űrhajósok mikrogravitációban – az űrben töltött idő megváltoztatja az emberi agy alakját és helyzetét
Írta/by: Rhodilee Jean A Dolor
A tudósok már megfigyelték, hogy az űrben utazó űrhajósok változásokat tapasztalnak testükben. Izomtömegük akár 20% – kal is csökkenhet egy két hetes űrrepülés után, és 30% – kal a hosszabb, három – hat hónapig tartó küldetések során. A teherhordó csontok (weight-bearing bones) ásványianyag-sűrűségük havonta 1 – 1,5% – át is elveszítik, mivel a test már nem dolgozik olyan keményen, mint a Földön a gravitáció állandó vonzása nélkül.
Miközben a kutatók továbbra is vizsgálják az űrutazás emberre gyakorolt hatását, egy új tanulmány eredményei most jobban megvilágítják a mikrogravitáció hatását az emberi szervek közül a vitathatatlanul legfontosabbra: az agyra.
Az űrrepülés hatása az agyra
A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban január 12 – én megjelent kutatásban Rachael Seidler, a Floridai Egyetem Alkalmazott Élettani és Kineziológiai Tanszékének munkatársa és kollégái 50 személy, köztük 26 űrhajós MRI – adatait elemezték.
Azt találták, hogy az űrhajósok agyának alakja és helyzete megváltozik egy űrrepülés után.
„Jelentős felfelé és hátrafelé történő globális eltolódásokat figyeltünk meg az agyban a koponyán belül az űrrepülés előtti és utáni állapot között” – írták a kutatók tanulmányukban. „Az agy tetején lévő régiók mediálisan mozdultak el, míg a kéreg alatti területek laterálisan elmozdultak, ami agyszövet-deformációra és nyírófeszültségekre utal.”
Seidler és kollégái szerint ezek az agyi eltolódások a mikrogravitációban történnek, mert a gravitáció és a koponya, valamint más lágy szövetek támasza közötti egyensúly felborul. A Föld gravitációja segít az agyat a helyén tartani, és az azt körülvevő agy – gerincvelői folyadék egyfajta párnaként szolgál.
„A hidrosztatikai gradiens hiánya által okozott folyadék-újraelosztás és a koponya alakja is szerepet játszhat az eltolódásokban.”
A kutatók megfigyelték, hogy a változások különösen az agy azon régióit érintik, amelyek a mozgásbetegséget, a dezorientációt és az egyensúlyvesztést okozzák.
„Elemeztük az agyi régiók szenzorimotoros és vestibularis funkcióival kapcsolatos pozícióeltolódások és a repülés előtti és utáni időszakban bekövetkező testtartás-szabályozási változások közötti összefüggéseket. Ezek az agyi régiók, amelyekről ismert, hogy hozzájárulnak az álló egyensúlyszabályzáshoz, a legnagyobb pozícióeltolódásokon estek át.”
A tudósok tisztában vannak azzal, hogy az agy felfelé mozog a gravitáció állandó vonzása nélkül, de az új tanulmány eredményei azt mutatják, hogy az agy több területen is megnyúlik és összenyomódik, ami észrevehető hatással van az egyensúlyra és a koordinációra.
A több idő eltöltésének költségei az űrben
Seidler és kollégái megfigyelték, hogy a változások kirívóbak voltak azoknál az űrhajósoknál, akik több időt töltöttek az űrben. A tesztek során azt is megállapították, hogy azok az űrhajósok, akik a legnagyobb agyi eltolódásokat tapasztalták, küzdöttek a leginkább fizikailag a „talpon maradással”, amikor visszatértek a Földre.
„Azok az emberek mutatták a legnagyobb változásokat, akik egy évig voltak ott” – mondta Seidler az NBC Newsnak adott interjújában. „Még mindig voltak látható változások azoknál, akik két hétig voltak ott, de úgy tűnik, hogy az időtartam a mozgatórugó.”
Azoknál az űrhajósoknál, akik egy évet töltöttek űrküldetésen, a kontrollmozgással összefüggő kiegészítő motoros kéreg körülbelül 2,5 milliméterrel felfelé mozdult el. A felfelé irányuló mozgás azoknál is figyelemre méltó, akik legalább hat hónapig maradtak az űrben.
„Ez néhány milliméteres nagyságrendű, ami nem hangzik nagy számnak, de ha agymozgásról beszélünk, akkor valóban az. Ez a fajta változás szabad szemmel is látható” – mondta.
Egy korábbi tanulmányban, amelyben Barry E. Wilmore és Sunita L. Williams űrhajósokat vizsgálták, miután kilenc hónapot töltöttek a Nemzetközi Űrállomáson (ISS), Seidler és kollégái azt találták, hogy az agy kompenzációt mutat, amikor az űrhajósok visszatérnek a Földre. A folyamat során további idegpályák toborzását végzik, hogy visszatérjenek a repülés előtti teljesítményszintjükre.
„Időbe telik, amíg az űrhajósok újra alkalmazkodnak a gravitációhoz” – mondta Seidler. „Az űrhajósok által a visszatérés utáni első hetekben tapasztalt egyensúly-, mozgás- és járási nehézségek általában rövid időn belül megoldódnak, de az agyműködés és szerkezete hosszabb regenerálódási időszakot igényel.”
Az új tanulmány segít megmagyarázni, hogy egyes űrhajósok miért küzdenek elhúzódó nehézségekkel az egyensúly visszanyerése érdekében, miután visszatértek a Földre.
Be a Nerdy Bird!
