Sıfır yerçekim sırasında beyne ne olur? Pek hoş değil..

NASA, 2030’larda insanlara Mars’a gönderme taahhüdünde bulundu . Bu, tipik bir gidişatın üç ila altı ay arasında herhangi bir yerde olacağına inandığınızda iddialı bir hedeftir ve mürettebatın gezegensel hizalamanın eve dönüş yolculuğuna izin vermesinden iki yıl öncesine kadar kırmızı gezegende kalması beklenir. Bu demektir ki, astronotlar üç yıl boyunca indirgenmiş (mikro) çekimde yaşamak zorunda kalıyorlar – Rus kozmonotu Valery Polyakov tarafından tutulan uzaydaki 438 sürekli günün kayıtlarının çok ötesinde .

Uzay yolculuğunun ilk günlerinde, bilim adamları , yerçekim kuvvetinin üstesinden nasıl gelebileceğini anlamak için çok çalıştı ; böylece bir roket, Ay’da insanları topraklamak için Dünya’nın çekmesinden kurtulabilirdi. Bugün, yerçekimi bilim gündeminin zirvesinde kalmaya devam ediyor, ancak bu kez, yer çekimi azalmasının astronotların sağlığını – özellikle de beyinlerini – nasıl etkilediğiyle daha çok ilgileniyoruz. Sonuçta, Dünya’nın yerçekimi içinde (1 g), uzayın ağırlıksızlığında (0 g) veya Mars’ın mikrogravitesinde (0,3 g) var olmaya doğru evrimleştik.

Tam olarak insan beyni mikro-yerçekimi ile nasıl başa çıkıyor? Kısaca, kısaca – bununla ilgili bilgiler sınırlı olsa da. Bu şaşırtıcıdır, çünkü astronotların yüzlerinin ağırlıksızlığı sırasında kırmızılaşmaya ve şişmeye başladıklarından – bildiğimiz “ Charlie Brown etkisi ” veya “ kabarık kafa kuşu bacakları sendromu ” olarak bilinen bir olgu . Bunun nedeni, çoğunlukla kanın (hücreler ve plazma) ve kafaya doğru kaydığı beyin omurilik sıvısıdır, bu da onların yuvarlak, kabarık yüzlere ve daha ince bacaklara sahip olmasına neden olur.

Bu sıvı kaymaları ayrıca uzay hareketi hastalığı, baş ağrısı ve mide bulantısı ile ilişkilidir. Ayrıca, daha yakın zamanlarda, kan akışı arttıkça basınç birikmesi ve beyin kafatasının içinde yukarı doğru yüzer – görme bozukluğu ve kafa içi basınç sendromu denilen bir durumdan dolayı bulanık görme ile bağlantılıdırlar . NASA, bu sendromun Mars’a karşı herhangi bir misyon için en yüksek sağlık riski olduğunu düşünmesine rağmen, neyin neden olduğu ve bunun daha da zor bir sorunun – nasıl önleneceğinin anlaşılması, hala bir gizem olarak kalmasıdır.

Peki araştırmam buna uygun mu? Sanırım beynin bazı kısımları çok fazla kan almayı başarıyor çünkü nitrik oksit – genellikle kan dolaşımında yüzen görünmez bir molekül – kan dolaşımına dayanıyor. Bu, beyine kan sağlayan arterleri rahatlatır, böylece çok fazla açılırlar. Kan akışındaki bu acımasız yükselmenin bir sonucu olarak, kan-beyin engeli – beynin “amortisörü” – bunalmış olabilir. Bu, suyun yavaş yavaş büyümesine (ödem olarak adlandırılan bir duruma) izin verir, beyin şişmesine ve drenaj kapasitesindeki sınırlar nedeniyle daha da kötüye gidebilecek basınçta bir artışa neden olur.

Bankalarını taşan bir nehir gibi düşün. Sonuç olarak, beynin parçalarına yeteri kadar oksijen verilmemesi yeterlidir. Bu, bulanık görüşün neden ortaya çıktığını ve astronotların bilişsel çevikliği (nasıl düşündükleri, konsantre ettikleri, akıl ve hareket ettikleri) gibi diğer beceriler üzerindeki etkileri açıklayabilecek büyük bir problemdir.

‘Kusma kuyruklu yıldızı’ bir gezi

Fikrimin doğru olup olmadığını anlamak için test etmemiz gerekiyordu. Fakat NASA’ya ay gezisi için sormak yerine , “kusmuk kuyruklu yıldız” lakaplı özel bir uçakta ağırlıksızlığı simüle ederek Dünya’nın yerçekimi bağlarından kurtulduk .

Tırmanış ve havaya daldırma yoluyla, bu düzlem, bu “parabollerin” 30’unu, tek bir uçuşta, ağırlıksızlık hissini simüle etmek için gerçekleştirir. Sadece 30 saniye sürüyorlar ve itiraf etmeliyim, çok bağımlılık yapıyor ve gerçekten güleç yüze sahip oluyorsunuz!

Tüm ekipman güvenli bir şekilde sabitlendiğinde, dört gün boyunca her gün tek bir uçuş yapan sekiz gönüllüden ölçüm aldık. Dolaşımdaki kırmızı kan hücrelerini yüksek frekanslı ses dalgalarından salıvererek çalışan bir taşınabilir doppler ultrason kullanarak beyni besleyen farklı arterlerdeki kan akışını ölçtük. Ayrıca önkol veninden alınan kan örneklerinde nitrik oksit seviyelerini ve kan-beyin bariyerinin olup olmadığını bize anlatabilecek serbest radikalleri ve beyne özgü proteinleri (beyne yapısal hasarları yansıtan) içeren diğer görünmez molekülleri de ölçtük. açıldı.

İlk bulgularımız tahmin ettiğimiz şeyi doğruladı. Nitrik oksit seviyeleri, tekrarlanan ağırlıksızlıktan sonra artmıştır ve bu, özellikle beynin arkasını besleyen arterler aracılığıyla artan kan akışıyla çakıştı. Bu, yapısal beyin hasarına dair bir kanıt olmamasına rağmen, kan-beyin bariyerini açık bıraktı.

Şimdi bu çalışmalarımızı, bulgularımızı doğrulamak için manyetik rezonans gibi görüntüleme tekniklerini kullanarak beyindeki kan ve sıvı kaymalarının daha ayrıntılı değerlendirmeleri ile takip etmeyi planlıyoruz. Aynı zamanda, vücudun alt yarısında, astronotun beyninden kanı emmesine yardımcı olabileceği düşüncesiyle, aynı zamanda uyuşturucu gibi olumsuz bir baskı yaratan lastik emici pantolonlar gibi önlemleri de araştıracağız. nitrik oksiddeki artışa karşı koymak. Fakat bu bulgular sadece uzay yolculuğunu iyileştirmeyecek – aynı zamanda egzersizin “yer çekimi” nin beyin için neden iyi bir ilaç olduğu ve daha sonraki yaşamda bunama ve felce karşı nasıl korunabileceğine dair değerli bilgiler sağlayabilir.

Damian Bailey , Güney Galler Üniversitesi, Fizyoloji ve Biyokimya Profesörü

Bu makale bir Creative Commons lisansı altındaki The Conversation’dan yeniden yayınlandı . Orijinal makaleyi okuyun .