Bukan rahasia lagi bahwa NASA telah mengambil tugas yang sangat berat: mengirim orang ke Mars pada tahun 2030-an. Mengapa luar biasa? Karena cukup untuk memahami bahwa perjalanan biasa di sana akan memakan waktu tiga hingga enam bulan, dan kru harus tinggal di planet ini hingga dua tahun sebelum penyelarasan planet memungkinkannya kembali ke rumah. Ini berarti bahwa astronot harus hidup dalam kondisi gravitasi (mikro) yang berkurang setidaknya selama tiga tahun - ini secara signifikan melebihi rekor saat ini untuk tinggal terus menerus di luar angkasa yang dibuat oleh kosmonot Rusia Valery Polyakov: 438 hari.
Pada hari-hari awal perjalanan luar angkasa, para ilmuwan bekerja keras untuk mencari cara mengatasi gravitasi sehingga roket dapat melontarkan ke luar angkasa dan mendaratkan manusia di bulan. Saat ini, gravitasi juga tetap menjadi agenda sains, namun kali ini kita lebih tertarik pada bagaimana pengurangan gravitasi mempengaruhi kesehatan para astronot, terutama otak mereka. Bagaimanapun, kita berevolusi untuk eksis dalam gravitasi Bumi (1 g), bukan dalam ruang tanpa bobot (0 g) atau mikrogravitasi Mars (0,3 g).
Otak di dalam tong
Jadi, bagaimana otak menangani gayaberat mikro? Singkatnya, sangat buruk - namun, informasi tentang ini terbatas. Kita tahu bahwa wajah astronot memerah dan membengkak dalam gravitasi nol - sebuah fenomena yang disebut dengan "efek Charlie Brown." Hal ini sebagian besar karena cairan, yang sebagian besar terdiri dari darah (sel dan plasma) dan cairan serebrospinal, berpindah ke kepala, menyebabkan wajah menjadi bengkak dan bulat serta kaki menipis.
Perpindahan cairan ini juga terkait dengan "penyakit luar angkasa" (mirip dengan mabuk laut), sakit kepala, dan mual. Baru-baru ini, mereka juga dikaitkan dengan penglihatan kabur karena peningkatan tekanan dengan peningkatan aliran darah; otak itu sendiri mengapung ke atas tengkorak, menekannya. Terlepas dari kenyataan bahwa NASA menganggap gangguan penglihatan dan perpindahan otak sebagai risiko utama bagi kesehatan siapa pun di Mars, masih belum mungkin untuk mengetahui apa penyebabnya, serta bagaimana mencegahnya.
Profesor Fisiologi dan Biokimia Damien Bailey dari University of South Wales percaya bahwa bagian tertentu dari otak pada akhirnya menerima terlalu banyak darah karena oksida nitrat menumpuk di aliran darah - molekul tak terlihat yang biasanya mengapung di sana. Arteri yang memasok darah ke otak menjadi rileks, sehingga lebih terbuka. Sebagai akibat dari peningkatan aliran darah ini, sawar darah-otak - “peredam kejut” otak - menjadi kelebihan beban. Air menumpuk perlahan, otak membengkak, dan tekanan meningkat.
Video promosi:
Bayangkan sebuah sungai meluap di tepinya. Hal terpenting dalam semua ini adalah tidak cukup oksigen yang disuplai ke bagian tertentu di otak. Ini adalah masalah besar yang dapat menjelaskan penglihatan kabur, serta efek lain yang muncul pada kemampuan astronot untuk berpikir, berkonsentrasi, bernalar, dan bergerak.
Perjalanan ke "komet muntah"
Untuk menguji sebuah ide, para ilmuwan harus mempraktikkannya. Tapi alih-alih meminta NASA untuk melakukan perjalanan ke bulan, mereka memutuskan untuk membebaskan diri dari gravitasi bumi dengan mensimulasikan bobot di pesawat khusus yang disebut komet muntahan, komet muntahan.
Naik ke udara dan kemudian turun, pesawat ini menampilkan hingga 30 figur parabola dalam satu penerbangan untuk mensimulasikan perasaan tidak berbobot. Terjun bebas hanya berlangsung selama 30 detik, tetapi wajah berhasil membengkak dalam setengah menit.
Setelah mengamankan semua peralatan dengan aman, para ilmuwan melakukan pengukuran di antara delapan relawan, yang masing-masing melakukan satu penerbangan setiap hari selama empat hari. Mereka mengukur aliran darah di berbagai arteri yang mendukung otak menggunakan ultrasound Doppler portabel, yang menyebabkan gelombang suara berfrekuensi tinggi memantul dari sel darah merah yang bersirkulasi. Mereka juga mengukur tingkat oksida nitrat dalam sampel darah yang diambil dari vena di lengan bawah, serta molekul tak terlihat lainnya, termasuk radikal bebas dan protein khusus otak (yang mencerminkan kerusakan struktural pada otak), yang dapat mengetahui apakah sawar darah-otak dipaksa terbuka.
Penemuan awal mengkonfirmasi apa yang diharapkan. Kadar oksida nitrat meningkat setelah "serangan" berulang tanpa bobot, dan ini bertepatan dengan peningkatan aliran darah, terutama di arteri yang menyuplai bagian belakang otak. Penghalang darah-otak terbuka, meskipun tidak ada bukti kerusakan struktural pada otak.
Para ilmuwan sekarang berencana untuk melanjutkan studi ini dengan penilaian yang lebih rinci tentang perubahan darah dan cairan di otak, menggunakan teknik pencitraan seperti resonansi magnetik untuk mengkonfirmasi hasilnya. Mereka juga ingin mempertimbangkan untuk memperkenalkan tindakan pencegahan seperti celana karet, yang menciptakan tekanan negatif di tubuh bagian bawah dan membantu "memompa" darah keluar dari otak astronot - serta obat-obatan yang melawan peningkatan oksida nitrat. Hasil dari pekerjaan tersebut tidak hanya dapat meningkatkan kesejahteraan astronot dalam perjalanan luar angkasa, tetapi juga memberikan informasi berharga tentang mengapa "gravitasi" baik untuk otak.
Ilya Khel
