Nem titok, hogy a NASA hatalmas feladatot vállalt: 2030-ra az embereket Marsba küldte. Miért nyomasztó? Mivel elég ahhoz, hogy megértsük, hogy egy tipikus utazás három-hat hónapot vesz igénybe, és a legénységnek legfeljebb két évig kell maradnia a bolygón, mielőtt a bolygók igazítása lehetővé teszi számukra, hogy hazatérjenek. Ez azt jelenti, hogy az űrhajósoknak legalább három évig csökkentett (mikro) gravitációs körülmények között kell élniük - ez jelentősen meghaladja az orosz űrhajós, Valerij Poljakov által kitűzött, a folyamatos űrben tartózkodás jelenlegi rekordját: 438 nap.
Az űrutazás korai napjaiban a tudósok keményen dolgoztak annak érdekében, hogy kitalálják, hogyan lehet legyőzni a gravitációt, hogy egy rakéta katapultuljon az űrbe, és földet szállítson az emberekre a Holdon. Manapság a gravitáció továbbra is a tudomány napirendjén van, de ezúttal inkább az érdekli, hogy a csökkent gravitáció hogyan befolyásolja az űrhajósok, különösen az agyuk egészségét. Végül is úgy fejlődtünk, hogy a Föld gravitációjában (1 g) létezünk, nem pedig a tér súlytalanságában (0 g) vagy a Mars mikrogravitációjában (0,3 g).
Agy egy csészében
Szóval hogyan kezeli az agy a mikrogravitációt? Röviden, nagyon rossz - ennek ellenére korlátozott információ áll rendelkezésre. Tudjuk, hogy az űrhajósok arca elvörösödik és nulla gravitációban megduzzad - ezt a jelenséget szeretettel hívják "Charlie Brown-effektusnak". Ennek oka elsősorban az, hogy a folyadék, amely főleg vérből (sejtek és plazma) és cerebrospinális folyadékból áll, a fej felé tolódik el, aminek következtében az arcok puffadnak, kerekek és a lábak vékonyak.
Ezeket a folyadék-elmozdulásokat "űrbetegség" (hasonló a tengeri betegséghez), fejfájás és émelygés is társítja. Az utóbbi időben a homályos látáshoz társulnak a nyomásnövekedés és a fokozott véráramlás miatt; maga az agy lebeg a koponya tetejére, nyomást gyakorolva rá. Annak ellenére, hogy a NASA a látássérülést és az agy elmozdulását a Marson élő személyek egészségének fő kockázatának tekinti, még nem sikerült megtudni, mi okozza azt, és hogyan lehetne megelőzni.
A fizikai és biokémiai professzor, Damien Bailey, a dél-walesi egyetem úgy véli, hogy az agy bizonyos részei túl sok vért kapnak, mivel a véráramban nitrogén-oxid képződik, egy láthatatlan molekula, amely általában ott úszik. Az artériák, amelyek az agyat vérrel látják el, lazulnak, tehát még jobban nyitnak. A véráramlás ilyen növekedésének eredményeként a vér-agy gát - az agy „lengéscsillapítója” - túlterhelik. A víz lassan felhalmozódik, az agy megduzzad, és a nyomás növekszik.
Promóciós videó:
Képzelje el, hogy a folyó túlcsordul a partján. A legfontosabb dolog ebben az, hogy az agy bizonyos részeibe nem jut elegendő mennyiségű oxigén. Ez egy nagy probléma, amely megmagyarázza a homályos látást, valamint más olyan hatásokat, amelyek az űrhajósok gondolkodási, koncentrálódási, érvelési és mozogási képességére mutatkoznak.
Utazás a "hányás üstököshez"
Egy ötlet kipróbálására a tudósoknak a gyakorlatban kell megvalósítaniuk. Ahelyett, hogy a NASA-t arra kérték, hogy utazzon a Holdra, egyszerűen úgy döntöttek, hogy megszabadulnak a Föld gravitációjától, és súlytalanságot szimulálnak egy speciális síkban, amelyet úgy hívnak, hogy Hány üstökös, Hány üstökös.
A levegőbe emelkedve, majd leereszkedve ez a repülőgép egy repülés során akár 30 parabolikus figurát hajt végre, hogy szimulálja a súlytalanság érzetét. A szabad esés mindössze 30 másodpercig tart, de az arc fél perc alatt megduzzad.
Miután az összes felszerelést biztonságosan rögzítették, a tudósok nyolc önkéntes körében végzett méréseket, akik mindegyikük négy napig napi egy repülést végzett. A hordozható Doppler-ultrahang segítségével az agyat támogató artériák vérátáramlását mérték, amely a magas frekvenciájú hanghullámok visszapattanását okozza a keringő vörösvértestekből. Megmérték a salétrom-oxid szintjét az alkar vénájából vett vérmintákban, valamint más láthatatlan molekulákban, köztük a szabad gyökökben és az agy-specifikus fehérjékben (amelyek az agy szerkezeti károsodását tükrözik), amelyek megmutathatják, hogy a vér-agy gát megnyílik-e.
A kezdeti megállapítások pontosan megerősítették a várttól. A salétrom-oxid szintje megnőtt a súlytalanság ismételt "becsapódása" után, és ez egybeesett a véráramlás növekedésével, különösen az agy hátát ellátó artériákban. Megnyílt a vér-agy gát, bár az agy szerkezeti károsodásáról nem volt bizonyíték.
A tudósok most azt tervezik, hogy folytatják ezeket a vizsgálatokat az agy vérének és folyadékának változásainak részletesebb felmérésével, képalkotó technikákkal, például mágneses rezonanciával az eredmények megerősítésére. Meg akarják fontolni az olyan ellenintézkedések bevezetését is, mint a gumi nadrág, amelyek negatív nyomást keltenek az alsó testben, segítik a vér kiszivárogtatását az űrhajós agyában -, valamint olyan gyógyszereket, amelyek ellensúlyozzák a salétrom-oxid növekedését. Az ilyen tanulmányok eredményei nemcsak javíthatják az űrhajósok jólétét az űrutazásban, hanem értékes információkat szolgáltathatnak arról is, hogy miért jótékony hatással van a gravitáció az agyra.
Ilya Khel