Pole saladus, et NASA on võtnud endale ülipüüdliku ülesande: saata inimesed 2030. aastaks Marsile. Miks üleolev? Sest piisab, kui mõista, et tüüpiline reis sinna võtab kolm kuni kuus kuud ja meeskond peab planeedil viibima kuni kaks aastat, enne kui planeetide joondamine võimaldab neil koju naasta. See tähendab, et astronaudid peavad elama vähendatud (mikro) gravitatsioonitingimustes vähemalt kolm aastat - see ületab märkimisväärselt Vene kosmonaudi Valeri Poljakovi püstitatud pideva kosmoses viibimise rekordit: 438 päeva.
Kosmosereisimise esimestel päevadel tegid teadlased kõvasti tööd, et välja mõelda, kuidas gravitatsioonist üle saada, et rakett saaks kosmosesse katapuldi teha ja inimesi Kuule viia. Tänapäeval jääb gravitatsioon ka teaduse päevakorda, kuid seekord huvitab meid rohkem, kuidas vähenenud gravitatsioon mõjutab astronautide, eriti nende aju tervist. Lõppude lõpuks arenesime eksisteerima Maa gravitatsioonis (1 g), mitte kosmose kaaluta olekus (0 g) või Marsi mikrogravitatsioonis (0,3 g).
Aju vaas
Niisiis, kuidas aju tegeleb mikrogravitatsiooniga? Lühidalt, väga halb - kuid selle kohta on teavet piiratud. Me teame, et astronautide näod punetavad ja paisuvad nulljõu järgi - nähtust nimetatakse hellalt "Charlie Browni efektiks". Põhjuseks on peamiselt see, et vedelik, mis koosneb peamiselt verest (rakkudest ja plasmast) ja tserebrospinaalvedelikust, nihkub pea poole, põhjustades nägude puhitust ja ümaraid ning jalad õhukesed.
Neid vedeliku nihkeid seostatakse ka "kosmosehaiguse" (sarnane merehaigusega), peavalude ja iiveldusega. Viimasel ajal on neid seostatud ka nägemise hägustumisega rõhu suurenemise tõttu suurenenud verevooluga; aju ise hõljub kolju ülaosani, avaldades sellele survet. Hoolimata asjaolust, et NASA peab nägemiskahjustusi ja aju nihutamist peamiseks ohuks ühegi Marsil viibiva inimese tervisele, pole siiani suudetud välja selgitada, mis seda põhjustavad, samuti kuidas seda vältida.
Lõuna-Walesi ülikooli füsioloogia ja biokeemia professor Damien Bailey usub, et teatud ajuosad saavad lõpuks liiga palju verd, kuna vereringesse koguneb lämmastikoksiidi - nähtamatut molekuli, mis seal tavaliselt hõljub. Arterid, mis varustavad aju verega, lõdvestuvad, nii et need avanevad rohkem. Selle verevoolu tõusu tagajärjel muutub vere-aju barjäär - aju “amortisaator” - ülekoormatuks. Vesi koguneb aeglaselt, aju paisub ja rõhk tõuseb.
Reklaamvideo:
Kujutage ette, kui jõgi on selle kallastest üle ujutatud. Kõige olulisem asi selles on see, et aju teatud osadesse ei tarnita piisavalt hapnikku. See on suur probleem, mis võib selgitada hägust nägemist, aga ka muid mõjusid, mis ilmnevad astronautide mõtlemis-, keskendumis-, mõistmis- ja liikumisvõimele.
Reis "oksenda komeeti"
Idee katsetamiseks peavad teadlased selle ellu viima. Kuid selle asemel, et paluda NASA-l Kuule reisida, otsustasid nad lihtsalt maa gravitatsioonist vabaks saada, simuleerides kaalutumatust spetsiaalsel lennukil, mida nimetatakse oksendamiskomeediks, oksendamiskomeediks.
Õhku tõustes ja seejärel laskudes sooritab see lennuk kaalutunde tunde simuleerimiseks ühe lennuga kuni 30 parabooli. Vaba kukkumine kestab vaid 30 sekundit, kuid nägu õnnestub poole minutiga paisuda.
Pärast kogu varustuse turvalist kinnistamist tegid teadlased mõõtmisi kaheksa vabatahtliku seas, kes kõik tegid neli päeva iga päev ühe lennu. Nad mõõtsid kaasaskantava Doppleri ultraheli abil verevoolu erinevates aju toetavates arterites, mis põhjustab kõrgsageduslike helilainete tagasipöördumist ringlevate punaste vereliblede hulgast. Samuti mõõdeti lämmastikoksiidi taset käsivarre veenist võetud vereproovides, aga ka teistes nähtamatutes molekulides, sealhulgas vabades radikaalides ja ajuspetsiifilistes valkudes (mis peegeldavad aju struktuurilisi kahjustusi), mis võiksid öelda, kas vere-aju barjäär on sunnitud avama.
Esialgsed leiud kinnitasid täpselt seda, mida oodati. Lämmastikoksiidi tase tõusis pärast korduvat kaaluta olekut ja see langes kokku verevoolu suurenemisega, eriti aju tagaosa varustavates arterites. Vere-aju barjäär avanes, ehkki aju struktuursete kahjustuste kohta polnud mingeid tõendeid.
Teadlased plaanivad nüüd neid uuringuid jätkata aju vere ja vedeliku muutuste üksikasjalikuma hindamisega, kasutades tulemuste kinnitamiseks selliseid pilditehnikaid nagu magnetresonantstomograafia. Samuti soovivad nad kaaluda selliste vastumeetmete kasutuselevõtmist nagu kummipüksid, mis tekitavad alakehas negatiivset survet ja aitavad astronaudi ajust "välja pumbata" verd, samuti ravimid, mis tasakaalustavad lämmastikoksiidi suurenemist. Selliste uuringute tulemused ei saaks mitte ainult parandada astronautide heaolu kosmoses reisimisel, vaid anda ka väärtuslikku teavet selle kohta, miks "gravitatsioon" on ajule kasulik.
Ilja Khel
