Non è un segreto che la NASA abbia assunto un compito travolgente: inviare persone su Marte entro il 2030. Perché opprimente? Perché è sufficiente capire che un viaggio tipico durerà dai tre ai sei mesi e l'equipaggio dovrà rimanere sul pianeta fino a due anni prima che l'allineamento dei pianeti permetta loro di tornare a casa. Ciò significa che gli astronauti dovranno vivere in condizioni di (micro) gravità ridotta per almeno tre anni - questo supera significativamente l'attuale record di permanenza continua nello spazio, stabilito dal cosmonauta russo Valery Polyakov: 438 giorni.
Agli albori dei viaggi spaziali, gli scienziati hanno lavorato duramente per capire come superare la gravità in modo che un razzo potesse catapultarsi nello spazio e far atterrare le persone sulla luna. Oggi, anche la gravità rimane nell'agenda della scienza, ma questa volta siamo più interessati a come la gravità ridotta influenzi la salute degli astronauti, in particolare il loro cervello. Dopotutto, ci siamo evoluti per esistere nella gravità terrestre (1 g), non nell'assenza di gravità dello spazio (0 g) o nella microgravità di Marte (0,3 g).
Cervello in una vasca
Quindi come affronta il cervello la microgravità? In breve, molto male - tuttavia, le informazioni su questo sono limitate. Sappiamo che i volti degli astronauti si arrossano e si gonfiano in assenza di gravità, un fenomeno chiamato affettuosamente "effetto Charlie Brown". Ciò è in gran parte dovuto al fatto che il fluido, costituito principalmente da sangue (cellule e plasma) e liquido cerebrospinale, viene spostato verso la testa, provocando il gonfiore e la rotondità dei volti e l'assottigliamento delle gambe.
Questi spostamenti di fluidi sono anche associati a "mal di spazio" (simile al mal di mare), mal di testa e nausea. Recentemente, sono stati anche associati a visione offuscata a causa dell'aumento della pressione con aumento del flusso sanguigno; il cervello stesso galleggia fino alla sommità del cranio, esercitando una pressione su di esso. Nonostante il fatto che la NASA consideri la disabilità visiva e lo spostamento del cervello il principale rischio per la salute di qualsiasi persona su Marte, non è stato ancora possibile scoprire quali siano le cause e come prevenirlo.
Il professore di Fisiologia e Biochimica Damien Bailey dell'Università del Galles del Sud ritiene che alcune parti del cervello finiscano per ricevere troppo sangue perché l'ossido nitrico si accumula nel flusso sanguigno, una molecola invisibile che di solito galleggia lì. Le arterie che forniscono sangue al cervello si rilassano, quindi si aprono di più. Come risultato di questo aumento del flusso sanguigno, la barriera emato-encefalica - l '"ammortizzatore" del cervello - si sovraccarica. L'acqua si accumula lentamente, il cervello si gonfia e la pressione aumenta.
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Immagina un fiume che straripa dalle sue sponde. La cosa più importante in tutto questo è che non viene fornito abbastanza ossigeno a certe parti del cervello. Questo è un grosso problema che può spiegare la visione offuscata, così come altri effetti che compaiono sulla capacità degli astronauti di pensare, concentrarsi, ragionare e muoversi.
Un viaggio nella "cometa del vomito"
Per testare un'idea, gli scienziati devono metterla in pratica. Ma invece di chiedere alla NASA di viaggiare sulla luna, hanno semplicemente deciso di liberarsi dalla gravità terrestre simulando l'assenza di gravità su un aereo speciale chiamato cometa del vomito, una cometa del vomito.
Salendo in aria e poi scendendo, questo aereo esegue fino a 30 figure paraboliche in un unico volo per simulare la sensazione di assenza di gravità. La caduta libera dura solo 30 secondi, ma il viso riesce a gonfiarsi in mezzo minuto.
Dopo aver fissato in modo sicuro tutta l'attrezzatura, gli scienziati hanno effettuato misurazioni tra otto volontari, ognuno dei quali ha effettuato un volo ogni giorno per quattro giorni. Hanno misurato il flusso sanguigno nelle varie arterie che supportano il cervello utilizzando l'ecografia Doppler portatile, che fa rimbalzare le onde sonore ad alta frequenza sui globuli rossi circolanti. Hanno anche misurato il livello di ossido nitrico nei campioni di sangue prelevati da una vena dell'avambraccio, così come altre molecole invisibili, inclusi i radicali liberi e le proteine specifiche del cervello (che riflettono il danno strutturale al cervello), che potrebbero dire se la barriera emato-encefalica è forzata ad aprirsi.
I primi risultati hanno confermato esattamente ciò che ci si aspettava. I livelli di ossido nitrico sono aumentati dopo ripetuti "attacchi" di assenza di gravità, e questo ha coinciso con un aumento del flusso sanguigno, specialmente nelle arterie che riforniscono la parte posteriore del cervello. La barriera emato-encefalica si è aperta, sebbene non vi fossero prove di danni strutturali al cervello.
I ricercatori hanno ora in programma di continuare questi studi con valutazioni più dettagliate dei cambiamenti nel sangue e nei liquidi nel cervello, utilizzando tecniche di imaging come la risonanza magnetica per confermare i risultati. Vogliono anche prendere in considerazione l'introduzione di contromisure come pantaloni di gomma, che creano una pressione negativa nella parte inferiore del corpo e aiutano a "pompare" il sangue dal cervello dell'astronauta, così come farmaci che contrastano l'aumento dell'ossido nitrico. I risultati di tali studi potrebbero non solo migliorare il benessere degli astronauti durante i viaggi spaziali, ma anche fornire preziose informazioni sul motivo per cui la "gravità" fa bene al cervello.
Ilya Khel
