé na ARO, hasiči, astronauti. Kdokoli, kdo potřebuje naprosto přesně vědět, že je fyziologicky v pořádku natolik, aby mohl vykonávat svou práci.
V ideálním případě by výsledný přístroj měl fungovat tak, že bude neustále měřit stres a poté svému člověku navrhne: „Hele, podle dostupných dat, které o tobě mám dlouhodobě a které jsem právě nasbíral, je pravděpodobné, že za dvě hodiny bys mohl udělat nějaký velký průšvih, tak už si dej raději pauzu.“ A to by fungovalo třeba pro piloty, kteří by se na základě tohoto varování mohli vystřídat s kopiloty.
Druhou vizí je pomoc při péči o lidi v kritickém stavu. Entrant by monitoroval fyziologický stav pacienta a hlídal, zda se nezhoršuje. A když se lékaři rozhodnou zkusit nějakou intervenci, mohlo by jim to napovědět, zda to zabralo. Právě v rámci výzkumu zdravotního stavu se připravují další aktivity u analogových astronautů.
Jak vlastně Entrant vypadá?
V tuto chvíli máme dva prototypy. Jedná se o vestu s patnácti teplotními čidly, které se umísťují na různé části těla. Je tam maska na hlavu, která je napojena na senzor kyslíku a oxidu uhličitého. Dále jsou tam senzory pro zaznamenání kvality prostředí a ovzduší. Například jaký je vzduch, jaká je teplota, vlhkost.
Pak jsou na vestě také EKG svody na snímání srdečního rytmu a hrudní pás. Druhý prototyp je i bezdrátový, takže poskytuje měřená data na kartu, tím pádem se dají výsledky zobrazovat v reálném čase a rovnou nám ukážou zpětnou vazbu. Tento prototyp přístroje pro Entrant, s. r. o., vyrobil EGMedical Strašil.
Kdy by mohla být ukončena testovací fáze?
Za pár let by mohl být hotový vylepšený prototyp přístroje. Ale realita může být jiná. Stačí další vlna covidu a zas se nám výzkum o pár let prodlouží.
Proč je důležité měřit právě stres?
Stres je hrozně zajímavé téma. Už dlouho se mluví o tom, že stres ovlivňuje zdraví a lidské tělo. A může být nebezpečný. Ale na druhou stranu my stres potřebujeme, protože bez něj bychom nedokázali přežít.
Neadaptovali bychom se. Podmínky vnějšího prostředí se neustále mění a způsob, jakým se můžeme adaptovat na různé podmínky, to je právě stres. Díky němu můžeme překonávat své vlastní limity, posouvat se v životě někam dál, posilovat svou odolnost.
Ale stres je potřeba udržet v určitých mantinelech. A otázkou právě je, kde ty mantinely jsou, jak s nimi pracovat. Protože řada lidí tyto hranice překračuje, dostává se do dlouhodobého stresu a rrrnedokáže dobře regenerovat.
Je docela jasná souvislost mezi projevy chronického stresu a různými onemocněními kardiovaskulární soustavy, předčasnými úmrtími, poruchami imunity a podobně. Takže stres jako takový je velmi zajímavá oblast zkoumání.
Výzkumný tým profesorky Julie Doborovolné | Foto: David Konečný
Výzkumný tým profesorky Julie Doborovolné | Foto: David Konečný
A stres nezpůsobuje jen neustálá zátěž, množství úkolů, že na nás někdo řve nebo toho máme zkrátka moc. Ale i izolace je možným viníkem stresu. Například lidé, kteří jsou nuceni být v malém prostoru nebo mají omezenou možnost pohybu, mohou být vystaveni stresu.
Jak se dá měřit izolace člověka?
Izolace na člověka může působit na různých místech. Například ve vězení, na samotce a my všichni jsme byli izolovaní při pandemii. Kdysi dávno existovali i mořeplavci objevitelé, ti byli také dost omezení v izolaci.
Existuje i sociální izolace, to je vlastně nedostatečný počet nebo kvalita různých vztahů. A to je významný zdroj stresu. Ukazuje se, že osamělost, která s tím vším souvisí, má podobně vysoké riziko mortality, jako je třeba kouření, vysoký krevní tlak nebo obezita. A proto nás zajímá stres z izolace.
Důležitý je kontext. Jedna věc je třeba pandemický stres. Druhá věc je, když jsem polárník, jsem na Antarktidě, nemám kvalitní přístup a spojení se světem, nemám přístup k internetu. Podobné to mají i astronauti, ale ti jsou ještě více posunutí do extrému.
A proto se zabývám extrémními podmínkami. V nich se objevují ty nuance, které by v běžné populaci byly skryté. Je to navíc i možnost pořádně otestovat přístroj v extrémních podmínkách mimo laboratoř.
Teď na Islandu mezi analogovými astronauty se ukázalo, že například budou potřeba změny designu vesty. Protože v klidu a teple neměli problém s tím ji zapojit, ale pak v jeskyni, ve tmě a v zimě už to tak snadné nebylo.
Vesta s patnácti teplotními čidly, senzory na kyslík i oxid uhličitý a dalšími měřiči je unikátním výzkumným přístrojem | Foto: David Konečný
Vesta s patnácti teplotními čidly, senzory na kyslík i oxid uhličitý a dalšími měřiči je unikátním výzkumným přístrojem | Foto: David Konečný
Mluvila jsi o dvou zajímavých výzkumech. Antarktida a Island. Jaké bylo zkoumat stres v takovém terénu?
Obojí se sice dělo v podobném prostředí, ale bylo to odlišné. Na Antarktidu nás jelo šestnáct za účelem polární expedice. Tři technici a třináct výzkumníků a studentů. Zkoumali jsme dopady klimatické krize, mikrobiologii, ledovce.
A já zkoumala stres, který na ně působí právě izolací a extrémními podmínkami. Neměli jsme přístup k internetu víc než textový email. Žádné obrázky. Maximálně jsme měli satelitní telefony na spojení se se světem.
Izolace tam byla hodně sociální, měli jsme na dva měsíce uzavřenou skupinku lidí. Ale naštěstí jsme si mezi sebou sedli lidsky. Dále izolace fyzická, stísněné prostory stanice, ale i omezený pohyb venku.
Člověk nesměl chodit ven sám, nikdy. Na delší trasu jsme dokonce museli být i ve trojici. Je to nebezpečná země bez cest a s potenciálně nebezpečnými zvířaty. Já jsem jednak pracovala na výzkumu stresu, měřila s Entrantem, vytvářela dotazníky nebo pomáhala ostatním. Finální výsledky z výzkumu zatím nemáme.
Ale zajímavé je, že nejvyšší dávka stresu byla na začátku, z toho všeho, jestli dorazí všechna zavazadla, z prostředí, ze začátku. A poté to víceméně klesalo a s blížícím se odjezdem zase stoupalo. Na konci se pak podepisovala i únava z konce expedice.
Island byl odlišný programem. Jednalo se o vesmírnou analogovou misi. Tři astronauti zavření na týden v jeskyni, kde měli simulovaný pobyt na Měsíci. Žádné světlo, různé úkoly, povinnosti sběru vzorků nebo i měření sama sebe.
Já jsem měřila celkem pětkrát, jak se jejich stav vyvíjí, ale řídili jsme to zvenku, na dálku a komunikovali jsme jen přes textové zprávy. Ale o to víc to posunulo výzkum. Bydleli jsme tam v hostitelském domě, autem asi hodinu a půl od jeskyně, kde byl postavený umělý habitat analogových astronautů. A monitorovali jsme je na dálku.
Jeskyni samotnou, vnitřek habitatu, teplotu, velikost částic a množství oxidu uhličitého. Říkali jsme jim, kdy je třeba vyvětrat, aby se neudusili. Monitorovali jsme zásobení elektřinou a řešili například i selhání generátoru.
A museli jsme narychlo vyřešit zdroj energie, když v noci nedokázaly elektřinu pokrýt solární panely. Nicméně stávaly se i vtipné věci, například když nám kolem habitatu prošel obyčejný člověk, který o tom nevěděl, ale naštěstí experiment nenarušil.
Jak se vám podařilo se s přístrojem dostat do takových programů?
Přihlásili jsme se. A vyhráli výzkumná výběrová řízení. Antarktida byla v režii Českého antarktického výzkumného programu, Island patřil do holandských výzkumných vesmírných projektů a účast byla skutečně mezinárodní. Šlo o projekt, který nabízí testování technologií a výzkumných prostorů pro vesmírné mise.
Nakolik je váš projekt ojedinělý ve světě?
Sama o sobě vesta, která měří fyziologické parametry, není novinkou. Ale matematická rovnice na měření stresu na základě termodynamiky je naprosto unikátní.
Stres se zkoumá od třicátých let 20. století, kdy se začalo přicházet na to, že nejenom patogeny způsobují nemoci, ale že i oslabení člověka stresem ho činí náchylnějšího k onemocnění. To se dříve nevědělo.
A od té doby se lidé posouvají a zkoumají stres. Například dotazníky nebo hodinkami. Měří se srdce, což je super, ale jinak to je vše a dál se to neposouvá. Pocení se ovšem v terénu měří špatně. A rovnice, která dokáže změřit stres takto komplexně, aniž by se omezovala na jednu orgánovou soustavu, je unikátní.
