अंतरिक्ष में अंतरिक्ष यात्री: जीरो ग्रेविटी पर आपके दिमाग में क्या होता है, वैसे भी?

नासा ने 2030 तक मनुष्यों को मंगल पर भेजने की प्रतिबद्धता जताई है। यह एक महत्वाकांक्षी लक्ष्य है जब आप सोचते हैं कि एक विशिष्ट दौर की यात्रा तीन से छह महीने के बीच कहीं भी होगी, और चालक दल से दो साल तक लाल ग्रह पर रहने की उम्मीद की जाएगी, इससे पहले कि ग्रह संरेखण घर लौटने की अनुमति देता है। इसका मतलब है कि अंतरिक्ष यात्रियों को रूसी अंतरिक्ष यात्री वेलेरी पॉलाकोव द्वारा रखे गए अंतरिक्ष में 438 निरंतर दिनों के वर्तमान रिकॉर्ड से परे - लगभग तीन वर्षों तक कम (सूक्ष्म) गुरुत्वाकर्षण में रहना होगा।

अंतरिक्ष यात्रा के शुरुआती दिनों में, वैज्ञानिकों ने यह पता लगाने के लिए कड़ी मेहनत की कि गुरुत्वाकर्षण के बल को कैसे पार किया जाए ताकि चंद्रमा पर मानवों को उतारने के लिए एक रॉकेट पृथ्वी के खींचने से मुक्त हो सके। आज, विज्ञान के एजेंडे में गुरुत्वाकर्षण सबसे ऊपर रहता है, लेकिन इस बार हम इस बात में अधिक रुचि रखते हैं कि कैसे कम हो रहे गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष यात्रियों के स्वास्थ्य को प्रभावित करते हैं - विशेषकर उनके दिमाग को। आखिरकार, हम पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण (1 g) के भीतर मौजूद हैं, अंतरिक्ष की भारहीनता (0 g) या मंगल की सूक्ष्म गुरुत्व (0.3 g) में मौजूद नहीं है।

तो वास्तव में मानव मस्तिष्क माइक्रोग्रैविटी से कैसे सामना करता है? खराब, संक्षेप में - हालांकि इस बारे में जानकारी सीमित है। यह आश्चर्यजनक है, क्योंकि हम अंतरिक्ष यात्रियों के चेहरे के लाल होने और वजनहीन होने के दौरान फूला हुआ है - एक ऐसी घटना जिसे प्यार से "चार्ली ब्राउन इफ़ेक्ट", या "पफी हेड बर्ड लेग सिंड्रोम" के रूप में जाना जाता है। यह ज्यादातर रक्त में तरल पदार्थ के कारण होता है। (कोशिकाएं और प्लाज्मा) और मस्तिष्कमेरु द्रव सिर की ओर बढ़ जाते हैं, जिससे उनके गोल, पफी चेहरे और पतले पैर होते हैं।

ये द्रव शिफ्ट अंतरिक्ष गति बीमारी, सिरदर्द और मतली से भी जुड़े हैं। उन्होंने यह भी कहा है कि हाल ही में, दबाव के निर्माण के कारण धुंधली दृष्टि से जुड़ा हुआ है क्योंकि रक्त प्रवाह बढ़ता है और मस्तिष्क खोपड़ी के अंदर ऊपर की ओर तैरता है - एक ऐसी स्थिति जिसे दृश्य हानि और इंट्राक्रैनील दबाव सिंड्रोम कहा जाता है। भले ही नासा मंगल ग्रह के किसी भी मिशन के लिए इस सिंड्रोम को शीर्ष स्वास्थ्य जोखिम मानता है, लेकिन यह पता लगाता है कि यह क्या कारण है और - एक भी कठिन प्रश्न - इसे कैसे रोका जाए, अभी भी एक रहस्य बना हुआ है।

तो मेरा शोध इस में कहाँ फिट बैठता है? खैर, मुझे लगता है कि मस्तिष्क के कुछ हिस्से बहुत अधिक रक्त प्राप्त करते हैं क्योंकि नाइट्रिक ऑक्साइड - एक अदृश्य अणु जो आमतौर पर रक्तप्रवाह में चारों ओर तैर रहा है - रक्तप्रवाह में बनता है। इससे मस्तिष्क को रक्त की आपूर्ति करने वाली धमनियां शिथिल हो जाती हैं, जिससे वे बहुत अधिक खुल जाती हैं। रक्त प्रवाह में इस अथक उछाल के परिणामस्वरूप, रक्त-मस्तिष्क अवरोध - मस्तिष्क का "शॉक अवशोषक" - अभिभूत हो सकता है। यह पानी को धीरे-धीरे (एडिमा नामक एक स्थिति) का निर्माण करने की अनुमति देता है, जिससे मस्तिष्क की सूजन और दबाव में वृद्धि होती है जो इसकी जल निकासी क्षमता में सीमा के कारण भी बदतर बना सकती है।

इसे ऐसे समझें कि नदी अपने किनारों पर बह रही है। अंतिम परिणाम यह है कि मस्तिष्क के कुछ हिस्सों में पर्याप्त ऑक्सीजन तेजी से नहीं पहुंचती है। यह एक बड़ी समस्या है जो यह बता सकती है कि धुंधली दृष्टि क्यों होती है, साथ ही साथ अंतरिक्ष यात्रियों की संज्ञानात्मक चपलता (वे कैसे सोचते हैं, ध्यान, कारण और चाल) सहित अन्य कौशल पर प्रभाव डालते हैं।

"उल्टी धूमकेतु" में एक ट्रिप

यह जानने के लिए कि क्या मेरा विचार सही था, हमें इसे परखने की जरूरत थी। लेकिन नासा से चंद्रमा की यात्रा के लिए पूछने के बजाय, हमने "उल्टी धूमकेतु" उपनाम में एक विशेष हवाई जहाज में भारहीनता का अनुकरण करके पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के बंधनों से बच गए।

चढ़ाई और फिर हवा के माध्यम से डुबकी लगाकर, यह विमान वजन घटाने की भावना को अनुकरण करने के लिए एक ही उड़ान में इनमें से 30 तक "पैराबोलस" करता है। वे केवल 30 सेकंड तक चलते हैं, और मुझे स्वीकार करना चाहिए, यह बहुत ही व्यसनी है, और आपको वास्तव में एक शराबी चेहरा मिलता है!

सभी उपकरण सुरक्षित रूप से तेजी से नीचे गिर गए, हमने आठ स्वयंसेवकों से माप लिया, जिन्होंने चार दिनों तक हर दिन एक ही उड़ान भरी थी। हमने विभिन्न धमनियों में रक्त के प्रवाह को मापा जो एक पोर्टेबल डॉपलर अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके मस्तिष्क की आपूर्ति करते हैं, जो लाल रक्त कोशिकाओं को प्रसारित करने से उच्च-आवृत्ति ध्वनि तरंगों को उछालकर काम करता है। हमने प्रकोष्ठ शिरा से लिए गए रक्त के नमूनों में नाइट्रिक ऑक्साइड के स्तर को भी मापा, साथ ही साथ अन्य अदृश्य अणु जिनमें मुक्त कण और मस्तिष्क-विशिष्ट प्रोटीन (जो मस्तिष्क को संरचनात्मक क्षति को दर्शाते हैं) शामिल हैं जो हमें बता सकते हैं कि क्या रक्त-मस्तिष्क बाधा है मजबूरन खुला हुआ।

हमारे शुरुआती निष्कर्षों ने पुष्टि की कि हमने क्या अनुमान लगाया था। नाइट्रिक ऑक्साइड का स्तर भारहीनता के बार-बार बढ़ने के बाद बढ़ा, और यह रक्त के प्रवाह में वृद्धि के साथ हुआ, विशेष रूप से धमनियों के माध्यम से जो मस्तिष्क के पीछे की आपूर्ति करते हैं। इसने रक्त-मस्तिष्क बाधा को खोलने के लिए मजबूर किया, हालांकि संरचनात्मक मस्तिष्क क्षति का कोई सबूत नहीं था।

अब हम अपने निष्कर्षों की पुष्टि करने के लिए चुंबकीय अनुनाद जैसे इमेजिंग तकनीकों का उपयोग करके मस्तिष्क में रक्त और द्रव शिफ्ट के अधिक विस्तृत आकलन के साथ इन अध्ययनों का पालन करने की योजना बना रहे हैं। हम उन प्रभावों का भी पता लगाने जा रहे हैं जो रबर सक्शन ट्राउज़र जैसे काउंटरमेशर्स - जो शरीर के निचले आधे हिस्से में इस विचार के साथ एक नकारात्मक दबाव बनाते हैं कि वे अंतरिक्ष यात्री के मस्तिष्क से "चूसना" रक्त में मदद कर सकते हैं - साथ ही ड्रग्स नाइट्रिक ऑक्साइड में वृद्धि का प्रतिकार करना। लेकिन इन निष्कर्षों से अंतरिक्ष यात्रा में सुधार नहीं हुआ - वे यह भी मूल्यवान जानकारी प्रदान कर सकते हैं कि क्यों व्यायाम की "गुरुत्वाकर्षण" मस्तिष्क के लिए अच्छी दवा है और यह बाद के जीवन में मनोभ्रंश और स्ट्रोक से कैसे बचा सकता है।

यह आलेख मूल रूप से दियनियन बेली द्वारा द कन्वर्सेशन पर प्रकाशित किया गया था। मूल लेख यहां पढ़ें।