Не е тайна, че НАСА се е заела с огромна задача: да изпрати хора на Марс до 2030-те. Защо преобладаващо? Защото е достатъчно да се разбере, че обикновено пътуване до там ще отнеме три до шест месеца, а екипажът ще трябва да остане на планетата до две години, преди подравняването на планетите да им позволи да се върнат у дома. Това означава, че астронавтите ще трябва да живеят в условия на намалена (микро) гравитация поне три години - това значително надвишава сегашния рекорд за непрекъснат престой в космоса, определен от руския космонавт Валери Поляков: 438 дни.
В първите дни на космическото пътуване учените работиха усилено, за да измислят как да преодолеят гравитацията, за да може ракета да катапултира в космоса и да кацне хората на Луната. Днес гравитацията също остава в дневния ред на науката, но този път ни интересува по-скоро как намалената гравитация влияе върху здравето на астронавтите, особено на мозъка им. В крайна сметка ние еволюирахме да съществуваме в земната гравитация (1 g), а не в безтегловността на космоса (0 g) или в микрогравитацията на Марс (0,3 g).
„Мозък във вана“
И така, как мозъкът се справя с микрогравитацията? Накратко, много лошо - обаче информацията за това е ограничена. Знаем, че лицата на астронавтите се зачервяват и набъбват при нулева гравитация - феномен, привързано наречен „ефектът на Чарли Браун“. Това до голяма степен се дължи на факта, че течността, съставена главно от кръв (клетки и плазма) и цереброспинална течност, се измества към главата, което кара лицата да станат подпухнали и кръгли, а краката - тънки.
Тези измествания на течностите също са свързани с "космическа болест" (подобна на морска болест), главоболие и гадене. Напоследък те се свързват и с замъглено зрение поради нарастване на налягането с увеличен приток на кръв; мозъкът сам плува до върха на черепа, оказвайки натиск върху него. Въпреки факта, че НАСА счита зрителното увреждане и изместването на мозъка за основен риск за здравето на всеки човек на Марс, все още не е възможно да се установи какво го причинява, както и как да се предотврати.
Професорът по физиология и биохимия Деймиън Бейли от Университета в Южен Уелс вярва, че определени части от мозъка в крайна сметка получават твърде много кръв, защото азотният оксид се натрупва в кръвообращението, невидима молекула, която обикновено плава там. Артериите, които доставят мозъка с кръв, се отпускат, така че те се отварят повече. В резултат на това покачване на кръвния поток кръвно-мозъчната бариера - „амортисьорът“на мозъка - се претоварва. Водата се натрупва бавно, мозъкът набъбва и налягането се увеличава.
Промоционално видео:
Представете си река, преливаща нейните брегове. Най-важното във всичко това е, че не се доставя достатъчно кислород в определени части на мозъка. Това е голям проблем, който може да обясни замъгленото зрение, както и други ефекти, които се появяват върху способността на астронавтите да мислят, да се концентрират, да разсъждават и да се движат.
Пътуване до "повръщаната комета"
За да тестват идея, учените трябва да я приложат на практика. Но вместо да помолят НАСА да пътува до Луната, те просто решиха да се освободят от земната гравитация, като симулират безтегловност в специален самолет, наречен повръщаща комета, комета за повръщане.
Издигайки се във въздуха и след това слизайки, този самолет изпълнява до 30 параболични фигури в един полет, за да симулира усещането за безтегловност. Свободното падане трае само 30 секунди, но лицето успява да набъбне за половин минута.
След като обезопасили безопасно цялото оборудване, учените направиха измервания сред осем доброволци, всеки от които правеше един полет всеки ден в продължение на четири дни. Те измерват притока на кръв в различните артерии, които поддържат мозъка, като използват преносим доплеров ултразвук, което кара високочестотните звукови вълни да отскачат от циркулиращите червени кръвни клетки. Те също така измерват нивото на азотен оксид в кръвни проби, взети от вена в предмишницата, както и други невидими молекули, включително свободни радикали и специфични за мозъка протеини (които отразяват структурно увреждане на мозъка), което може да определи дали кръвно-мозъчната бариера е принудена да се отвори.
Първоначалните констатации потвърдиха точно това, което се очакваше. Нивата на азотен оксид се увеличават след многократни „пристъпи“на безтегловност и това съвпада с увеличаване на притока на кръв, особено в артериите, доставящи задната част на мозъка. Кръвно-мозъчната бариера се отвори, въпреки че няма данни за структурно увреждане на мозъка.
Сега изследователите планират да продължат тези изследвания с по-подробни оценки на промените в кръвта и течностите в мозъка, като използват техники за изобразяване като магнитен резонанс, за да потвърдят резултатите. Те също така искат да обмислят въвеждането на противодействия като гумени панталони, които създават отрицателно налягане в долната част на тялото и помагат за „изпомпване“на кръвта от мозъка на астронавта - както и лекарства, които противодействат на увеличаването на азотния оксид. Резултатите от подобни изследвания биха могли не само да подобрят благосъстоянието на астронавтите в космическите пътувания, но и да предоставят ценна информация защо „гравитацията“е полезна за мозъка.
Иля Кел
