Mga Astronaut sa Space: Ano ang Mangyayari sa Iyong Utak sa Zero Gravity, Pa?

NASA ay gumawa ng isang pangako na magpadala ng mga tao sa Mars sa pamamagitan ng 2030s. Ito ay isang ambisyoso na layunin kapag sa tingin mo na ang isang tipikal na round trip ay magiging saanman sa pagitan ng tatlo at anim na buwan, at ang mga crew ay inaasahan na manatili sa pulang planeta para sa hanggang dalawang taon bago ang planetary alignment ay nagbibigay-daan para sa return journey home. Ito ay nangangahulugan na ang mga astronaut ay kailangang mabuhay sa nabawasan (micro) gravity para sa mga tatlong taon - na higit sa kasalukuyang talaan ng 438 tuloy-tuloy na mga araw sa espasyo na pinangasiwaan ng Russian cosmonaut Valery Polyakov.

Sa mga unang araw ng paglalakbay sa espasyo, nagtrabaho nang husto ang mga siyentipiko upang malaman kung paano mapaglabanan ang puwersa ng grabidad upang ang isang rocket ay makapagtatago ng hilaw ng Earth upang mapunta ang mga tao sa buwan. Ngayon, ang gravity ay nananatiling nasa tuktok ng agham agenda, ngunit oras na ito kami ay mas interesado sa kung paano nabawasan gravity nakakaapekto sa kalusugan ng astronota - lalo na ang kanilang mga talino. Pagkatapos ng lahat, lumaki na tayo sa loob ng gravity ng Earth (1 g), hindi sa walang timbang na puwang (0 g) o sa microgravity ng Mars (0.3 g).

Kaya eksakto kung paano nakayanan ng utak ng tao ang microgravity? Mahina, sa maikling sabi - bagaman ang impormasyong tungkol dito ay limitado. Ito ay kamangha-mangha, dahil pamilyar tayo sa mga mukha ng mga astronaut na nagiging pula at namumulaklak sa panahon ng kawalan ng timbang - isang kababalaghan na kilala bilang ang "epekto ng Charlie Brown," o "namamalaging ulo ng mga ibon syndrome." Ito ay dahil sa likido na binubuo ng karamihan ng dugo (mga selula at plasma) at cerebrospinal fluid na lumilipat patungo sa ulo, na nagdudulot sa kanila ng mga pag-ikot, namumugnaw na mga mukha, at mas payat na binti.

Ang mga pagbabagong likid na ito ay nauugnay din sa pagkakasakit ng puwang sa puwang, pananakit ng ulo, at pagduduwal. Ang mga ito ay din, mas kamakailan, ay naka-link sa malabo pangitain dahil sa isang build up ng presyon ng pagtaas ng daloy ng dugo at ang utak sa mga paitaas sa loob ng bungo - isang kondisyon na tinatawag na visual impairment at intracranial presyon syndrome. Kahit na isinasaalang-alang ng NASA ang sindrom na ito na maging pinakamahalagang panganib sa kalusugan para sa anumang misyon sa Mars, pag-uunawa kung ano ang nagiging sanhi nito at - isang mas mahigpit na tanong - kung paano maiwasan ito, ay nananatiling isang misteryo.

Kaya kung saan naaangkop ang aking pananaliksik sa ito? Well, sa tingin ko na ang ilang mga bahagi ng utak end up ng pagtanggap ng masyadong maraming dugo dahil nitric oksido - isang hindi nakikita molekula na karaniwang lumulutang sa paligid ng daluyan ng dugo - build up sa bloodstream. Ginagawa nito ang mga arterya na nagbibigay ng utak sa pag-relax ng dugo, upang magbukas ng masyadong maraming. Bilang resulta ng walang tigil na pag-agos sa daloy ng dugo, ang barrier ng dugo-utak - "shock absorber" ng utak - ay maaaring maging mapuspos. Pinapayagan nito ang tubig na unti-unti na magtayo (isang kondisyon na tinatawag na edema), na nagiging sanhi ng paggalaw ng utak at isang pagtaas sa presyon na maaari ring maging mas masahol dahil sa mga limitasyon sa kapasidad nito ng paagusan.

Isipin ito tulad ng isang ilog na umaapaw sa mga bangko nito. Ang resulta ay ang hindi sapat na oxygen na nakakakuha sa mga bahagi ng utak sapat na mabilis. Ito ay isang malaking problema na maaaring ipaliwanag kung bakit nangyayari ang malabo na paningin, pati na rin ang mga epekto sa iba pang mga kasanayan kabilang ang mga cognitive agility ng mga astronaut (kung paano nila iniisip, tumutok, dahilan, at lumipat).

Isang Trip sa "Vomit Comet"

Upang magawa kung tama ang aking ideya, kailangan namin upang subukan ito. Ngunit sa halip na magtanong sa NASA para sa isang paglalakbay sa buwan, nakaligtas kami sa mga bono ng gravity ng Earth sa pagtulad sa kawalang-timbang sa isang espesyal na eroplano na may palayaw na "mabangis na kometa."

Sa pamamagitan ng pag-akyat at paglubog sa hangin, ang eroplano na ito ay nagsasagawa ng hanggang 30 ng mga "parabolas" na ito sa isang flight upang gayahin ang pakiramdam ng kawalan ng timbang. Tatagal lamang sila ng 30 segundo, at dapat kong aminin, ito ay nakakahumaling, at talagang nakakuha ka ng isang malambot na mukha!

Sa lahat ng mga kagamitan na ligtas na naubos, tumagal kami ng mga sukat mula sa walong boluntaryo na kumuha ng isang flight bawat araw sa loob ng apat na araw. Sinusukat namin ang daloy ng dugo sa iba't ibang mga arterya na nagbibigay ng utak gamit ang isang portable ultrasound na doppler, na gumagana sa pamamagitan ng pag-bounce ng mataas na dalas ng mga sound wave mula sa pagpapakalat ng mga pulang selula ng dugo. Sinusukat din natin ang mga antas ng nitrik oksido sa mga sample ng dugo na kinuha mula sa vein ng bisig, pati na rin ang iba pang mga divisible na mga molecule na kasama ang mga libreng radical at protina na partikular sa utak (na nagpapakita ng pinsala sa istruktura sa utak) na maaaring sabihin sa amin kung ang barrier ng dugo-utak ay may Napilitang buksan.

Nakumpirma ng aming mga paunang natuklasan kung ano ang inaasahan namin. Nitric oxide levels nadagdagan sumusunod na paulit-ulit na bouts ng weightlessness, at ito coincided sa nadagdagan daloy ng dugo, lalo na sa pamamagitan ng arteries na supply sa likod ng utak. Pinilit nito ang bukas na utak ng dugo, bagaman walang katibayan ng pagkasira ng istruktura sa utak.

Nagpaplano na kami ngayon sa pagsunod sa mga pag-aaral na ito na may mas detalyadong pagtasa ng mga pagbabago sa dugo at likido sa utak gamit ang mga diskarte sa imaging tulad ng magnetic resonance upang kumpirmahin ang aming mga natuklasan. Susuriin din namin ang mga epekto na countermeasures tulad ng goma suction pantalon - na lumikha ng isang negatibong presyon sa mas mababang kalahati ng katawan sa ideya na maaari nilang makatulong sa "pagsuso" dugo ang layo mula sa utak ng astronot - pati na rin ang mga gamot upang mapaglabanan ang pagtaas sa nitric oxide. Ngunit ang mga natuklasan na ito ay hindi lamang mapapabuti ang paglalakbay sa espasyo - maaari rin silang magbigay ng mahalagang impormasyon kung bakit ang "gravity" ng ehersisyo ay mabuting gamot para sa utak at kung paano ito mapoprotektahan laban sa demensya at stroke sa buhay sa hinaharap.

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa The Conversation ni Damian Bailey. Basahin ang orihinal na artikulo dito.