NASA 已做出承诺到 2030 年代将人类送上火星。
这是一个雄心勃勃的目标，因为你认为典型的往返旅行将在三到六个月之间，并且工作人员预计将在这颗红色星球上停留长达两年，然后行星对齐允许返回家园。
这意味着宇航员必须在低重力环境下生活大约三年——远远超出了当前连续438天的记录在俄罗斯宇航员瓦列里·波利亚科夫（Valery Polyakov）的太空中。
在太空旅行的早期，科学家们努力弄清楚如何克服重力这样火箭就可以摆脱地球的引力而弹射，以便将人类送上月球。
如今，重力仍然是科学议程的首要议题，但这一次我们更感兴趣的是重力减小如何影响宇航员的健康，尤其是他们的大脑。毕竟，我们已经进化到存在于地球引力（1 g）中，而不是存在于太空失重（0 g）或微重力中。（0.3 克）。
那么人脑到底是如何应对微重力的呢？
简而言之，很糟糕——尽管有关这方面的信息有限。
这很令人惊讶，因为我们熟悉宇航员脸变得又红又肿失重期间——这种现象被亲切地称为“查理布朗效应“， 或者 ”浮肿头鸟腿综合症”。
这是因为主要由血液（细胞和血浆）和脑脊液组成的液体流向头部，导致他们的脸圆而浮肿，腿部较细。
这些体液变化还与太空晕动病、头痛和恶心有关。
最近，他们还被与视力模糊有关由于血流量增加而压力增大，大脑在颅骨内向上漂浮，这种情况称为视力障碍和颅内压综合征。
尽管美国宇航局认为这种综合症是任何火星任务中最大的健康风险，但弄清楚它的原因以及（一个更棘手的问题）如何预防它仍然是一个谜。
那么我的研究适合这个领域吗？
嗯，我认为大脑的某些部分最终会接收过多的血液，因为一氧化氮（一种通常漂浮在血液中的看不见的分子）在血液中积聚。
这使得向大脑供血的动脉松弛，从而过度张开。由于血流量持续激增，血脑屏障（大脑的“减震器”）可能会不堪重负。
这使得水慢慢积聚（一种称为水肿的情况），导致脑肿胀和压力增加，由于排水能力的限制，情况也会变得更糟。
把它想象成一条溢出河岸的河流。最终结果是没有足够的氧气足够快地到达大脑的各个部分。
这是一个大问题，可以解释为什么会出现视力模糊，以及对其他技能的影响，包括宇航员的认知敏捷性（他们如何思考、集中注意力、推理和移动）。
“呕吐彗星”之旅
为了确定我的想法是否正确，我们需要对其进行测试。但我们并没有要求美国宇航局进行一次月球之旅，而是通过在太空中模拟失重来摆脱地球引力的束缚。绰号“呕吐彗星”的特殊飞机。
通过爬升然后在空中下降，这架飞机在一次飞行中执行多达 30 个这样的“抛物线”，以模拟失重的感觉。
它们只持续 30 秒，我必须承认，它非常容易上瘾，而且你的脸确实会变得浮肿！
所有设备都牢固固定后，我们对八名志愿者进行了测量，他们连续四天每天乘坐一次航班。
我们使用便携式多普勒超声波测量了为大脑供血的不同动脉中的血流量，该超声波的工作原理是通过循环红细胞反射高频声波。
我们还测量了从前臂静脉采集的血液样本中的一氧化氮水平，以及包括自由基和大脑特异性蛋白质（反映大脑结构损伤）在内的其他不可见分子的水平，这些分子可以告诉我们血脑屏障是否已发生变化。被强行打开。
我们的初步发现证实了我们的预期。在反复失重后，一氧化氮水平会增加，而这与血流量增加同时发生，特别是通过供应大脑后部的动脉。
尽管没有证据表明存在结构性脑损伤，但这迫使血脑屏障打开。
我们现在计划跟进这些研究，使用磁共振等成像技术对大脑中的血液和液体变化进行更详细的评估，以证实我们的发现。
我们还将探讨橡胶吸力裤等对策以及药物的影响，这种裤子会在下半身产生负压，从而帮助“吸走”宇航员大脑中的血液。以抵消一氧化氮的增加。
但这些发现不仅会改善太空旅行，还可以提供有价值的信息，说明为什么运动的“重力”是大脑的良药，以及它如何在以后的生活中预防痴呆和中风。
