زندگی طولانی مدت در فضا تاثیر باورنکردنی روی ساختار مغز می‌گذارد

سفرهای امروزی به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS)، چندان آسان نیست. فضانوردان باید آمادگی جسمانی برای آموزش فیزیکی، روانی و علمی داشته باشند. در حالی‌که این سفرها می‌‌توانند تاثیر مخربی بر فضانوردان داشته باشند، سفرهای برنامه‌‌ریزی‌شده به مریخ و سایر ماموریت‌های طولانی‌مدت، می‌‌تواند پیامدهای ناگواری داشته باشند؛ به همین دلیل محققان در حال بررسی اثرات سفرهای فضایی بر مغز هستند. در سال‌های گذشته، پژوهش‌های زیادی روی بدن انسان و زندگی در فضا صورت گرفته است که سوال‌های زیادی را در ذهن ما ایجاد می‌کند. یکی از این مهم‌ترین سوال‌ها، تاثیر گرانش صفر، روی بدن انسان است.

بدن انسان برای زندگی در زمین سازگار است نه در گرانش صفر. تحقیق‌های جدید؛ چگونگی تاثیر، عواقب و راه‌های مقابله با آن را تعیین کرده است. چند ماه گذشته محققان با آزمایش‌هایی که روی بدن فضانوردان اسکات کلی (Scott Kelly) و پگی ویتسون، انجام دادند، مشخص شد که بی‌وزنی طولانی‌ مدت در فضا عوارض جبران‌ناپذیری را به همراه دارد؛ اما چه عاملی باعث بروز این مشکلات و تغییرات می‌شود؟ این فضانوردان دچار تاری دید بودند و تحقیقات بیشتر، مشکلات ساختاری مانند؛ تختی پشت کاسه چشم و التهاب عصب اپتیک را آشکار کرد. دانشمندان قبل از این تصور می‌کردند که دلیل اصلی این مشکل در تغییر خون ورودی به نقاط فوقانی بدن است.

اسکات کلی / Scott Kelly

اما در تحقیق جدید انجام شده دلیل دیگری برای این مشکل پیدا شد. کار مایع مغزی- نخاعی ایجاد فضای کافی در تغییرات فشار هیدروستاتیکی، مانند وقتی که از زمین بلند می‌شویم، است. اما در جاذبه کم این سیستم دچار اختلال می‌شود. 

در اقامت‌ها طولانی مدت فضا، فضانوردان دچار آسیب بینایی و فشار درون جمجمه‌ای می‌شوند

یکی از عوارض معمول سفر به فضا، مشکلات بینایی است. این مشکلات فقط مربوط به سفرهای طولانی‌مدت نیست؛ بلکه در سفرهای کوتاه مدت برخی فضانوردان مشکلات بینایی را تجربه کرده‌اند، که بعد از اتمام سفر فضایی نیز ادامه داشته است. براساس تحقیقات رادیولوژی آمریکای مرکزی در سال گذشته، فضانوردانی که اقامت‌های طولانی مدت در فضا داشتند، به‌دلیل افزایش حجم مایعات اطراف مغز و نخاع دچار اختلال بینایی می‌شوند. در دهه‌ی گذشته، دانشمندان و جراحان ناسا، الگویی در فضانوردانی که به ماموریت‌های طولانی می‌رفتند، مشاهده کردند.

ناسا این وضعیت را آسیب بینایی و فشار درون جمجمه‌ای (VIIP) نامیده است؛ زیرا این امر در نتیجه‌ی تغییرات فشار در مغز و مایع نخاعی، به دلیل نبود جاذبه به وجود می‌آید. رابرتز در آزمایشی از شرکت‌کنندگان درخواست کرد تا به مدت ۹۰ روز در تخت بمانند. دونا رابرتز (Donna Roberts)، محقق و نورورادیولوژیست، پژوهشی در این رابطه انجام داده است. او برای شبیه‌سازی اثرات عدم گرانش بر مغز انسان، سر شرکت‌کنندگان را به سمت پایین قرار داده بود. در این آزمایش جاذبه زمین تا نزدیک به صفر، پایین آورده شده بود. رابرتز سپس با استفاده از fMRI به بررسی آنچه که در مغز این افراد اتفاق می‌افتد پرداخت که نتایج آن بسیار جالب بود.

در روش fMRI یا تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی، تصاویری متناوب از مغز در موقع استراحت و فعالیت، گرفته می‌شود. سپس این تصاویر به‌طور دیجیتالی از یکدیگر تفریق می‌شوند. نتیجه‌ی به دست آمده، عملکرد مغز را در اثر تغییرات جریان خونی از نظر فیزیولوژیکی نشان می‌دهد. یکی از مراحل اولیه‌ی نتایج به دست آمده از تحقیقات رابرتز، افزایش تراکم در بخش بالایی مغز بود که شرکت‌کنندگان هر چه بیشتر در این موقعیت قرار داشتند، شرایطشان وخیم‌تر می‌شد. در مرحله‌ی دوم، وضعیت مغز شرکت‌کنندگان تغییر می‌کرد و فضای بین بالای مغز و جمجمه کاهش می‌یافت. 

اسکن مغز شرکت‌کنندگان نشان می‌دهد که فضای بین بالای مغز و جمجمه، همانند فضانوردان، کاهش پیدا می‌کند

ناسا مطالعه‌ی دیگری را در این مورد انجام داده است. ۳۴ فضانورد که در ماموريت‌های فضایی طولانی مدت و کوتاه مدت ISS یا سفرهای کوتاه مدت شاتل فضایی شرکت داشتند، بررسی شدند. مغز هر شخص در مدت کوتاهی قبل و بعد از ماموریت با تکنولوژی fMRI اسکن شد. از ۱۸ فضانورد ISS که به‌عنوان ساکنین طولانی مدت فضا طبقه‌بندی شده بودند، ۱۷ نفر علائم تنگ شدن قشر مرکزی مغز را نشان دادند. این اتفاق فقط در سه نفر از ساکنین کوتاه مدت مشاهده شد. این قشر،  مناطقی از مغز را که مسئول کنترل حرکتی هستند از مناطق مربوط به گیرنده‌های حسی، جدا می‌کند.

اسکن مغز فضانوردان / Astronauts Brain Scan

اما رابرتز برای اینکه متوجه شود این اثرات در فضانوردان هم اتفاق افتاده است یا خیر، تصاویر مغز شرکت‌کنندگان را با اسکن‌های مغزی فضانوردان که در موقعیت‌های مختلف گرفته شده بود، مقایسه کرد. در این مقایسه، فضانوردان هم تنگ شدن قشر مرکزی را تجربه می‌کنند؛ بخشی در بالای مغز که لوب‌های پیشانی و لوب‌های آهیانه‌‌ای را از یکدیگر جدا می‌کند. ۹۴ درصد از فضانوردان که سفرهای طولانی مدت را سپری کرده‌اند، در این وضعیت بودند و کمتر از ۲۰ درصد از فضانوردانی که از پروازهای فضایی کوتاه مدت بازگشته بودند نیز، همین علائم را نشان دادند.

در ۱۲ نفر از فضانوردانی که حضور طولانی‌ مدت در فضا داشتند، مغز، حرکتی کلی به سمت بالای جمجمه داشت. همچنین کانال‌های مغزی-نخاعی در بالای جمجمه‌ی ۱۲ نفر از این فضانوردان ‌و یک نفر از فضانوردانی که حضور کوتاه مدت داشتند، کوچک شده بود. دانشمندان  هنوز مطمئن نیستند این باریک شدن چه تاثیری دارد، آیا مانع از جریان مایع مغزی-نخاعی می‌شود یا بافت‌های اطراف را تحت فشار قرار می‌دهد؟ یک راه حل مناسب برای کاهش اثرات زندگی در فضا روی مغز و همچنین از بین بردن علائم VIIP این است که، سوراخی در کمر ایجاد شود و مایع نخاعی را که از فشار موجود تولید می‌شود، خارج کرد. اما در حال حاضر، هیچ روشی برای انجام این کار پیچیده‌ای در فضا وجود ندارد.

مقاله‌های مرتبط:

زندگی در حالت بی‌وزنی باعث می‌‌شود تا عضلات و تراکم استخوان‌ها تحلیل بروند، میزان تولید گلبول قرمز در بدن کاهش یابد و بیماری‌‌های قلبی و عروقی زیادی ایجاد شود. همچنین این بی‌وزنی بر سیستم ایمنی فرد تاثیر منفی می‌گذارد و سبب می‌شود تا تعادل و بینایی فرد به خطر بیافتد.

سیکل خواب شبانه‌روزی به هم می‌ریزد و ممکن است همیشه حالت تهوع ایجاد شود. با این همه مشکلات اقامت در فضا، آیا سفرهای طولانی مدت به مریخ ممکن است؟ سفرهای فضایی هنوز در مراحل ابتدایی است و در اولین مرحله باید مشکلات این سفرها را از میان برداریم.

منبع: زومیت