چرا همه فضانوردان بعد از مدتی اقامت در فضا، دچار مشکل بینایی میشوند؟!
سفر به ورای جو زمین همواره با خطرات شناختهشدهای مثل تابشهای کیهانی و تحلیل رفتن عضلات همراه بوده است، اما یکی از عجیبترین چالشهای پیشروی سازمانهای فضایی، افت ناگهانی و شدید قدرت بینایی فضانوردان پس از ماموریتهای طولانیمدت است. تا سالها علت این پدیده برای پزشکان ناسا (NASA) به صورت یک معما باقی مانده بود. در این مقاله میخواهیم بررسی کنیم که چرا اقامت در شرایط میکروگراویتی به چشمها آسیب میزند و پژوهشهای جدید چگونه پرده از راز این اختلال برداشتهاند؛ اختلالی که میتواند رویاهای بشر برای سفر به سیارات دوردست نظیر مریخ را با تهدیدی جدی روبرو کند.
فهرست مطالب
💡مختصر و مفید
علت اصلی ضعیف شدن چشم فضانوردان در فضا، تجمع مایع مغزینخاعی در اطراف کره چشم به دلیل نبود نیروی جاذبه است. در روی زمین، جاذبه مایعات بدن را به سمت پایین میکشد، اما در فضا این مایعات به سمت سر حرکت کرده و به پشت چشمها فشار وارد میکنند. این پدیده که به سندرم VIIP یا اختلال بینایی ناشی از فشار جمجمهای معروف است، باعث تغییر شکل فیزیکی کره چشم و صاف شدن شبکیه میشود. این تغییرات ساختاری در ماموریتهای طولانیمدت میتواند بینایی فرد را به شدت و گاه به طور دائمی کاهش دهد.
مکانیسم توزیع مایعات بدن در شرایط بیوزنی
بدن انسان در طول میلیونها سال تکامل روی زمین، به گونهای سازگار شده است که در حضور دائمی نیروی گرانش به بهترین شکل فعالیت کند. یکی از کارهای اصلی قلب و سیستم عروقی ما، پمپاژ خون و مایعات به سمت بالا و برخلاف جهت جاذبه زمین است تا مغز و اندامهای حیاتی بالایی همواره تغذیه شوند. هنگامی که یک فضانورد وارد مدار زمین و شرایط بیوزنی (Weightlessness) میشود، این تعادل هیدرواستاتیکی به طور ناگهانی به هم میخورد و مایعات بدن دیگر به سمت اندامهای تحتانی کشیده نمیشوند.
در نتیجه این رخداد، مایعات به سمت قفسه سینه و سر جریان پیدا میکنند که فضانوردان آن را با پف کردن صورت و احتقان سینوسها در روزهای اول پرواز تجربه میکنند. اما مشکل اصلی در بلندمدت آشکار میشود؛ یعنی زمانی که حجم زیادی از مایع مغزینخاعی (CSF) به جای گردش طبیعی در ستون فقرات، در اطراف بافتهای حساس مغز و به ویژه در پشت کاسه چشم تجمع مییابد. این تجمع مداوم مایعات، فشار هیدرواستاتیکی شدیدی را به عصب بینایی وارد میکند که سرآغاز مشکلات ساختاری در چشم است.
علت بیولوژیک ضعیف شدن چشم فضانوردان در فضا
تا مدتها دانشمندان ناسا از اینکه فضانوردان بعد از اقامت طولانی در فضا دچار مشکل بینایی میشوند، شگفتزده بودند. بیشتر فضانوردان بعد از مدتی، بیناییشان به تدریج کاهش پیدا میکند. اما نتایج یک تحقیق تازهمنتشرشده شاید بتواند توجیهی برای این مشکل پیدا کند. این تحقیق نشان میدهد که تجمع مایع مغزینخاعی در پشت چشمها، باعث اعمال فشار مکانیکی مستقیم به صلبیه و شبکیه میشود.
گمان میرود که در شرایط بیوزنی، مایع کافی به سمت پایین نزول نمیکند و حجم زیادی از آن در بالا باقی میماند. این امر اصطلاحاً باعث بروز اختلال بینایی ناشی از فشار درونجمجمهای یا همان سندرم تغییرات بینایی ناشی از فشار جمجمه (VIIP) میشود. بعضی از فضانوردان به خاطر شکل خاص جمجمهشان، بیشتر مستعد این حالت هستند. با این حال خطر این سندرم در کمین هر فضانوردی است که اقامت طولانی دارد. جالب است بدانید که دید ۲۰/۲۰ برخی از فضانوردان بعد از مأموریت فضایی، در عرض تنها ۶ ماه به ۲۰/۱۰۰ میرسد. حالا در نظر بگیرید که در دهههای بعد قرار باشد فضانورد به مریخ اعزام شود؛ مأموریتی که هر یک از مراحل رفت و برگشت آن، به تنهایی ۹ ماه طول میکشد.
پژوهشهای نوین و اندازهگیری مایع مغزینخاعی
این تحقیق پیشگامانه را نوآم آلپرین (Noam Alperin) روی ۱۶ فضانورد انجام داد. او حجم مایع مغزینخاعی آنها را پیش و بعد از سفر فضایی اندازه گرفت. مایع مغزینخاعی دور مغز و نخاع را احاطه میکند و مانند بالشتکی از آن محافظت میکند تا با جابجاییهای شما، بافت عصبی به اطراف برخورد نکند و آزرده نشود. آلپرین و همکارانش متوجه شدند فضانوردانی که حدود ۶ ماه و بیشتر در فضا بمانند، میزان بیشتری مایع مغزینخاعی اطراف کره چشم دارند. آنها همچنین یک سامانه تصویربرداری جدید با امآرآی (MRI) برای برآورد میزان صاف شدن بافت عصبی چشم در نتیجه این افزایش حجم ابداع کردند.
یافتههای آلپرین نشان داد که فشار مایع در پشت چشم به قدری زیاد است که میتواند شکل کروی چشم را تغییر داده و آن را پهنتر کند. این تغییر فرم فیزیکی، نقطه فوکوس نور ورودی به چشم را جابجا کرده و باعث ایجاد دوربینی شدید در فضانوردان میشود. این کشف بزرگ گام مهمی در جهت طراحی ابزارهای محافظتی جدید برای فضانوردان بود؛ زیرا مشخص کرد که برای حل این مشکل، دانشمندان باید به جای تمرکز بر خود چشم، بر کنترل فشار مایعات درون جمجمه تمرکز کنند.
چالش سفر به مریخ و آینده ماموریتهای فضایی
پیامدهای سندرم تغییر بینایی بسیار فراتر از یک تاری دید ساده دوران بازنشستگی است. ناسا و سایر آژانسهای فضایی در حال برنامهریزی برای ماموریتهای سرنشیندار به مریخ (Mars) هستند که در بهترین حالت، سفری سه ساله خواهد بود. اگر یک فضانورد در عرض شش ماه بخش زیادی از بینایی خود را از دست بدهد، در زمان فرود روی مریخ عملاً توانایی انجام کارهای دقیق مهندسی و ناوبری را نخواهد داشت که این امر کل ماموریت را با خطر نابودی مواجه میکند.
برای مقابله با این پدیده، مهندسان پزشکی فضایی در حال طراحی تجهیزات ویژهای هستند. از جمله این طرحها میتوان به کیسههای مکش کیسه خواب مخترعان ناسا اشاره کرد که در طول شب با ایجاد فشار منفی در نیمه پایینی بدن، مایعات تجمعیافته در سر را به سمت پاها میکشند. همچنین ایدههایی برای ایجاد گرانش مصنوعی در فضاپیماها با استفاده از سانتریفیوژهای چرخان مطرح شده است تا با شبیهسازی جاذبه زمین، سیستم توزیع مایعات بدن به حالت طبیعی خود بازگردد.
جمعبندی نهایی
سندرم تغییرات بینایی ناشی از فشار جمجمه یا همان اختلال بینایی در بیوزنی، یکی از جدیترین موانع فیزیولوژیک بشر برای سفرهای فضایی بلندمدت است. تحقیقات نشان میدهند که نبود گرانش باعث تجمع مایع مغزینخاعی در پشت چشم و صاف شدن شبکیه میشود که افت شدید بینایی را در پی دارد. حل این چالش با استفاده از فناوریهای نوین مانند دستگاههای فشار منفی و گرانش مصنوعی، کلید موفقیت سفرهای آینده به مریخ و فراتر از آن خواهد بود تا سلامت چشمان فضانوردان در این سفرهای طولانی تضمین شود.
سوالات متداول
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
مطالب مرتبط
