Kto zachoruje w kosmosie? Inspiracja4 może dostarczyć więcej wskazówek.

Lekarze od lat staranowali i popychali astronautów NASA, a astronauci, jako pracownicy rządowi, w dużej mierze dołączyli do swoich ról jako zwierzęta testowe w badaniu, w jaki sposób obce środowisko – przestrzeń kosmiczna – wpływa na ludzkie ciało.

Ale historycznie profesjonalni astronauci byli niewielką częścią ludzkości. Początkowo byli wybierani spośród szeregów wojskowych pilotów testowych, którzy byli białymi, dobrze zgranymi mężczyznami. Później, kiedy NASA rozszerzyła swoje kryteria, wybrała tylko astronautów, którzy przekroczyli ich fizyczne progi.

Ale to może się zmienić, ponieważ prywatny lot kosmiczny otworzy przestrzeń dla bardziej zróżnicowanego przekroju ludzkości.

Dla naukowców zmiana stworzy mnóstwo nowych danych o tym, jak ludzkie ciało przystosowuje się do kosmosu.

Rozpoczęta w środę misja Inspiration4 pokazuje, w jaki sposób naukowcy medyczni mogą skorzystać z nowych komercyjnych lotów kosmicznych. Czteroosobowa załoga, nie licząc profesjonalnego astronauty, spędzi sporo czasu na orbicie, aby pomóc w rozwoju badań medycznych.

Jeden pasażer, Hayley Arsenault, jest przykładem tych możliwości. W wieku 29 lat, młodsza niż większość podróżników kosmicznych, przeżyła raka i będzie pierwszą osobą w kosmosie, która będzie miała protezę – metalowe pręty wszczepione po usunięciu guza z jej lewej nogi.

„Będziemy się uczyć kilku bardzo podstawowych rzeczy” – powiedział Dorit Donoville, dyrektor wykonawczy Translational Research Institute for Space Health, czyli TRISH, w Baylor College of Medicine w Houston, który koordynuje badania podczas Inspiration4. .

Przeprowadzone dotychczas badania wykazały, że płyny w organizmie przemieszczają się w górę bez grawitacji – opuchnięte głowy, skurczone nogi. Brak grawitacji osłabia również kości. Nie tylko promieniowanie w kosmosie wpływa na DNA powodując mutacje, ale niezwykłe warunki nieważkości włączają i wyłączają niektóre geny. Biologiczne konsekwencje tych modyfikacji nie są jeszcze poznane.

Załoga na pokładzie Inspiration4 będzie codziennie przechodzić 10 testów pierwotnie zaprojektowanych do mierzenia sprawności umysłowej astronautów NASA. Testy trwają około 20 minut.

„Powinno być krótkie, ponieważ astronauci nienawidzą robienia takich rzeczy” – powiedział dr Matthias Basner, profesor psychiatrii na University of Pennsylvania, który jest głównym badaczem tego eksperymentu.

Ale w niebezpiecznym środowisku, takim jak kosmos, drobne błędy mogą prowadzić do katastrofy.

„Więc potrzebujemy naszych astronautów, aby przez cały czas osiągali najlepsze wyniki” – powiedział dr Basner. „Problem polega na tym, że ludzie są szczególnie źli w samoocenie swoich zdolności do działania, szczególnie w przypadku chronicznego narażenia. Jeśli siedzisz w tym samym środowisku przez cały czas, myślisz, że wszystko będzie dobrze, ale w rzeczywistość, którą nie jesteś.”

Jednym z testów jest po prostu pudełko, które pojawia się na ekranie i trzeba na nie kliknąć. Kwadrat zmienia pozycję i stopniowo się zmniejsza. Mierzy szybkość reakcji i koordynację ręka-oko.

Kolejna miara tzw. czujności kinestetycznej. Najpierw badany wpatruje się w pudełko na ekranie. Stoper wyskakuje nagle w pudełku, odliczając milisekundy do momentu naciśnięcia przez badanego przycisku. „I jest bardzo wrażliwy na brak snu” – powiedział dr Basner.

Kolejny test, który mierzy zdolność osoby do rozpoznawania emocji u innych.

Test pokazuje 20 twarzy, które wyrażają różne emocje – szczęśliwe, smutne, rozgniewane, przestraszone lub nie wyrażające żadnych emocji. W tak zwanym badaniu leżenia w łóżku – leżenie przez długi czas naśladuje wiele fizycznych skutków nieważkości w przestrzeni – badani byli w stanie poprawnie zidentyfikować większość emocji. Ale identyfikacja zajęła im więcej czasu, a ich odpowiedzi zmieniły się w bardziej negatywne wyrażenia.

Mark J. Shelhamer, profesor Johns Hopkins Medicine, zbiera dane o tym, jak lot kosmiczny wpływa na układ przedsionkowy — części ludzkiego ciała, zwłaszcza ucho wewnętrzne, które utrzymują równowagę.

Jego badania składają się z dwóch części, które są prowadzone przed startem i po powrocie na Ziemię. Zmierzymy postawy członków załogi. „Dokładnie tak to wygląda” – powiedział dr Shelhamer. „To umiejętność wstawania. A umiejętność wstawania zależy nie tylko od siły mięśni, ale także od koordynacji”.

Członkowie załogi Inspiration4 będą trzymać na piersi tablet z systemem Windows, złączyć stopy i zamknąć oczy. Akceleratory na tablecie mierzą, jak daleko oscyluje podczas stania.

„Na Ziemi nie jest trudno” – powiedział dr Shelhamer. „Ale po spędzeniu czasu w kosmosie może to być trudne”.

Dr Shelhamer stworzył również test tabletu, aby zbadać, czy nieważkość powoduje odchylenie oczu. Może to dać wskazówki, jak mózg może zostać zdezorientowany, zaburzając poczucie równowagi.

Naukowcy chcą się nauczyć, jak przewidywać, kto zachoruje w kosmosie. Co zaskakujące, nie ma związku między osobami cierpiącymi na chorobę lokomocyjną na lądzie – na łodzi, która kołysze się w przód i w tył, podczas długiej podróży samochodem, nawet krótkich epizodów wyporu podczas lotów parabolicznych – a tymi, którzy chorują na orbicie.

„W ogóle tego nie rozumiemy” – powiedział dr Shelhamer. „To krępujące, ponieważ lubimy myśleć, że są to te same podstawowe mechanizmy – fakt, że różne systemy sensoryczne nie pasują do siebie”.

TRISH, organizacja kierowana przez dr. Porównaj dane z różnych badań z pojedynczą osobą.

Na przykład dr Shelhamer może chcieć wiedzieć, czy osoba, która była w stanie stać prosto bez chybotania się po podróży w kosmos, również doświadczyła spowolnienia poznawczego podczas przeprowadzania testów dr Basnera w kosmosie. Powiedział, że często nie jest to możliwe w przypadku raportowania przez NASA danych zebranych na temat astronautów.

Ponadto członkowie załogi Inspiration4 noszą zegarki Apple, które mierzą ich tętno i poziom tlenu. Przetestują również urządzenia ultradźwiękowe, które mogą śledzić, jak woda w ich ciałach porusza się w górę, gdy unoszą się na orbicie. Może to pomóc w rozwiązaniu zagadki miażdżenia gałek ocznych i wynikającej z tego zmiany widzenia, której doświadczają niektórzy astronauci.

Badania zależą od tego, jak załoga Inspiration4 czuje się podczas podróży. Ponieważ nie można przewidzieć, kto zachoruje w kosmosie, możliwe jest, że wszyscy zachorują, a następnie mogą nie być w stanie przeprowadzić wielu badań podczas trzydniowego lotu.

„Obawiam się, że nie będą się dobrze bawić w kosmosie” – powiedział dr Donoville. „Mogą nie być w stanie przeprowadzić eksperymentów, które wysyłamy. Więc to jest ryzyko, które podejmuję”.