تحقیق روی تغییرات بدن فضانوردان

تحقیق روی تغییرات بدن فضانورد چه فایده ای برای ما روی زمین دارد؟

تحقیقاتی که در ایستگاه فضایی بین المللی درباره وضعیت سلامت فضانوردان انجام می‌شود، نه تنها چیزهایی زیادی درباره بدن انسان به ما می آموزد، بلکه کمک می‌کند با دردهای رایج، یعنی کمردرد مقابله کنیم.

فضانوردان خارج از کره زمین کار می‌کنند. طی یک روز شاهد ۱۶ بار غروب و طلوع خورشید هستند. طی هفته‌ها و ماه‌ها تغییرات زیادی در بدنشان اتفاق می‌افتد: دچار کاهش حجم توده عضلانی و استخوانی می‌شوند. در واقع جنبه‌های زیادی از سلامتی‌شان تحت تاثیر قرار می گیرد.

لوسیا پارمیتانو، فضانورد آژانس فضایی اروپا می گوید: «ما برای این به فضا نمی‌رویم که از مناظر و زیباییهای آن لذت ببریم. به سفر توریستی نمی‌رویم. فضانورد به خاطر پیشرفت علم و فناوری و البته برای نگهداری از ایستگاه فضایی بین المللی به فضا می‌رود.»

اندازه گیری دمای داخل مغز فضانورد با حسگر

بخشی از پیچیده‌ترین مطالعات مربوط به سلامت فضانوردان در دانشگاه علوم پزشکی «چاریته» در برلین که یکی از بزرگترین بیمارستان‌های دانشگاهی اروپاست، انجام می شود.

محققان این دانشگاه سنسور منحصر به فردی طراحی کرده‌اند که روی سر فضانورد نصب می‌شود و دمای بدن او را کنترل می‌کند.

هانس کریستیان گونگا، استاد فیزیولوژی این دانشگاه می‌گوید: «می‌خواهیم دمای داخل مغز فضانورد را اندازه بگیریم. چون مغز مهمترین عضو بدن است، هم برای فضانورد و هم برای دیگران.»

یکی ازیافته‌های شگفت‌انگیزی که هنوز توضیحی برایش یافت نشده، این است که درجه حرارت بدن فضانوردی که هر روز در فضا ورزش می‌کند بیشتر از دمای بدنش روی زمین است. این تفاوت می‌تواند بر تمام فعالیت‌های او تاثیر بگذارد.

هانس کریستیان گونگا، در این‌باره می‌گوید: «مغز انسان در مقابل تغییر دمای بدن آسیب پذیر است. وقتی دمای بدن فرد بالا است، برای انجام کارهایی نظیر تشخیص دادن، دنبال کردن چیزها و یا تصمیم گیریهای شناختی به زمان بیشتری نیاز دارد.»

محققان دانشگاه علوم پزشکی برلین می‌خواهند سنسوری (حسگری) را که روی سر نصب می‌شود و برای آتش‌نشانان و یا در اتاق احیا در بیمارستان از آن استفاده می شود، برای فضانوردان به کار ببرند.

هانس کریستیان گونگا می‌گوید:‌ «ما به تجهیزاتی نیاز داریم که غیرتهاجمی باشد، کارکردن با آن آسان باشد، سبک و در عین حال محکم باشد و با باتری کار کند. همه اینها برای فضانوردان در فضا ساخته می‌شود.»

Euronews
دمای داخل مغز فضانورد حین ورزش کردن با حسگرهای مخصوص اندازه‌گیری می‌شود Euronews

اثرات بی وزنی بر بدن فضانورد

بی وزنی و معلق بودن در فضا مثل خواب است، اما تبعاتی هم دارد. بیش از نیمی از فضانوردان به کمردرد دچارند؛ دردی که نیمی از جمعیت زمین هم از آن رنج می‌برند.

لوکا پارمیتانو، فضانورد آژانس فضایی اروپا می‌گوید:‌‌ «در حالت بی وزنی در فضا احساس می‌کردم ستون فقراتم کش می‌آید. چون عضلاتم منقبض شده بودند. درد شدیدی در کمرم حس می‌کردم. وقتی از فضا به زمین برمی‌گردید، برعکس است. یعنی عضلات اطراف ستون فقرات قوی نیست و تقویت این عضلات کار سختی است.»

تحقیق روی کمردرد فضانوردان

محققان «دانشگاه نورسومبریا» در شمال انگستان نیز روی کمردرد فضانوردان تحقیق می‌کنند.

آنها معتقدند که با استفاده از یک وسیله ورزشی راهی برای تحریک عضلات اطراف ستون فقرات یافته‌اند. آنها با تصویر برداری اولتراساند عضلات در حال حرکت را بررسی می‌کنند.

آندرو وینار، استاد بیومکانیک از «دانشگاه نورسومبریا» می‌گوید:‌ « کریستی (داوطلب) روی وسیله ورزشی کاربردی که در فضا هم می‌توان از آن استفاده کرد، در حال ورزش کردن است. برای اینکه مدت تمرین را کم کنیم از این دستگاه کمک می‌گیریم که هم عضلات اطراف نخاع و عضلاتی را که در حالت نشسته یا ایستاده بکار می‌رود، تقویت می‌کند.»

این حرکت لگن، پا و کف پا را درگیر می‌کند و ظاهرا ساده است، اما انجام صحیح آن پیچیده است، چون مکانیسم مقاومتی که روی دستگاه هست، حذف شده است.

نیک کاپلان، استاد پزشکی هوا و فضا در «دانشگاه نورسومبریا» می‌گوید: «روی دستگاههای ورزشی معمولی، مقاومت در مقابل حرکت وجود ندارد. اما کریستی (داوطلب آزمایش) باید خودش این مقاومت را در پاهایش ایجاد کند. در نتیجه وقتی پای جلویی او تحت تاثیر گرانش قرار می‌گیرد، پای عقبی باید در مقابل حرکت آن پا به سمت پایین مقاومت کند.»

Euronews
آندرو وینار استاد بیومکانیک دانشگاه نورسومبریا با تصویربرداری اولتراساند حرکت عضلات کریستی را بررسی می کند Euronews

تیم تحقیقاتی قصد دارد دستگاهی شبیه این دستگاه را برای آزمایش فضانوردان به ایستگاه فضایی بین المللی بفرستد و همزمان، آن را برای مبتلایان به کمردرد در نیوکسل هم آزمایش کند.

آندریو وینارد، استاد بیومکانیک «دانشگاه نورسومبریا» می‌گوید: «امیدواریم بتوانیم نتیجه این آزمایشهایی را که اینجا روی فرد انجام می‌دهیم، برای درمان کسانی به کار بریم که به خاطر عدم تحرک، بد پشت میز نشستن یا چیزهایی شبیه آن، از کمردرد رنج می‌برند.»

ایستگاه فضایی بین المللی از دو دهه پیش، خانه فضانوردان است. از آن زمان، فناوریهای زیادی برای پزشکی از راه دور طراحی شده است.

آرنو رونگه، مهندس پزشکی در مرکز فنی آژانس فضایی اروپا در هلند پیش نمونه‌ای از دستگاه پزشکی از راه دور را نشان می‌دهد که پزشک از طریق آن با دستگاه فراصوت به طور مستقیم باایستگاه فضایی تماس می‌گیرد.

او می گوید: «ایده‌مان این است که فضانورد بتواند این ابزار روی بدنش و در محلی که می‌خواهد تصویر آن را برای پزشک روی زمین بفرستد، قرار بدهد. دکتر از راه دور با استفاده از اهرمک (جوی استیک) حرکات اولتراسوند را کنترل می‌کند تا از جایی روی بدن فضانورد که لازم است تصویر برداری کند.»

Euronews
آرنو رونگه، پزشکی در مرکز فنی آژانس فضایی اروپا در هلند Euronews

آزمایش روی تغییرات بدن فضانورد در فضا، برای علم ارزشمند است

تحقیقات مربوط به وضعیت سلامت فضانوردان حوزه های زیادی را دربرمی گیرد از تمرینات شناختی گرفته تا داروسازی جدید. فضانوردان ترکیب کاملی از بیمار داوطلب و دستیار علمی هستند.

نیک کاپلان، استاد پزشکی هوافضا می‌گوید: «بطور دقیق می‌دانیم فضانوردان چه می‌خورند، چه ورزشهایی انجام می‌دهند و الگوی خوابشان چیست. در نتیجه برای انجام آزمایشها، با جمعیتی روبرو هستیم که عوامل مختلف را در آن کنترل می‌کنیم. در حالیکه برای مردم عادی چنین امکانی وجود ندارد.»

تغییراتی که حین سفرهای فضایی در بدن فضانورد می‌شود، از جمله رشد ضعیف استخوانها و عضلات، و تغییر سلولها و اندامشان؛ برای آزمایشهای علمی بسیار ارزشمند است. لوکا پارمیتانو، فضانورد آژانس فضایی بین المللی می‌گوید که به خاطر عدم وجود جاذبه درفضا نتیجه آزمایشها روی زمین با فضا یکسان نیست.

وی می‌افزاید: «تنها چیزی که در آزمایشهای روی زمین نمی توان حذف کرد، گرانش زمین و شتابی است که اجسام با آن به سمت زمین جذب می‌شوند. می‌توان در فضا آزمایشهای علمی را بدون این شتاب انجام داد. به همین دلیل هم نتیجه آزمایشات روی زمین و فضا، همیشه با هم متفاوت است.»

نسل های آینده از نتایج مطالعات درباره وضعیت جسمی فضانورد بهره می برند.

نتیجه تحقیقاتی که روی بدن فضانوردان در فضا انجام می شود، به کار ما روی زمین هم می آید، چون چیزهای جدیدی درباره فیزیولوژی انسان به ما می‌آموزد.

آرنو رونگه در این باره می گوید: «کودکان و نواده‌های ما خواهند توانست در آینده از فناوری‌هایی استفاده کنند که سلامت فضانوردان را در سفر به مریخ تامین می‌کند.

گرچه انسان برای زندگی در فضا به دنیا نمی‌آید، اما وقتی زندگی کردن در فضا را یاد بگیرد، زندگی زمینی سالمتری را خواهد داشت.