Není žádným tajemstvím, že NASA přijala ohromující úkol: poslat lidi na Mars do 30. let 20. století. Proč ohromující? Protože stačí pochopit, že typický výlet tam bude trvat tři až šest měsíců a posádka bude muset zůstat na planetě až dva roky, než jim zarovnání planet umožní návrat domů. To znamená, že astronauti budou muset žít v podmínkách snížené (mikro) gravitace po dobu nejméně tří let - to výrazně překračuje současný rekord pro nepřetržitý pobyt v prostoru stanovený ruským kosmonautem Valerym Polyakovem: 438 dní.
V prvních dnech vesmírného cestování vědci tvrdě pracovali na tom, jak překonat gravitaci, aby se raketa mohla katapultovat do vesmíru a přistát na Měsíci. V dnešní době zůstává gravitace také na programu vědy, ale tentokrát se více zajímáme o to, jak snížená gravitace ovlivňuje zdraví astronautů, zejména jejich mozků. Koneckonců, vyvinuli jsme se v gravitaci Země (1 g), nikoli v beztížném prostoru (0 g) nebo mikrogravitaci Marsu (0,3 g).
Mozek v kádě
Jak tedy mozek řeší mikrogravitaci? Stručně řečeno, velmi špatné - informace o tom jsou však omezené. Víme, že tváře astronautů zčervenaly a bobtnaly v nulové gravitaci - fenomén láskyplně nazývaný „Charlie Brownův efekt“. To je do značné míry proto, že tekutina, tvořená většinou krví (buňky a plazma) a mozkomíšním moku, je přemísťována směrem k hlavě, což způsobuje, že obličeje jsou nafouklé a kulaté a nohy ztenčují.
Tato tekutinová přemístění jsou také spojována s „kosmickou nemocí“(podobnou mořské nemoci), bolestmi hlavy a nevolností. Nedávno byly také spojeny s rozmazaným viděním kvůli nárůstu tlaku se zvýšeným průtokem krve; mozek sám vznáší se až na vrchol lebky a vyvíjí na něj tlak. Navzdory skutečnosti, že NASA považuje poškození zraku a přemístění mozku za hlavní riziko pro zdraví kterékoli osoby na Marsu, dosud nebylo možné zjistit, co to způsobuje, a jak tomu zabránit.
Profesor fyziologie a biochemie Damien Bailey z University of South Wales věří, že určité části mozku nakonec přijmou příliš mnoho krve, protože se v krvi hromadí oxid dusnatý - neviditelná molekula, která se tam obvykle vznáší. Arterie, které zásobují mozek krví, se uvolňují, takže se více otevírají. V důsledku tohoto zvýšení průtoku krve se hematoencefalická bariéra - „tlumič“mozku - přetíží. Voda se hromadí pomalu, mozek se zvětší a tlak se zvýší.
Propagační video:
Představte si řeku přetékající její břehy. Nejdůležitější věcí ve všem je, že do určitých částí mozku není dodáván dostatek kyslíku. To je velký problém, který může vysvětlit rozmazané vidění a další účinky, které se objevují na schopnost astronautů myslet, soustředit se, uvažovat a pohybovat se.
Výlet do komety zvratků
Abychom mohli vyzkoušet myšlenku, musí ji vědci uvést do praxe. Ale místo toho, aby požádali NASA, aby cestovala na Měsíc, prostě se rozhodli osvobodit se od zemské gravitace simulací beztíže na speciálním letadle zvaném zvracená kometa, zvracená kometa.
Toto letadlo stoupá do vzduchu a poté klesá a provádí až 30 parabolických postav v jednom letu, aby simuloval pocit beztíže. Volný pád trvá pouze 30 sekund, ale tváři se podaří zvětšit za půl minuty.
Po bezpečném zajištění veškerého vybavení provedli vědci měření mezi osmi dobrovolníky, z nichž každý každý den prováděl jeden let po dobu čtyř dnů. Měřili průtok krve v různých tepnách podporujících mozek pomocí přenosného Dopplerovského ultrazvuku, který způsobuje odrazení vysokofrekvenčních zvukových vln z cirkulujících červených krvinek. Také měřili hladinu oxidu dusnatého ve vzorcích krve odebraných ze žíly na předloktí, jakož i dalších neviditelných molekul, včetně volných radikálů a mozkových specifických proteinů (které odrážejí strukturální poškození mozku), které by mohly zjistit, zda je hematoencefalická bariéra otevřena.
Počáteční zjištění přesně potvrdila, co se očekávalo. Hladiny oxidu dusnatého se zvýšily po opakovaných „záchvatech“beztíže a to se časově shodovalo se zvýšením průtoku krve, zejména v tepnách zásobujících zadní část mozku. Krví-mozková bariéra se otevřela, ačkoli neexistoval žádný důkaz strukturálního poškození mozku.
Vědci nyní plánují pokračovat v těchto studiích podrobnějším hodnocením změn krve a tekutin v mozku, k potvrzení výsledků používají zobrazovací techniky, jako je magnetická rezonance. Chtějí také zvážit zavedení protiopatření, jako jsou gumové kalhoty, které vytvářejí podtlak ve spodní části těla a pomáhají „pumpovat“krev z mozku astronauta - stejně jako léky, které působí proti zvyšování oxidu dusnatého. Výsledky takových studií by mohly nejen zlepšit pohodu astronautů ve vesmíru, ale také poskytnout cenné informace o tom, proč je „gravitace“pro mozek dobrá.
Ilya Khel