در فضا چه اتفاقی برای مغز انسان میافتد؟
فضا مغز فضانوردان را تغییر میدهد؛ موضوعی که میتواند به یکی از بزرگترین چالشها برای مأموریتهای طولانیمدت فراتر از ماه تبدیل شود.
به گزارش دیروزبان، پس از حدود چهار میلیارد سال تکامل، بدن انسان بهطور کامل برای زندگی در شرایط گرانش طبیعی زمین سازگار شده است. به همین دلیل، در آغاز عصر فضا نگرانیهای زیادی وجود داشت: آیا با خروج انسان از زمین و تجربه بیوزنی، خون در بدن لخته میشود؟ استخوانها فرو میریزند؟ یا حتی مغز انسان در شرایط ریزگرانش آسیب جدی میبیند؟
در اواخر دهه ۱۹۵۰، مجموعهای از آزمایشها روی موشها، عنکبوتها و سپس سگها نشان داد که موجودات زنده میتوانند در فضا دوام بیاورند. بعدها انسانها نیز ثابت کردند که نهتنها قادر به زنده ماندن در فضا هستند، بلکه میتوانند با این محیط جدید سازگار شوند.
«لوکا پارمیتانو»، فضانورد سازمان فضایی اروپا، در سال ۲۰۱۹ و در جریان تمرین برای دومین مأموریت طولانیمدتش در ایستگاه فضایی بینالمللی گفت: «نوعی سازگاری در بدن رخ میدهد که از بسیاری جهات شبیه یک دگرگونی است. بعد از چند هفته، بدن شما دیگر همان بدن روی زمین نیست؛ احساس میکنید بدنتان تغییر کرده، پاهایتان لاغرتر و صورتتان گردتر شده است.»
پارمیتانو، خلبان آزمایشی سابق نیروی هوایی ایتالیا، بهتازگی برای سومین مأموریت فضایی خود بهعنوان یکی از چهار خدمه مأموریت «آرتمیس ۳» انتخاب شده است. این مأموریت که قرار است در سال ۲۰۲۷ انجام شود، برای آزمایش تجهیزات فرود روی ماه و لباسهای فضانوردی در مسیر بازگشت انسان به ماه طراحی شده است.
تأثیر سفر فضایی بر بدن انسان، از تحلیل رفتن عضلات و استخوانها گرفته تا مشکلات سینوسی، طی هفت دهه گذشته بهخوبی بررسی شده است. اما تأثیر نبود گرانش بر مغز، موضوعی است که دانشمندان اطلاعات کمتری درباره آن دارند.
در فضا، بدن دیگر مجبور نیست برای هر حرکت با نیروی گرانش مقابله کند. در نتیجه استخوانهایی که وزن بدن را تحمل میکنند و عضلاتی که برای راه رفتن، حمل کردن و حرکت استفاده میشوند، شروع به تحلیل رفتن میکنند. حتی قلب نیز دچار تغییراتی میشود. همچنین صورت پفکرده فضانوردان به دلیل جابهجایی مایعات بدن به سمت بخش بالایی بدن در نبود گرانش است.
برای بازگشت سالم به زمین، فضانوردان باید برنامه ورزشی سختی را دنبال کنند. معمولا آنها روزانه حدود دو ساعت در سالن ورزشی ایستگاه فضایی تمرین میکنند، اما با وجود این، پس از شش ماه حضور در فضا گاهی هنگام بازگشت به زمین از کپسول خارج شده و روی برانکارد قرار میگیرند. بازگشت کامل استخوانها به وضعیت طبیعی ممکن است تا چهار سال طول بکشد.
اما پرسش اصلی این است که در همین مدت چه اتفاقی برای مغز رخ میدهد؟ «آلِساندرو آلکیبیاده»، پزشک پرواز سازمان فضایی اروپا، میگوید: «مغز احتمالا مهمترین عضو بدن ماست. اگر یک مغز کارآمد و سالم به فضا نبرید، تمام تجهیزات و فناوریها بیفایده خواهند بود.»
اکنون پژوهشی جدید از دانشگاه بیرکبک لندن، نتایج ۱۵ مطالعه تصویربرداری مغزی با مشارکت حدود ۳۷۷ نفر را بررسی کرده است. این تحقیقات شامل فضانوردان و همچنین افرادی بوده که در آزمایشهای شبیهسازی شرایط فضایی روی زمین شرکت کردهاند.
پژوهشگران معتقدند این دادهها نشان میدهد مغز انسان در نبود گرانش دچار تغییرات ساختاری و عملکردی میشود و خود را برای محیط جدید بازتنظیم میکند.
«الیزا رافائلا فره»، نویسنده اصلی پژوهش، میگوید: «ما تغییراتی را در بخشهایی از مغز مشاهده کردیم که حرکت، تعادل و آگاهی از وضعیت بدن را کنترل میکنند.»
به گفته دانشمندان، مغز انسان در واقع برای درک گرانش ساخته شده است. ما گرانش را مانند رنگ، صدا یا دما احساس نمیکنیم، اما مغز دائماً آن را دریافت و پردازش میکند. حتی جنین انسان از نخستین مراحل رشد، تحت تأثیر گرانش قرار دارد.
مشکل اصلی برای فضانوردان آینده سرعت این تغییرات مغزی است. در مأموریتهای کوتاه، فضانوردان پس از مدتی با شرایط جدید سازگار میشوند، اما در سفرهای طولانی مانند مأموریت به مریخ، شرایط پیچیدهتر خواهد بود.
یک سفر رفتوبرگشت به مریخ حدود هشت ماه در فضای بدون گرانش طول میکشد. پس از آن، فضانوردان باید ناگهان در محیطی با یکسوم گرانش زمین فرود بیایند؛ شرایطی که میتواند تعادل، حرکت و تصمیمگیری آنها را تحت تأثیر قرار دهد.
فره هشدار میدهد: «ممکن است موشک فوقالعادهای داشته باشید، اما اگر فضانورد نتواند آن را هدایت کند یا به دلیل تغییرات حسی و حرکتی تصمیم درست بگیرد، مشکل بزرگی ایجاد خواهد شد.»
به همین دلیل، پیش از آغاز مأموریتهای طولانی به ماه و مریخ، دانشمندان باید راههایی پیدا کنند تا به مغز انسان در فرآیند سازگاری با محیطهای فضایی کمک کنند.