فضانورد « اسکات کلی » مدت یک سال را در ایستگاه فضایی بین المللی سپری کرد، در حالی که برادر دوقلوی او، مارک در همین مدت در زمین به سر می برد. نتایج جامع تحقیقات چندین ساله ناسا در مورد مقایسه این دو برادر که ساعاتی قبل منتشر شده حقایقی در مورد تغییرات دائمی و موقتی بدن انسان در فضا را روشن کرده است.
اسکات کِلی که با 340 روز اقامت در ایستگاه فضایی بین المللی بیشتر از هر فرد دیگری از ایالات متحده در فضا زندگی کرده می گوید تحمل شرایط فضا برای بدن مشکل است. تابش پرتوهای مضر، شرایط بی وزنی، رژیم غذایی محدود، زمان بندی خواب متفاوت و محبوس بودن در فضای ایستگاه دست به دست هم می دهند تا شرایط زندگی در فضا را سخت تر کنند.
ناسا در پی این است که شرایط زندگی انسان ها در فضا و تهدیدات سلامتی آنها را بررسی کند تا در آینده برای سفرهای طولانی فضانوردان آماده شود. پژوهش روی این دو برادر دوقلوی همسان برای اولین بار فرصتی را برای محققان ناسا فراهم کرد که از دید زیست مولکولی نحوه واکنش بدن انسان به شرایط سفرهای فضایی را بررسی کنند. علاوه بر این با بررسی جهش ژنتیکی، بتوانند به درکی از نحوه حفظ سلامت انسان ها در سفرهای آتی به ماه و شاید مریخ دست پیدا کنند.
در طول 25 ماه، آزمایشگاه هایی در سراسر ایالات متحده شرایط بدنی و ذهنی اسکات کلی را مورد بررسی قرار دادند. به این منظور نمونه های خون و مدفوع او جمع آوری شد. مایک کلی، برادر او هم تحت آزمایش ها و نمونه برداری ها مشابه قرار گرفت.
اسکات کلی که در بین سال های 2015 تا 2016 روانه ایستگاه فضایی بین المللی شده بود تغییرات فیزیکی، ژنتیکی و روانی متعددی را تجربه کرد. این در حالی بود که در همین مدت بدن مارک کلی، که در زمین سکونت داشت شاهد چنین تغییراتی نبود. با این حال برخی از تأثیرات منفی این سفر از جمله تغییراتی در DNA و کاهش کارایی ذهنی همچنان با اسکات همراه هستند. ناسا در تحقیقات اخیر خود به این نتیجه رسیده که بیشتر تغییراتی که در فضا در بدن انسان اتفاق می افتند همیشگی نیستند.
بر اساس گفته ناسا در کنفرانس مطبوعاتی اخیر زمانی که اسکات پس از اقامت 340 روزه در فضا به زمین بازگشت بدنش به تدریج به سمت طبیعی شدن پیش رفت. «کریستوفر میسِن» دانشیار از واحد تحقیقات پزشکی وایل کُرنل و یکی از نویسندگان این تحقیق بوده که رهبری تیم بازرسی بیان ژن را بر عهده داشته است. او معتقد است که اسکات نشان داد که حقیقتاً یکی از بهترین مثال ها برای انعطاف پذیری و سازگاری انسان ها است که ما تا کنون دیده ایم.
یافته های تحقیقات
اسکات کلی در طول سفر فضایی خود با آسیب های متعددی مواجه شد که البته برخی از آنها با بازگشت به زمین به نحوی بهبود پیدا کرد.
تغییر در طول تلومرها
تلومر مشابه با درپوش هایی محافظتی در انتهای کروموزم ها هستند که آنها را در حالت پایدار نگه می دارند. به عبارتی ساده تر می توان تلومرها را به پلاستیک های سرِ بند کفش تشبیه کرد که از خراب شدن بند جلوگیری می کنند. به طور معمول تلومرها با افزایش سن یا استرس کوتاه تر می شوند. کوتاه شدن تلومرها با بیماری های مرتبط با سن از جمله بیماری های قلبی و عروقی هم در ارتباط هستند. در شرایط استرس زای سفر فضایی باید تلومرهای اسکات کلی کوتاه تر می شدند اما پژوهشگران ناسا دریافتند که تلومرهای او در مقایسه با برادرش که در زمین باقی مانده بود بلندتر شدند.
اسکات کلی در حال تلاش برای راه رفتن، تنها اندکی پس از بازگشت به زمین
این کشف، دانشمندانِ برنامه تحقیقات انسانی ناسا را متعجب کرد، چرا که پیش از این، بررسی تلومرها به عنوان روشی برای محاسبه سن افراد در نظر گرفته می شد. در حال حاضر دانشمندان در حال پژوهش روی طولانی کردن تلومرها به عنوان روشی برای معکوس کردن روند کهن سالی و غلبه بر سرطان هستند.
در واقع دانشمندان هنوز دلیل افزایش طول تلومرهای اسکات کلی را نمی دانند. در نهایت اما به محض اینکه اسکات به زمین بازگشت تلومرها شروع به کوتاه شدن کردند. حتی این تغییر تا حدی پیش رفت که از میزان پیش از شروع مأموریت هم کوچکتر شدند. این اولین باری بود که طول تلومرها در فضانوردان اندازی گیری می شد.
تغییر در ژن ها
فعالیت های ژنتیکی اسکات کلی در فضا با تغییراتی همراه بود. سلول های او ژن های خاص را با الگویی متفاوت با یک انسان روی زمین فعال یا غیر فعال می کردند. زمانی که به ایستگاه فضایی بین المللی رفت در حدود 1400 ژن شروع به رفتار متفاوتی کردند. دلیل این موضوع احتمالاً تغییر در درخواست های مرتبط با بدنش بود. اما بیشترین تغییر، بعدها در نیمه دوم سفرش و به خصوص برای ژن های مرتبط با پاسخ سیستم ایمنی و آسیب های DNA اتفاق افتاد. این موضوع می تواند در سفرهای فضایی آتی نگران کننده باشد چرا که در سفرهای طولانی احتمالاً تغییرات در بدن اسکات هم بیشتر خواهد بود.
اما با به زمین بازگشتن اسکات هم این تغییرات متوقف نشدند. تنها مدت اندکی پس از اینکه بر زمین قدم گذاشت افزایش ورم شدیدی را تجربه کرد. به گفته میسن، بودن در فضا سخت است اما بازگشت به زمین سخت تر است. با این حال در نهایت پس از 6 ماه فعالیت 91 درصد از ژن ها که در طول سفر تغییر کرده بود به حالت طبیعی بازگشت.
آسیب DNA
اسکات کلی در طول اقامت خود در ایستگاه فضایی به میزان 146میلی سیورت تابش یوننده را تجربه کرد که حدوداً معادل با 10 تا 15 بار سی تی اسکن شکم است. محققان روی آسیب های DNA ناشی از این تابش ها تحقیق کردند و دریافتند که پیش از سفر، مایک و اسکات میزان مشابهی از یک نوع آسیب مرتبط با DNA و کروموزم داشتند. اما زمانی که اسکات به فضا رفت این آسیب ها بیشتر شدند و ریسک ناپایداری ژنومی در او را افزایش دادند؛ موردی که با سرطان در ارتباط است.
به عقیده برخی محققان که در این پژوهش شرکت نداشته اند این موضوع می تواند نگران کننده باشد و به طور کلی جهش های این چنینی برای انسان ها مضر است. در نهایت به نظر می رسد برای بررسی مخاطرات این موضوع، باید تحقیقات بیشتری انجام شود.
اسکات کلی (سمت راست) در کنار برادر دوفلوی خود
تغییر در میکروب های معده از موارد دیگر بود. این تغییرات بعد از بازگشت به زمین به حالت اولیه بازگشت اما آسیب هایی در DNA و لنفوسیت تی (نوعی از سلول های سیستم ایمنی بدن) باقی ماندند.
سایر تغییرات
در کنار این موارد تغییراتی فیزیکی و روانی هم در اسکات کلی به وجود آمد. چشم های او به دلیل افزایش میزان خون در پشت آنها و ضخیم شدن شبکیه، دوربین تر شد و مشکلات بینایی برایش پیش آمد. البته پیش از این هم می دانستیم که این موضوع در سفرهای فضایی کاملاً شایع است.
ضخیم تر شدن سرخرگ کاروتید در اثر سفر فضایی هم می تواند نشانی از بیماری های قلبی عروقی یا حتی خطر سکته در آینده اسکات کلی باشد.
توانایی های شناختی اسکات پس از یک سال سر کردن در فضا کاهش یافته بود. در بررسی ها، اسکات کلی موفق نشد به خوبی قبل از سفر و حتی به خوبی برادرش از پس آزمایش ها بر آید. این آزمایش ها شامل مواردی از جمله بررسی حافظه، دقت، شناخت احساسات و ریسک پذیری بود که به طور ویژه برای فضانوردان طراحی شده بود.
تست های این چنینی با آزمایش های عموم مردم متفاوت است چرا که آزمایش های معمول به اندازه کافی برای فضانوردان مشکل نیست. این تغییر در توانایی ها حتی تا 6 ماه پس از بازگشت به زمین هم در اسکات باقی ماند. کارایی او به شدت پایین آمده بود اما هنوز به درجه ای نرسیده بود که بتوان گفت به طور کلی از دست رفته است.
محققان دلیل این موضوع را نمی دانستند. شاید موضوع به تأثیر جاذبه زمین بر مغز بعد از حضور طولانی مدت در فضا مرتبط بود. شاید هم به بازنشستگی اسکات کلی و برنامه زمان بندی فشرده او بعد از فرود روی زمین مرتبط می شد. از آنجایی که این فضانورد تنها سوژه ای بود که روی آن تحقیق شد، فعلاً نمی توان با قطعیت پاسخ این مسئله را داد.
در فضا به او واکسن آنفولانزا تزریق شد و بدنش واکنشی مشابه با زمانی که در زمین باشد از خود نشان داد. به عبارتی واکسن کارش را به خوبی انجام داد و نشان از این داشت که سیستم ایمنی بدنش همچنان به خوبی وظیفه خود را انجام می دهد. این آزمایش شواهدی را فراهم کرد که نشان می داد سیستم ایمنی بدن انسان در سفرهای فضایی تحت تأثیر قرار نمی گیرد.
سخن پایانی
این تحقیق نقطه ضعف هایی هم داشت. از آنجایی که محققان تنها دو انسان دوقلوی همسان را بررسی کرده اند نمی توان تمامی یافته ها را به تمامی فضانوردان تعمیم داد. علاوه بر این نمی توان گفت که الزاماً هر فضانورد تغییراتی که اسکات کلی در طول سفر یا بعدتر با آن مواجه شد را تجربه می کند. همچنین محققان هنوز اطمینان ندارند که این تغییرات در طولانی مدت چه اثری بر اسکات خواهند گذاشت.
با این حال به عقیده برخی محققان، این پژوهش جامع ترین مطالعه ای بوده که تاکنون روی یک فضانورد انجام شده است. در نهایت دانشمندان معتقدند که این آزمایش ها مشخص می کند که چگونه بدن انسان می تواند خود را با عوارض سفرهای فضایی تطبیق دهد یا این عوارض در بدن فضانوردان بهبود پیدا کند. شکی نیست که در آینده باید تحقیقات بیشتر و جامع تری در این باره انجام شود تا پیش از فرستادن انسان ها به مکان های دورتر فضا از ریسک های احتمالی سلامتی آنها اطمینان حاصل شود.
