Uzayda Astronotlar: Yine de Sıfır Yerçekiminde Beyninize Neler Oluyor?

NASA, 2030'larda insanları Mars'a gönderme taahhüdünde bulundu. Bu, tipik bir gidişat yolculuğunun üç ila altı ay arasında bir yerde olacağını ve mürettebatın gezegen uyumunun eve dönüşüne izin vermeden önce iki yıl boyunca kırmızı gezegende kalması beklendiğini düşündüğünüz iddialı bir amaç. Bu, astronotların azaltılmış (mikro) yerçekimi ile yaklaşık üç yıl yaşamaları gerektiği anlamına geliyor - Rus kozmonot Valery Polyakov'un sahip olduğu mekandaki 438 sürekli günün mevcut kaydının çok ötesinde.

Uzay yolculuğunun ilk günlerinde, bilim adamları yerçekimi kuvvetinin nasıl üstesinden gelineceğini bulmak için çok çalıştılar; böylece bir roket, insanları bir aya inmek için Dünya’nın çekmesinden kurtulabilecekti. Günümüzde, yerçekimi bilim gündeminin en üstünde yer almaktadır, ancak bu kez yerçekiminin yerçekiminin astronotların sağlığını nasıl etkilediğiyle - özellikle de beyinleriyle daha fazla ilgileniyoruz. Ne de olsa, uzay ağırlığı (0 g) veya Mars'ın mikro çekimi (0,3 g) değil, Dünya'nın yerçekimi içinde (1 g) var olmaya başladık.

Peki tam olarak insan beyni mikro gravite ile nasıl baş eder? Zayıf, kısaca - bu konuda bilgi sınırlı olmasına rağmen. Bu şaşırtıcı, çünkü astronotların yüzleri ağırlıksızlık sırasında kırmızı ve şişkin hale gelmeye aşina olduğumuzdan - “Charlie Brown etkisi” veya “kabarık başlı kuş bacakları sendromu” olarak bilinen bir olgudur. Bu, çoğunlukla kandan oluşan sıvıya bağlıdır. (hücreler ve plazma) ve beyin omurilik sıvısı kafaya doğru kayar, yuvarlak, kabarık yüzlere ve daha ince bacaklara sahip olmalarına neden olur.

Bu sıvı kaymaları uzay hareketi hastalığı, baş ağrısı ve bulantı ile de ilişkilidir. Ayrıca, son zamanlarda, kan akışı arttıkça ve beyin kafatasının içinde yukarı doğru süzülürken, görme bozukluğu ve kafa içi basınç sendromu olarak adlandırılan bir basınç artışı nedeniyle bulanık görme ile ilişkilendirildiler. NASA, bu sendromu Mars'a yapılacak herhangi bir görev için en önemli sağlık riski olarak görse de, neyin neden olduğunu bulmak ve - daha da zor bir soru - nasıl önleneceği hala bir sır olarak kalıyor.

Öyleyse araştırmam bu konuya nerelere bakıyor? Bence beynin belirli bölümleri çok fazla kan alıyor, çünkü kan dolaşımında genellikle yüzen bir görünmez molekül olan nitrik oksit kan dolaşımında birikir. Bu, beyine kanla besleyen arterleri gevşetir, böylece çok fazla açılırlar. Kan akışındaki bu acımasız dalgalanmanın bir sonucu olarak, kan-beyin bariyeri - beynin “amortisörü” bunalmış olabilir. Bu, suyun yavaşça birikmesine (ödem denilen bir koşul) izin verir, beyin şişmesine ve drenaj kapasitesindeki sınırlamalar nedeniyle daha da kötüleşebilecek basınçta bir artışa neden olur.

Bankalarını taşan bir nehir gibi düşün. Sonuçta, yeterli oksijen beynin bölümlerine yeterince hızlı giremez. Astronotların bilişsel çevikliğini (nasıl düşündüklerini, konsantre olduklarını, akıllarını ve hareketlerini de içeren) diğer beceriler üzerindeki etkilerinin yanı sıra bulanık görmenin neden olduğunu açıklayabilen bu büyük bir problem.

"Kusma Kuyruğu" nda Bir Yolculuk

Fikrimin doğru olup olmadığını anlamak için test etmemiz gerekiyordu. Ancak NASA'dan aya seyahat etmesini istemek yerine, “kusmuk kuyruklu yıldız” olarak adlandırılan özel bir uçakta ağırlıksızlığı simüle ederek Dünya'nın yerçekimi bağlarından kaçtık.

Tırmanıp daha sonra havaya batırarak, bu uçak ağırlıksızlık hissini simüle etmek için tek bir uçuşta bu “parabollerin” 30 tanesine kadar gerçekleştirir. Sadece 30 saniye sürüyorlar ve itiraf etmeliyim ki, çok bağımlılık yapıyor ve gerçekten kabarık bir yüze sahip oluyorsunuz!

Tüm ekipman güvenli bir şekilde bağlandığında, dört gün boyunca her gün tek bir uçuş yapan sekiz gönüllünün ölçümlerini aldık. Beyni besleyen farklı arterlerdeki kan akışını, dolaşımdaki kırmızı kan hücrelerinde yüksek frekanslı ses dalgalarını zıplatmaya çalışan portatif bir doppler ultrason kullanarak ölçtük. Ayrıca, önkol damarından alınan kan örneklerinde nitrik oksit seviyelerinin yanı sıra, serbest radikalleri ve kan-beyin bariyerinin olup olmadığını bize söyleyebilecek beyne özgü proteinleri (beyne yapısal hasarı yansıtan) içeren diğer görünmez molekülleri de ölçtük. zorla açıldı.

İlk bulgularımız ne beklediğimizi doğruladı. Nitrik oksit seviyeleri, tekrar eden ağırlıksızlık nöbetleri sonrasında yükseldi ve bu, özellikle beynin arkasını besleyen arterlerden, artan kan akışına denk geldi. Yapısal beyin hasarı kanıtı olmamasına rağmen, kan-beyin bariyeri açılmaya zorlandı.

Şimdi bulgularımızı doğrulamak için manyetik rezonans gibi görüntüleme tekniklerini kullanarak beyindeki kan ve sıvı kaymalarının daha ayrıntılı değerlendirmeleri ile bu çalışmaları takip etmeyi planlıyoruz. Aynı zamanda, vücudun alt yarısında kanı astronotun beyninden “emmeye” yardımcı olabilecekleri fikri ile negatif bir basınç yaratan lastik emme pantolonu gibi karşı önlemleri de keşfedeceğiz. nitrik oksit artışını engellemek için. Ancak bu bulgular sadece uzay yolculuğunu iyileştirmeyecek - aynı zamanda egzersizin “yerçekiminin” beyin için neden iyi bir ilaç olduğu ve sonraki yaşamda demans ve felce karşı nasıl koruyabileceği konusunda değerli bilgiler sağlayabilir.

Bu makale, ilk olarak Damian Bailey tarafından The Conversation'da yayımlandı. Orijinal makaleyi buradan okuyun.