سفر فضایی، مغز انسان را دچار تغییرات دائمی می‌کند

در سال ۲۰۰۵، جان فیلیپس، فضانورد ناسا نشانه‌ی نگران‌کننده‌ای را گزارش کرد: بینایی او در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS)، تغییر کرده بود و تار می‌دید. فیلیپس مانند قناری در معدن زغال سنگ بود (در گذشته، معدنچیان قناری را همراه خود به معادن زغال سنگ می‌بردند. اگر پرنده ناگهان می‌مرد، به‌معنای رخنه‌ی گاز مرگبار کربن‌مونوکسید به معدن بود). ناسا بینایی فضانوردان دیگر را مورد آزمایش قرار داد و دریافت که اکثر آن‌ها دچار تغییرات مشابهی شده‌اند. درواقع، چنین به‌نظر می‌رسید که تغییراتی در ساختار چشمان آن‌ها رخ داده باشد. این بررسی‌های اولیه فقط علائم اولیه‌ی حقیقتی ناگوار بودند: پرواز فضایی بدن انسان را تغییر می‌دهد. طبق مطالعه‌ی جدید، این موضوع شامل مغز فضانوردان نیز می‌شود.

درحالی‌که نیم‌قرن است به فضا سفر می‌کنیم، هنوز نادانسته‌های زیادی درمورد این موضوع وجود دارد که چگونه ریزگرانش بدن ما را تغییر می‌دهد. اما همان‌طور که برای سفرهای طولانی‌ترِ بازگشت انسان‌ها به ماه و احتمالا فرستادن انسان به مریخ آماده می‌شویم، اکنون بیش از هر زمان دیگری لازم است که این اثرات را مورد بررسی قرار داده و راه‌هایی برای کاهش آن‌ها پیدا کنیم.

شاید هیچ‌یک از اعضای بدن به‌اندازه‌ی مغز ازنظر آینده‌ی ما در فضا مهم نباشد. اما مطالعه‌ی جدید که به‌تازگی در مجله‌ی Radiology منتشر شده است، نشان می‌دهد که سفر فضایی طولانی‌مدت ممکن است اساسا میزان مایعات را در مغز تغییر دهد. طبق نتایج این مطالعه، این موقعیت همچنین می‌تواند روی حجم مغز اثر داشته باشد. به‌نظر می‌رسد این تغییرات پس از بازگشت به زمین تداوم داشته باشد، بنابراین ممکن است آسیب دائمی در پی داشته باشد.

برای مطالعه‌ی جدید، پژوهشگران از مغز ۱۱ فضانورد (۱۰ مرد و یک زن) قبل و پس از سفر به ایستگاه فضایی بین‌المللی، اسکن‌های MRI گرفتند. پژوهشگران پس از بازگشت فضانوردان از سفر فضایی، آن‌ها را در فواصلی و به‌مدت یک سال مورد پیگیری قرار دادند تا ببینند که آیا اثر طولانی‌مدتی وجود دارد یا خیر.

اسکن‌های MRI مغز یک فضانورد قبل و پس از سفر که نشان‌دهنده‌ی انبساط رو به بالای حاشیه‌های قدامی، میانی و فوقانی‌خلفی بطن جانبی است

نتایج نشان‌دهنده‌ی این بود که به‌دنبال حضور در فضا، انبساطی در حجم مغز و مایع مغزی‌نخاعی رخ می‌دهد. مایع مغزی‌نخاعی مایع شفافی است که اطراف مغز و نخاع را فرا گرفته است و به محافظت از آن‌ها دربرابر شوک کمک می‌کند. افزایش حجم مایع تا یک سال پس از بازگشت فضانوردان به زمین همچنان دیده می‌شد. لری کرامر از مرکز علوم بهداشت دانشگاه تگزاس در هیوستون و نویسنده‌ی اصلی این مقاله گفت:

چیزی که ما شناسایی کردیم که پیش از این کسی متوجه آن نشده بود، آن است که پس از پرواز درمقایسه‌با قبل از پرواز، افزایش قابل‌توجهی در حجم ماده‌ی سفید مغز دیده می‌شود. درواقع، انبساط ماده‌ی سفید مسئول بیشترین افزایش در حجم‌ مغز و مایع مغزی‌نخاعی پس از پرواز است.

اسکن‌های MRI همچنین تغییراتی را در غده‌ی هیپوفیز فضانوردان نشان می‌داد. این غده که به‌اندازه‌ی یک دانه نخود است، عملکردهای حیاتی بدن را تنظیم می‌کند؛ زیرا بیشتر غدد دیگر ترشح‌کننده‌ی هورمون را تحت کنترل دارد. به‌نظر می‌رسید که غده‌ی هیپوفیز فضانوردان طی زمانی‌که در فضا بودند، کوچک شده و هم حجم و هم طول آن کمتر شده بود. پژوهشگران معتقدند که این تغییرات با قرار گرفتن در محیط ریزگرانش ارتباط دارد. در این محیط، گرانش دیگر درجهت پایین آوردن مایعات بدن عمل نمی‌کند بنابراین، مایعات ممکن است به‌سوی سر فضانوردان پخش شوند.

اسکن‌های MRI مغز فضانوردان قبل و پس از سفر تغییراتی را در غده‌ی هیپوفیز نشان می‌دهد

خسارات پنهانی ریزگرانش: مطالعات گذشته نشان می‌دهند که گذراندن دوره‌های طولانی در یک محیط ریزگرانش می‌تواند اثرات نامطلوبی روی مهارت‌های حرکتی، توانایی‌های شناختی و بینایی فضانوردان نیز داشته باشد. همه‌ی این اثرات ممکن است مربوط به تغییر در حجم مایع باشد که در مغز شرکت‌کنندگان در این مطالعه دیده شد.

ذکر این نکته مهم است که یکی از دلایلی که چرا ما هنوز درمورد آسیب‌های فضا روی بدن و مغز دانش کاملی نداریم، این است که در این زمینه پژوهش کافی انجام نمی‌شود تا به نتیجه‌گیری محکمی برسیم. تاکنون مطالعات معدودی در این زمینه انجام شده است و کمبود شرکت‌کننده در این نوع مطالعات وجود دارد.

در همین حین، پژوهش‌هایی نظیر پژوهش جدید، تنها چشم‌اندازی تیره‌ ارائه نمی‌کنند. چنین پژوهش‌هایی راهی به‌سوی یافتن روش‌هایی برای کاهش این اثرات نیز می‌گشاید. اگر دانشمندان بتوانند درمورد تأثیر ریزگرانش روی بدن انسان دانش بیشتری کسب کنند، احتمالا خواهند توانست روش‌هایی درزمینه‌ی نحوه‌ی پیشگیری از پیامدهای منفی پروازهای فضایی پیدا کنند.

برای مثال، پژوهشگران مطالعه‌ی جدید ایجاد منبعی از گرانش مصنوعی را برای کمک به مقابل‌ با این تغییرات با استفاده از یک سانتریفیوژ بسیار بزرگ پیشنهاد می‌کنند. سانتریفیوژ دستگاهی است که در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود و جسم را حول محور ثابتی می‌چرخاند و از این طریق نیروی قدرتمندی اعمال می‌کند. اما به‌جای قرار دادن لوله‌های آزمایش در سانتریفیوژ، افراد در آن قرار داده می‌شوند و این امر آن‌ها را مجبور می‌کند به حالت نشسته قرار گیرند. به‌گفته‌ی پژوهشگران، این روش‌ها همچنین می‌تواند روی زمین برای بیمارانی که دچار هیدروسفالی هستند، به‌کار رود. هیدروسفالی وضعیتی است که در آن مایع در مغز تجمع پیدا می‌کند.