زندگی در فضا عوارض شدید مغزی دارد

محققان کشف کردند زندگی در فضا عوارض زیادی برای مغز ایجاد می‌کند.

از آنجایی که ما شروع به تفکر جدی درباره فرستادن انسان‌ها به فضا کردیم، سوالی که بلافاصله ذهن را درگیر می‌کند، این است که گرانش صفر با بدن ما چه خواهد کرد؟

ساختمان و عملکرد بدن ما با گرانش زمین تطبیق پیدا کرده است، نه در بی‌وزنی فضا.

اکنون، به لطف فضانوردانی چون "اسکات کلی" و "پگی ویتسون"، ما می‌دانیم که پرواز فضایی طولانی مدت عوارض باورنکردنی در بدن به جای می‌گذارد. اما چه چیزی باعث این مسائل و تغییرات می‌شود؟

این همان چیزی است که پژوهش انجام شده توسط "دانا رابرتز"، نورورادیولوژیست نشان داد.

یک عارضه جانبی معمول در رفتن به فضا، تخریب بینایی است. حتی در پروازهای شاتل کوتاه مدت دو هفته‌ای، برخی از فضانوردان تحلیل بینایی را تجربه کردند که بعد از اتمام سفر فضایی نیز ادامه داشت.

ناسا این وضعیت را آسیب دید و فشار داخل جمجمه (VIIP) نامیده است، زیرا بر این باور است که این امر در نتیجه تغییرات فشار در مغز و مایع نخاعی ناشی از نبودن جاذبه به وجود می‌آید.

با این حال، همه فضانوردان این شرایط را تجربه نمی‌کنند. هدف اصلی تحقیق "رابرتز" یافتن علت اصلی "VIIP" است.

"رابرتز" یک آزمایش انجام داد که در آن شرکت‌کنندگان ۹۰ روز در رختخواب ماندند. برای شبیه‌سازی اثرات عدم گرانش بر مغز انسان، سرهای شرکت‌کنندگان به سمت پایین قرار داده شده بود و جاذبه محیط نیز تا حد امکان پایین آورده شده بود (تقریبا نزدیک به صفر).

سپس "رابرتز" از fMRI برای تعیین آنچه دقیقا در مغز آنها اتفاق می‌افتد، استفاده کرد که نتایج جالبی را در پی داشت.

اف‌.ام‌.آر.آی یا تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی (Functional Magnetic Resonance Imaging) مشهور بهfMRI نام نوعی روش تصویربرداری در ام‌.آر.آی است.

در این روش تصاویری متناوب از مغز در حال فعالیت و سپس در حال استراحت گرفته می‌شود و از یکدیگر بطور دیجیتالی تفریق می‌شوند؛ حاصل این پردازش عملکرد مغزی در اثر تغییرات جریان خونی در مغز را از لحاظ فیزیولوژیکی نشان می‌دهد.

سه روش تصویربرداری در fMRI غالبا DWI، BOLD و Perfusion هستند. در تمام این روش‌ها عموما از دنباله پالسی از نوع EPI استفاده می‌شود.

در ابتدا "انباشت " در بالای مغز وجود داشت و شرکت‌کنندگان هر چه بیشتر در این موقعیت قرار داشتند، شرایطشان بدتر می‌شد.

در مرحله دوم، مغز شرکت‌کنندگان تغییر وضعیت می‌داد و فضای بین بالای مغز و جمجمه کاهش می‌یافت.

"رابرتز" به منظور تعیین این‌که آیا این اثرات در فضانوردان رخ داده است یا خیر، تصاویر مغز شرکت‌کنندگان را با اسکن‌های مغزی فضانوردان که در مواقع متفاوت گرفته شده بود، مقایسه کرد.

نتایج مطالعه که امروز، دوم نوامبر در مجله پزشکی نیوانگلند منتشر می‌شود، همان محدود شدن قشر مرکزی مغز که در ناحیه بالای مغز است و لوب‌های پیشانی و آهیانه‌ای را جدا می‌کند، نشان داد.

قشر مغز لایه نازک خاکستری پوشاننده سطح مغز است. این لایه از سلول‌های عصبی مغز تشکیل شده است و ضخامت آن در نواحی مختلف مغز متفاوت است، اما تقریبا در همه جا ضخامتی بین ۲ تا ۴ میلی‌متر دارد.

از نظر سلولی قشر مغز از ۶ لایه روی هم تشکیل شده است. البته ضخامت هر لایه در نواحی مختلف قشر متفاوت است و در برخی نواحی مغز برخی از این لایه‌ها ممکن است وجود نداشته باشند.

لوب پیشانی یا لوب قدامی بخشی از مغز پستانداران است. محتوای شخصیتی، چاره‌یابی، هیجانات، تمرکز، داوری، سخن گفتن و حرکات ارادی از کارکردهای این لخته از مغز هستند. لوب پیشانی بیشترین تعداد نورون‌های حساس به دوپامین را داراست .

لوب آهیانه‌ای یا لخته آهیانه‌ای بخشی از مغز جانوران است. لوب آهیانه‌ای بخش بالایی وسط نیم‌کره مغز است که بین لوب پیشانی و لوب پس‌سری و بالای لوب گیجگاهی قرار دارد.

حس بساوایی، ادراک فضایی، ادراک دیداری، بازشناسی اندازه‌ها، رنگ و اشکال از یکدیگر و احساس درد از کارکردهای این لوب است.

۹۴ درصد فضانوردانی که در پرواز فضایی طولانی مدت شرکت کردند، این شرایط را داشتند. کمتر از ۲۰ درصد از فضانوردانی که از پرواز فضایی کوتاه مدت بازگشته بودند نیز همین علائم را نشان دادند.

لوب‌های پیشانی و آهیانه‌ای، عملکرد اجرایی بدن را کنترل می‌کنند، بنابراین هر گونه تاثیری در این نواحی مغز نگران‌کننده است و روشن است که هر چه مدت سفر فضایی بیشتر شود، اثرات VIIP نیز بدتر می‌شوند.

یک راه حل برای از بین بردن علائم VIIP این است که یک سوراخ در کمر ایجاد کنیم و مایع نخاعی که از فشار موجود تولید شده را خارج کنیم.

در حالی که انجام این کار یک روش احتمالی برای مجموعه کوچکی از زنان در زمین است، اما در حال حاضر هیچ روشی برای انجام چنین کار پیچیده‌ای در فضا وجود ندارد.

هدف بعدی "رابرتز" این است که اثرات افزایش استنشاق دی‌اکسید کربن در فضانوردان را بررسی کند.

درک این که چرا این تحقیق خیلی مهم است، سخت نیست. همانطور که ما هر روز بیشتر و بیشتر از زمین فاصله می‌گیریم و شروع به کاوش در فضا می‌کنیم، باید بدانیم که می‌توانیم در سفرهای طولانی مدت در گرانش صفر زندگی کنیم.

فضانوردان باید برای یک سفر به مریخ، سه سال خارج از جاذبه زمین زندگی کنند. مریخ کمی جاذبه دارد، اما حدود یک سوم زمین است. ما باید بفهمیم که زندگی در این محیط برای مدت زمان طولانی، چگونه فضانوردان را تحت تاثیر قرار می‌دهد و چگونه می‌توانند این تاثیرات بر بدن و عملکرد عصبی خود را تسکین دهند.