北京時(shí)間 3 月 26 日消息，載人火星任務(wù)將是人類太空探索歷程中的下一個(gè)重大飛越。NASA 已經(jīng)制定出合理時(shí)間表，目標(biāo)在二十一世紀(jì)三十年代將第一批人類送上火星。但是，踏上火星之旅和搭乘前往紐約的航班，完全不是一碼事。太空，對人類生命而言，是一個(gè)極其嚴(yán)酷的環(huán)境。人類在這里將面臨各種挑戰(zhàn)，從零重力、危險(xiǎn)的輻射到孤獨(dú)和晝夜交替的缺失。
▲重力的改變會(huì)深層次影響大腦
與過去六十年中，人類踏上的一切太空探索之旅相比，以火星為目的地的深空探索任務(wù)對身體上和心理上的要求更苛刻。往返火星的旅程將長達(dá)約 14 個(gè)月，而實(shí)際的探索任務(wù)至少得三年之久。持續(xù)高水平的認(rèn)知能力和有效的團(tuán)隊(duì)合作，將是火星深空探索任務(wù)得以安全執(zhí)行并獲得成功結(jié)果的前提。
然而，最近發(fā)表在 “Frontiers of Physiology”期刊上的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，這類缺乏重力的太空任務(wù)可能會(huì)對宇航員的認(rèn)知能力和情感理解產(chǎn)生負(fù)面影響。
自第一次太空任務(wù)以來，顯然，暴露在 “微重力”（失重）環(huán)境下，會(huì)使人體發(fā)生巨大的變化。這包括心血管、肌肉骨骼和神經(jīng)系統(tǒng)的改變。在地球上，我們借助視覺和各種器官（包括內(nèi)耳器官）來檢測重力。當(dāng)我們頭擺正的時(shí)候，耳朵里的小石頭——耳前庭的耳石——在黏性液體中處于完美平衡狀態(tài)。當(dāng)我們晃動(dòng)腦袋時(shí)，重力使液體流動(dòng)，從而向大腦釋放出頭部位置變化的信號(hào)。但是在太空飛行中，這個(gè)過程不再起作用。
太空飛行甚至還可以有害地改變宇航員大腦的解剖結(jié)構(gòu)。我們已經(jīng)在從國際空間站返回的宇航員身上，觀察到大腦的結(jié)構(gòu)變化，其中包括大腦在顱骨內(nèi)向上移動(dòng)，以及大腦層各區(qū)域、皮質(zhì)和大腦內(nèi)部之間的連接性降低。
我們?nèi)詻]有完全弄清楚這些變化會(huì)如何影響行為，但科學(xué)家正在取得一些進(jìn)展。我們知道，宇航員會(huì)遭受定向障礙、感知錯(cuò)覺、平衡失調(diào)以及暈動(dòng)病的困擾。只是，這些發(fā)現(xiàn)通?；谏倭康臉颖?。
模擬微重力
新的這項(xiàng)研究由 NASA 贊助。該研究調(diào)查了微重力對認(rèn)知能力的影響。在這項(xiàng)研究中，研究人員并沒有真的將 24 名參與者送入太空，而是讓他們躺著床上。這是因?yàn)槟撤N類型的臥床休息對人體的影響，類似于微重力產(chǎn)生的影響——我們在研究中也經(jīng)常使用這種方式。當(dāng)我們站立時(shí)，我們的身體和前庭耳石與重力處于同一方向上，而當(dāng)我們躺下時(shí)，身體和前庭耳石則與重力方向成直角。
因此，研究的參與者必須以 6° 的傾斜角度仰面平躺，頭部稍低于身體，并且保持這樣的姿勢近 2 個(gè)月，期間不能改變姿勢。實(shí)驗(yàn)期間，他們會(huì)被定期要求完成一系列針對宇航員和相關(guān)太空飛行而設(shè)計(jì)的認(rèn)知任務(wù)，以評(píng)估他們的空間方向感、記憶力、冒險(xiǎn)行為以及對他人的情感理解能力。
研究結(jié)果顯示，在涉及感覺和運(yùn)動(dòng)技能的任務(wù)中，參與者的認(rèn)知速度有小幅但確切的下降。這似乎與太空飛行之后觀察到的 “感應(yīng)運(yùn)動(dòng)腦皮質(zhì)區(qū)”上的大腦組織密度變化相一致。（感應(yīng)運(yùn)動(dòng)腦皮質(zhì)區(qū)是大腦中主要的感覺皮質(zhì)區(qū)和運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)，有助于處理感覺輸入和運(yùn)動(dòng)。另外，參與者在看到人臉照片時(shí)也不容易分清圖中人物的情緒。
連續(xù)躺兩個(gè)月，真的聽起來容易，做起來難
適應(yīng)重力的變化需要時(shí)間和精力。雖然參與者在大多數(shù)認(rèn)知任務(wù)上的表現(xiàn)在一開始就有所下降，但在之后大約 60 天的實(shí)驗(yàn)里，表現(xiàn)水平并沒有變化。但是，識(shí)別情緒的能力持續(xù)惡化。事實(shí)上，參與者對消極情緒變得有偏見。他們更傾向于將其他人的面部表情理解為憤怒，而較少地將其理解為快樂或中立。
這是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。宇航員時(shí)刻保持清醒頭腦和敏捷思維的能力，對太空任務(wù)至關(guān)重要。鑒于宇航員需要在狹小的空間中與同伴共度很長一段時(shí)間，他們正確 “理解”彼此的情緒表達(dá)，也很重要。因此，航天機(jī)構(gòu)應(yīng)考慮在太空任務(wù)之前，給予宇航員足夠的飛行前心理培訓(xùn)，在飛行中也給予充分的心理支持，從而最小化這類風(fēng)險(xiǎn)。
最近，火箭技術(shù)領(lǐng)域獲得源源不斷的投資，一個(gè)接一個(gè)的最新進(jìn)展，正開啟下一個(gè)激動(dòng)人心的太空探索新時(shí)代。微重力可能會(huì)令人深感不安，也可能會(huì)在許多方面影響宇航員的能力水平。隨著人類著眼于奔向火星的深空載人任務(wù)，更好地弄清楚微重力對認(rèn)知能力和情感健康的影響，以及為太空飛行任務(wù)中的人員提供適當(dāng)?shù)尼t(yī)療和心理支持，將是一個(gè)迫切的研究目標(biāo)。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。