Контроль за состоянием животных

Чтобы судить о состоянии организма животных во время космического полета, необходимо уловить и зарегистрировать на фотопленке (или специальной бумаге) работу сердца, величину кровяного давления, характер дыхания и т. д.

Каким образом осуществлялась регистрация некоторых физиологических показателей?

При помощи специального пояса с вмонтированным в него датчиком регистрировалось дыхание. Животные быстро привыкают к поясам и могут долго находиться в них.

Сидит собака в кабине. Кажется, совсем не двигается ее грудная клетка. А чуткий писчик, соединенный с датчиком, подскакивая, вычерчивает на ленте прибора маленькие аккуратные зубцы.

Кровяное давление позволяет судить о состоянии сердечно-сосудистой системы, а также о нервной регуляции физиологических функций. Чтобы его измерить, собаку оперируют: выводят сонную артерию в кожный лоскут. Для неспециалиста такая операция кажется грозной, а на самом деле она несложная: хирург, постепенно раздвигая ткани, вычленяет сонную артерию и заворачивает ее в кожный лоскут, как в мягкую трубку. Через 10 дней собака — здоровая и веселая — уже бегает по двору. Подзываем ее к себе, гладим. Животное замирает под ласковой рукой. В белой, уже успевшей отрасти шерсти на шее находим петельку диаметром с карандаш. Легко нажмем на нее, прислушаемся к ощущениям в пальцах. Внутри кожного лоскута — плотный упругий эластичный сосуд. Он пульсирует. Это и есть сонная артерия.

Теперь надо подобрать манжетку нужного размера с маленькой резиновой «подушечкой». Если в такую «подушечку» нагнетать воздух, она расширяется и сжимает сонную артерию, происходит принципиально то же, что и при измерении кровяного давления у человека.

В сердечной мышце, как и во всякой другой, при сокращении возникают электрические потенциалы — биопотенциалы. Они очень малы по силе, однако современная техника позволяет уловить даже эти ничтожные электрические величины. После усиления они приводят в движение рычажок писчика, и на ленте появляются линии, зубцы, интервалы. Это — электрокардиограмма. Она регистрировалась у всех животных, совершавших полеты на ракетах и спутниках.

Исследуются изменения, происходящие в крови животных, в их костном мозгу, в спинномозговой жидкости, в моче и т. д. После тщательного анализа всех этих данных становится возможным сделать заключение о функционировании различных систем организма при действии на него факторов полета. Видов регистрации много. По мере постановки новых экспериментов выискиваются новые возможности определения состояния организма собак.

Артериальное давление Ветерка и Уголька, например, измерялось с помощью манжетки. Посредством зонда, вживленного в артериальное русло животного, изучалась реакция на введение некоторых фармакологических средств, на раздражение синусного нерва электротоком с помощью вживленных электродов. Исследовалось состояние водно-солевого обмена, некоторых желез внутренней секреции и т. д. Специально и особенно внимательно оценивалась радиационная обстановка и величина облучения космическими лучами.

Мы рассказали только о некоторых методах регистрации физиологических функций собак. Они дают много и могут дать еще больше, если различные физиологические параметры будут фиксироваться одновременно с регистрацией поведения собак. Однако произвести киносъемку животных оказалось делом не простым — слишком мала кабина.

Лежит собака, и почти невозможно заснять ее целиком так, чтобы видны были морда, лапы, спина. Но выход нашли. На потолке кабины и стенах устанавливают несколько зеркал. Они как бы «передают» одно другому изображения, и киноаппарат снимает не самих животных, а их изображение в зеркале.

Полученные таким путем снимки максимально отвечают всем требованиям.

НА ЦЕНТРИФУГЕ

При выводе космического корабля на орбиту и возвращении на Землю возникают довольно значительные ускорения, которые могут оказаться труднопереносимыми для животного. Для определения их действия на организм, границами переносимости служат наземные стенды — центрифуги.

В результате различных опытов было установлено, что насекомые переносят ускорение, увеличивающее их вес в 2000 раз. Лягушки выдерживают увеличение их веса в 50 раз. Собаки выживают при таких ускорениях, когда вес повышается в 80 раз, при этом маленькая, примерно с Лайку, собачка начинает весить 480 кг, т. е. почти полтонны. Существенное значение имеет и время действия перегрузок.

…Научный сотрудник проверяет медицинскую аппаратуру, установленную в кабине центрифуги. Он тщательно еще раз просматривает соединения электрических проводов, поочередно запускает различные приборы. Лаборантка укрепляет собаку в кресле, продевает ремни, крепко опоясывая ими маленькое тело, проверяет, не давят ли они, удобно ли животному.

Марсианка с гладкой посеребренной шерстью, не двигаясь, тревожно следит глазами за всем, что делается вокруг нее. Животное уже привыкло к самым различным опытам и научилось с подобающим «самообладанием» вести себя. Но в кресле центрифуги Марсианка впервые.

Идут последние приготовления. Дверь плотно закрывается. Вход в помещение во время работы центрифуги категорически запрещен, это опасно. Вот раздается команда: «Пуск мотора!»

Кабина с собакой медленно трогается с места. В последний раз отчетливо видно тело животного, мордочка с приподнятыми ушами. Кресло движется по кругу все быстрее и быстрее, отклоняется вверх и через некоторое время оказывается расположенным горизонтально на уровне рамы.

Инженер переводит стрелку и громко говорит: «Два, три, три с половиной». Это значит, что вес кабины и всего, что в ней, увеличился до трех с половиной раз. С каждым новым числом экспериментатор делает отметки на бесшумно скользящих белых полосках бумажной ленты, где записываются электрокардиограмма, величина кровяного давления, дыхание и другие физиологические функции. Эти отметки в дальнейшем позволят проследить, как изменяются все характеристики с нарастанием перегрузок или с их уменьшением. Перо, записывающее кровяное давление, вычерчивает ровный ряд зубцов. Бежит бумажная лента, и, когда величина перегрузок возрастает в четыре раза, зубцы становятся длинными, изменяется их форма. А скорость все нарастает. «Пять, — говорит инженер, — шесть, шесть с половиной»…

Перегрузка так велика, что если представить себе, что Марсианка вылеплена из свинца — металла очень тяжелого, — то и этого окажется мало.

За поведением собак во время действия перегрузок помогает следить специальный киноаппарат. Животные, привязанные к креслу, ведут себя относительно спокойно. Когда ускорение еще не очень велико, они стремятся удержать голову приподнятой. Но возрастающая тяжесть затрудняет это, голова начинает беспорядочно раскачиваться, а затем прижимается к креслу.

Трудно приходится собакам, которых не привязывают. Вначале они обычно сидят в кресле. Когда центрифуга начинает вращаться, их передние лапы скользят. Животное активно борется за устойчивость, но затем просто находит то лежачее положение, в котором удобнее всего переносить вращение. Белка, например, не удержавшись, ударилась о стенку кабины. Передние лапы ее расползлись, собака не могла их сдвинуть, она легла, голова и относительно свободная передняя часть туловища ее со значительной силой прижались к креслу. Линда, когда центрифуга начала вращаться и вес собаки примерно утроился, стала лаять. Лай раздавался вначале изредка, потом все чаще.

После Марсианки центрифугированию подвергались Жемчужная, Лисичка, Гильда. И так — все отобранные собаки. В зависимости от изменения основных физиологических показателей при сильных воздействиях судят о пригодности животных к полету.

ВИБРАЦИИ И ШУМ

Перед нами небольшой, внешне малоэффектный, похожий на широкую тумбу прибор — вибростенд. Он немного выше пояса человека. Заводится мотор, и верхняя металлическая площадка этого аппарата начинает дрожать. Если положить на нее ладонь, рука испытывает мелкие, настойчивые толчки. Они равномерно сотрясают вначале поверхностные ткани, но вот уже, кажется, в движение включаются мышцы, а дальше колебания доходят до костей. Оказывается, неказистый с виду прибор наделен большой силой. Для того чтобы установить его, пришлось разбирать пол и делать специальный фундамент: иначе толчки, передаваемые стенам помещения при работе вибростенда, могли постепенно разрушить все здание.

Включенный прибор издает сильный шум, который настойчиво лезет в уши, заглушает все другие звуки, затрудняет переговоры присутствующих.

Во время взлета ракеты или спутника конструкции, приборы, живые существа — все испытывает вибрации и шумы. На организм они действуют по-разному. Вот почему необходимо определить характер физиологических изменений, наступающих в живом организме под действием вибрации.

На этот вопрос частично отвечает большая научная литература, посвященная действию вибрации. Можно полагать, что кратковременные общие вибрации не вызывают существенных нарушений в организме.

Шум влияет на нервную систему животных и человека, в одних случаях повышая ее возбудимость, в других — при длительном действии — угнетая. Известно также, что адаптации (приспособления) к сильному звуку не наступает, поэтому приучить собак к шуму, ослабив таким образом его действие, нельзя. Нужно достичь другого, а именно: приучить животных не пугаться сильных звуковых раздражителей. И это очень важно, так как тогда сразу же снимается общий неблагоприятный фон для нервной деятельности организма.

На специальный, обшитый мягкой материей лоток, прочно прикрепленный к вибростенду, укладывают беленькую собачку Мушку. Она одета в свое экспериментальное снаряжение. Широкими ремнями закрепляют ее на лотке. Животное спокойно, без страха следит за всем, что делается вокруг, изредка помахивает хвостом.

Вибростенд включают. Сначала вибрации невелики, шум только нарастает.

Но что делается с собакой? После очень кратковременной ориентировочной реакции она вся насторожилась, подняла уши. Через секунду уже пытается встать, рвется. Теперь весь вид ее изображает явный страх: всегда устойчивая опора колышется и дрожит под ней, шум усиливается, заполняет все.

Записанные кривые показывают увеличение кровяного давления, учащение сердечных сокращений. Дыхание у собаки то почти исчезает, то усиливается. Подобные изменения могут быть связаны с сильным волнением собаки, попавшей в необычайные условия: сейчас животное охвачено возбуждением.

Экспериментатор ласково гладит Мушку. Животное заметно успокаивается, но по-прежнему в его глазах страх и по-прежнему регистрирующие приборы говорят о значительных изменениях физиологических показателей. Примерно так же ведет себя собака на следующий день. Значит, она еще не привыкла.

Эксперименты на вибростенде повторяются систематически с перерывами в один или два дня. Мушка, как и все другие собаки, отобранные для космических полетов, начинает спокойнее переносить тряску, беспрерывный шум.

Когда реакции животного, вызванные «волнением», уже заторможены, можно говорить о том, как на собаку действуют вибрации. Приборы показывают, что дыхание учащается до 40—50 движений в минуту, еще через две с половиной минуты оно становится более частым, поверхностным. По окончании вибрации дыхание приходит к норме медленно. Частота пульса также значительно возрастает (со 120 до 220) и возвращается к норме через 15 секунд после выключения вибростенда.

Подобные изменения вегетативных функций (конечно, с некоторыми вариантами) можно считать нормой, так как они типичны для всех животных, хорошо переносящих вибрации.

По окончании опыта лаборант отвязывает собаку, и мы замечаем, что обычно подвижная Мушка теперь удивительно пассивна. Она слабо реагирует на человека и его ласку, прежде вызывавшую у этой собаки столько радости. Очень скоро животное засыпает на руках лаборанта.