Вселенски живот - што се случува во вашето тело по една година поминување во Вселенската станица - Приказни за Mindcraft
Двајца идентични браќа близнаци, двајцата астронаути, се гонети повеќе од две години. Еден оди на едногодишна мисија во вселената, друг останува на земјата.
Не станува збор за сценариото на најновиот холивудски блокбастер. Ова се резултатите од обемното истражување на НАСА за време на вселенска мисија која траеше една година. Првиот што патувал во вселената бил рускиот космонаут Јуриј Гагарин, на 12 април 1961 година. Оттогаш, во вселената летале 559 луѓе. Сепак, долгите вселенски мисии (вселенска мисија се смета за долгорочна ако вкупно поминува повеќе од 300 дена поминати во вселената) се многу ретки. Само осум астронаути учествуваа во мисии подолги од 300 дена, а само четворица од нив поминаа една година или повеќе во вселената за време на една мисија.
Затоа, едногодишната вселенска мисија претставуваше особено важна можност за американските истражувачи да го проучат и анализираат влијанието на долгите периоди на време поминато во физички услови многу различни од оние на Земјата врз човечката физиологија, физичката состојба и ментално здравје на астронаутите.
Како тоа влијае на долгите периоди на време поминато во вселената?
Таканаречената „Мисија од една година“ се одржа помеѓу март 2015 година и март 2016 година, претставувајќи експедиција во руско-американското партнерство. Целта на оваа мисија беше да собере податоци за долгорочните ефекти на долгите периоди поминати во вселената врз физичкото и менталното здравје на астронаутите. Секоја од двете држави назначи астронаут да помине една година - поточно 340 дена - на меѓународната вселенска станица (ISS). Русите го избраа Михаил Корниенко и Американците Скот Кели.
Паралелно со тоа, НАСА спроведе дополнителна анализа. Астронаутот Скот Кели - избран да учествува во „Едногодишната мисија“ - има идентичен брат близнак, Марк Кели, кој исто така беше астронаут во тоа време. Оваа случајност ги прави браќата Кели совршени кандидати за студија спроведена паралелно со „Едногодишната мисија“.
Така се роди Студија за близнаци на НАСА, обемна студија за тоа како времето поминато во вселената влијае на човечкото тело со најмали детали. Скот Кели беше предмет на анализа, тој помина една година на Вселенската станица. Неговиот брат близнак, Марк Кели, остана на земја, претставувајќи ја совршената контролна група. Бидејќи се монозиготни близнаци, двајцата браќа се генетски идентични. На овој начин, НАСА беше во можност да ги проучи и анализира со најмали детали ефектите на времето поминато во вселената врз човечкото тело.
Обемната студија на НАСА обедини и интегрираше десет различни тимови истражувачи од осум држави. Вкупно 84 истражувачи ја истражуваа секоја биолошка промена, колку и да е суптилна, на која Скот Кели претрпе во својата долга вселенска мисија, од физиолошка и когнитивна до генетска и молекуларна.
Сега, скоро три години по завршувањето на „Едногодишната мисија“, во списанието „Сајанс“ беа објавени конечните резултати од студијата на истражувачите на НАСА врз двајцата близначки астронаути. Написот е придружен со едиторијал за истата тема, а насловната страница на априлскиот број на списанието „Сајанс“ е исто така посветена на двајцата астронаути.
Во време кога човештвото размислува за подолги вселенски мисии, резултатите од студијата на НАСА се вредни алатки за подобро разбирање како на човечкото тело влијае долгорочното живеење во вселената.
Методологија на студии
Скот и Марк Кели се монозиготни близнаци - генетски идентични - и двајцата астронаути од НАСА. За време на студијата, двајцата имале 50 години.
Скот досега помина 180 дена во вселената. Пред изборот за „Едногодишна мисија“, тој беше на теренот веќе четири години. Неговиот брат, Марк, поминал вкупно 54 дена во вселената и, како неговиот брат, не летал во вселената скоро четири години во времето кога започнала студијата.
Студијата на НАСА траеше вкупно 25 месеци. Ова вклучуваше период пред вселенската мисија, годината што Скот ја помина на SSI и Марк на земја и значителен временски период откако Скот се врати на Земјата. За сето ова време, двајцата браќа следеа строги протоколи, учествуваа во физички и когнитивни тестови и обезбедија примероци од биолошки материјали за компаративно истражување.
Меѓу другото, во годината помината на Вселенската станица, Скот Кели собра сопствена крв за анализа и прими вакцина против грип. Научниците од НАСА сакаа да знаат дали имунолошкиот одговор на организмот се менува за време на патувањето во вселената. На Земјата, неговиот брат го помина истиот протокол и истиот распоред на тестови и вакцинации, претставувајќи ја контролната група.
На вселенската станица, Скот собра и издвои за анализа примероци од крв и плазма, плунка, кожа и урина и изврши периодични тестови за когнитивност и оптометрија. Многу од примероците на Скот собрани во вселената се чуваа на -80 ° C и беа анализирани по неговото враќање на Земјата. Ова е затоа што испраќањето биолошки примероци на бродот SSI на Земјата со употреба на шатлови кои периодично ја снабдуваат Вселенската станица вклучува патување повеќе од 45 часа низ атмосферата на Земјата, во тешки услови, што ги менува примероците (тие се предмет на екстремни температурни промени и вибрации). висока фреквенција, што може да доведе до неизбежни измени на биолошкиот материјал).
Епигенетика или „природа наспроти околина“
Важен аспект на оваа обемна студија беше анализа на двајцата браќа од епигенетска перспектива. Епигенетиката е гранка на генетиката која ја проучува варијацијата на фенотипските црти во зависност од аспектите на околината. Истражувачите на НАСА сакаа да анализираат како се менува однесувањето на гените во вселената и, следствено, како влијае на начинот на кој клетките на човечкото тело ги кодираат овие гени.
Вселената е многу поинаква околина од онаа во која повеќето луѓе живеат на Земјата. Од изложеност на зрачење и микрогравитација до време поминато во изолација и во многу ограничен простор, за време на вселенските мисии, астронаутите се принудени да се прилагодат на живеење во многу поинаква средина. За истражувачите, важно е да се забележи и анализира како човечкото тело лесно се менува за да се прилагоди на оваа различна средина. Исто така е важно да се напомене колку од промените што се случиле во текот на времето поминато во вселената се трајни и до кој степен човечкото тело „се враќа во нормала“ откако ќе се врати на Земјата.
Кои се преостанатите ефекти на времето поминато во вселената? За да одговорат на ова прашање, истражувачите на НАСА сакале да имаат биолошки информации собрани на почетокот на студијата - пред летот - за време на вселенската мисија и по нејзиното завршување, за да ги анализираат промените во физиологијата на двајцата астронаути со текот на времето.
Какви промени се случуваат во човечкото тело во вселената?
Резултатите од студијата спроведена од НАСА покажаа дека најмалку десет физиолошки процеси биле до одредена мерка под влијание на патувањето во вселената Меѓу промените забележани од истражувачите се: промени во телесната маса и составот на микробиомите, кардиоваскуларни промени, прилагодувања на очите, когнитивни промени, промени во должината на теломерите и во транскрипцијата на некои гени (епигенетски промени).
Некои од овие забележани промени ги потврдија резултатите од слични студии, кои разгледуваа како влијае на здравјето на астронаутите од времето поминато во вселената. Другите беа нови откритија, што ќе треба да се потврдат со идните студии.
Исто така, треба да се напомене дека голем дел од промените се случија со враќањето на астронаутот на земјата. Други, пак, беа постојани или го направија своето присуство почувствувано по враќањето на Земјата. Ајде да ги земеме едно по едно:
Промени во должината на теломерот
Една од најинтересните промени забележани од истражувачите е промена на должината на телемерите на астронаутот во вселената. Теломерите се „краја“ на хромозомите, региони на повторлива ДНК кои го штитат интегритетот на хромозомот. Ако хромозомите се плетени жици, жиците, телемерите може да бидат визуелно претставени како јазли или јазлични краеви на низата, кои ја штитат низата и спречуваат да не се одврзе. Должината на теломерот беше поврзана со вистинската старост на телото. Ова е затоа што со секоја клеточна делба, телемерите се скратуваат. Затоа, скратувањето на теломерите е знак на стареење на клетките и ткивата и може да предиспонира за дегенеративни заболувања.
Но, истражувачите не забележале скратување на должината на теломерите во вселената, туку издолжување на истите. Откритието беше уште поинтересно бидејќи, по враќањето на Скот на земјата, повеќето теломери претрпеа брзо скратување (за помалку од 48 часа, забележуваат авторите на студијата).
Истражувачите теоретизираа дека физичкиот стрес предизвикан од враќањето на астронаутот на земјата довел до брзо скратување на теломерите. Паралелно со ова, истражувачите забележаа зголемување на воспалителниот одговор на организмот - уште еден одговор на човечкото тело на стрес и ненадејна промена во околината.
Когнитивна изведба
Интегритетот и извршувањето на когнитивните функции се од суштинско значење за астронаутите, кои се тесно поврзани со извршувањето на вселенската мисија. Астронаутите периодично се тестираат за когнитивна функција за време на вселенските мисии. Не е изненадувачки што проценката на когнитивната функција пред, за време и по завршувањето на „Едногодишната мисија“ беше важен дел од студијата на НАСА.
И Скот и неговиот брат, Марк, периодично биле подложени на батерија на когнитивни тестови. Во текот на вселенската мисија, Скот и Марк Кели имаа слични резултати на овие тестови. Резултатите не укажуваат на појава на когнитивен дефицит за време на вселенската мисија, напротив. Тестовите покажаа зголемување на брзината на когнитивниот одговор во првите месеци од вселенската мисија, како и подобрување на просторната ориентација и моторната точност - сите знаци на позитивно прилагодување кон условите на животната средина.
Наместо тоа, истражувачите забележаа пад на когнитивните перформанси откако Скот Кели се врати на Земјата. Овој пад беше задржан во некои области на познавање дури и шест месеци по завршувањето на мисијата. Истражувачите утврдија дека враќањето на астронаутите на Земјата по долга вселенска мисија вклучува поинтензивни и потешки прилагодливи процедури отколку што првично се сметаше.
Задебелување на wallидот на каротидната артерија
Друга промена што ја забележале истражувачите е задебелување на wallидот на каротидната артерија во случајот на Скот, промена што не била забележана кај неговиот брат близнак, кој останал на земја. Научниците ќе треба да ги продлабочат истражувањата за да утврдат до кој степен летот во вселената може да влијае на здравјето на срцето и крвните садови на астронаутите.
Истражувачите исто така забележале одредени промени во експресијата на гените поврзани со времето поминато во непријателска средина, промени во структурата на цревниот микробиом и адаптивни кардиоваскуларни промени поврзани со времето поминато во микрогравитацијата. За време на вселенската мисија, Скот изгуби и 7% од телесната маса, додека неговиот брат, на Земјата, забележа 4% зголемување на телесната маса.
Вакцините работат и во вселената
Интересно е да се напомене дека имунолошкиот одговор на организмот не беше променет во вселената - двајцата астронаути имаа сличен имунолошки одговор на вакцината против грип. Ова е прв пат вакцина да се даде на астронаут во вселената, а имунолошкиот одговор е позитивен, забележуваат истражувачите.
Важноста и ограничувањата на студијата
Студијата на НАСА ја искористи единствената можност да ги анализира ефектите на времето поминато во вселената врз човечката физиологија и сознание. Резултатите покажаа дека луѓето изненадувачки добро се прилагодуваат на драстичните промени во животната средина.
Физиолошките промени што ги претрпе Скот за време на неговата речиси едногодишна мисија беа мали, без драстични здравствени ефекти, како на краток, така и на долг рок. Исто така, повеќето од промените за време на вселенската мисија беа обратни по враќањето на Земјата. Падот на когнитивните перформанси по враќањето на астронаутот на земјата може да биде загрижувачки, но дури и во овој случај разликите, иако статистички беа забележителни, беа мали. Генерално, на сите нивоа: физиолошки, биолошки, молекуларен и когнитивен, Скот се прилагоди речиси беспрекорно на животот во многу поинаква и многу непријателска околина - вселената.
Она што беше уникатно за ова истражување беше можноста да се има совршена група на контрола на земјата, против која истражувачите ги споредуваа промените забележани на биолошко, физиолошко и молекуларно ниво: брат близнак на астронаутот оставен во вселената.
Наоѓањето на двајца астронаути близнаци е единствена можност за проучување на човечката физиологија. Досега Скот и Марк Кели се единствените близначки астронаути во историјата на патувањето во вселената. Имаше и други случаи во кои астронаутите кои учествуваа во мисиите имаа идентични браќа близнаци, она што досега не беше исполнето беше дека двајцата браќа беа астронаути. Ова значи дека и двајцата имале иста основна физичка обука и двајцата поминале различни периоди на време во вселената сè додека не започнала студијата.
Ова е голема предност на ова истражување, но исто така и неговото главно ограничување. Неизбежно е дека студијата со учество на само две лица, колку и да е исцрпна, е ограничена. Идни истражувања ќе бидат потребни за да се потврдат и потврдат резултатите од оваа студија за биолошките, физиолошките, генетските и когнитивните ефекти на вселенскиот лет врз човечката физиологија.