脑水肿

首页 » 常识 » 常识 » 人类殖民火星的阻力,在零重力下我们的大脑
TUhjnbcbe - 2023/12/29 18:49:00

NASA已经承诺到年将人类送到火星。

这是一个雄心勃勃的目标,当你认为一个典型的往返行程将在三到六个月之间完成时,在行星队列条件允许飞船进行返程之前,船员将需要留在红色星球上最多两年。

这意味着,宇航员们必须生活在微重力下大约三年——远远超出了俄罗斯宇航员瓦莱里·波利亚科夫目前保持的天连续生活在太空的记录。

在太空旅行的早期,科学家们努力研究如何克服重力,使火箭可以不受地球引力的弹射,以便将人类送上月球。

今天,重力仍然是科学议程的首要议题,但这次我们更感兴趣的是重力减少如何影响宇航员的健康——尤其是他们的大脑。毕竟,我们已经进化成在地球的重力(1g)内生存,而不是在失重的空间(0g)或火星的微重力(0.3g)内生存。

那么人类大脑是如何应付微重力的呢?

研究结果令人惊讶,因为我们熟悉宇航员的脸在失重期间变得红肿——一种被亲切地称为“查理·布朗效应”的现象,或“浮头鸟腿综合征”。

这是由于主要由血液(细胞和血浆)和脑脊液组成的液体向头部移动,导致他们行程圆的、肿胀的脸和较薄的腿。

这些液体变化还与空间运动病、头痛和恶心有关。

由于血液流动增加,大脑在颅骨内向上漂浮,导致视力模糊,这种情况称为视力损害和颅内压综合症。

尽管美国国家航空航天局认为这种综合症是任何登陆火星任务的首要健康风险,但是弄清楚是什么原因导致的以及如何预防仍然是个谜。

那么我的研究在哪展开适合呢?

嗯,我认为大脑的某些部分最终会因为一氧化氮的存在接受过多的血液——一种通常漂浮在血液中的无形分子——在血液中积累。

这使得给大脑供血的动脉放松,从而张开太多。由于这种无情的血流激增,血脑屏障——大脑的“减震器”——可能变得不知所措。

这允许水慢慢积聚(一种称为水肿的状况),引起脑肿胀和压力增加,由于排水能力的限制,压力也会慢慢损伤大脑。

把它想象成一条河漫过河岸。最终的结果是没有足够的氧气能够足够快地到达大脑的一部分。

这是一个大问题,可以解释为什么会出现模糊的视觉,以及对其他技能的影响,包括宇航员的认知敏捷性(他们如何思考、集中精力、推理和运动)。

为了弄清楚我的想法是否正确,我们需要测试一下。但是,我们并没有要求美国宇航局去月球旅行,而是在一架昵称“呕吐彗星”的特殊飞机上模拟失重,从而摆脱了地球引力的束缚。

通过在空气中爬升,然后降落,这架飞机在一次飞行中执行多达30个“抛物线”来模拟失重的感觉。

他们只持续了30秒,我必须承认,这是非常上瘾,你真的有一个肿胀的脸!

由于所有的设备都安全地固定下来,我们对8名志愿者进行了测量,他们连续四天每天进行一次飞行。

我们使用便携式多普勒超声测量了供应大脑的不同动脉的血流量,这种超声通过将循环中的红细胞中的高频声波反射出来而起作用。

我们还测量了取自前臂静脉的血样以及其他无形分子中的一氧化氮水平,这些无形分子包括自由基和脑特异性蛋白(反映大脑的结构损伤),它们可以告诉我们血脑屏障是否已经被迫打开。

我们的初步发现证实了我们的预期。一氧化氮水平随着失重的反复发作而升高,这与增加的血流量相一致,特别是供应大脑后部的动脉血液。

这迫使血-脑屏障打开,尽管没有证据表明结构性脑损伤。

我们现在正计划对这些研究进行跟踪,并利用磁共振等成像技术对大脑中的血液和流体移动进行更详细的评估,以确认我们的发现。

我们还将探讨一些对策,如橡胶抽吸裤——这种裤子在身体下半部产生负压,因为它们可以帮助宇航员的大脑“吸”血——以及用来抵消一氧化氮增加的药物——的效果。

但是这些发现不仅仅会改善太空旅行——它们还可以提供有价值的信息,说明为什么运动的“重力”对大脑有好处,以及运动如何预防老年痴呆和中风。

1
查看完整版本: 人类殖民火星的阻力,在零重力下我们的大脑