فضا تنها محیطی بیوزن و تاریک نیست؛ بلکه عاملی قدرتمند در تغییرات زیستشناختی بدن انسان محسوب میشود. مطالعه معروف ناسا روی فضانوردان دوقلو، اسکات و مارک کلی، نشان داده است که اقامت طولانی در ایستگاه فضایی بینالمللی میتواند نحوه بیان ژنها، طول تلومرها و حتی عملکرد شناختی را دگرگون کند.
در این گزارش، جزئیات این پژوهش و پیامدهای آن برای آینده سفرهای فضایی مرور میشود.
فضا همواره سرشار از ناگفتهها و پدیدههای رمزآلود است؛ چه در اعماق کیهان و چه در تأثیراتی که بر زمین میگذارد. بشر همواره با بهرهگیری از فناوریهای پیشرفتهای همچون تلسکوپ فضایی هابل در تلاش برای گشودن این رازها بوده است. اگرچه دههها از اعزام کاوشگرهایی نظیر وویجر ۱ و موشکهای حامل فضانوردان به فضا میگذرد، اما یک مطالعه منحصربهفرد بر روی فضانوردان دوقلو نشان داد که زندگی در فضا میتواند تغییراتی ماندگار در بدن انسان ایجاد کند.
در این پژوهش، اسکات کلی، فضانورد پیشین ناسا، پیشنهاد داد که خود و برادر دوقلوی همسانش، مارک کلی (که او نیز فضانورد بوده)، به عنوان سوژههای آزمایشی مورد بررسی قرار گیرند. این مطالعه یکساله در بازه زمانی ۲۷ مارس ۲۰۱۵ تا ۲ مارس ۲۰۱۶ انجام شد و نتایج نهایی آن در سال ۲۰۱۹ منتشر گردید. در طول این مأموریت ۳۴۰ روزه، اسکات در ایستگاه فضایی بینالمللی اقامت داشت و مارک همزمان روی زمین ماند. ناسا در تمام این مدت، هر دو برادر را تحت نظر گرفت و دادههای زیستی آنان را گردآوری کرد.
یافتهها نشان داد که اگرچه وضعیت سلامت عمومی اسکات مطلوب ارزیابی شد، اما قد او افزایش یافت، توده عضلانی خود را از دست داد (چالشی که فضانوردان همواره در فضا با آن مواجه هستند) و روند پیری در او نسبت به برادر دوقلویش با کندی بیشتری پیش رفت. تفاوتهای مشاهدهشده میان دو برادر اندک بود، اما به اندازهای جالب توجه بودند که تیترهای خبری با مضمون «تغییر دیانای اسکات» به خود اختصاص دهند.
اختلاف سنی زیستی میان اسکات و مارک تنها پنج میلیثانیه بود. همچنین حدود هفت درصد از نحوه بیان ژنهای اسکات (یعنی سازوکاری که بدن از ژنها استفاده میکند)، حتی شش ماه پس از بازگشت او به زمین همچنان تغییر یافته باقی مانده بود.
جزئیات مطالعه «دوقلوهای فضایی»
#پژوهشگران با بررسی آثار سفر فضایی بر اسکات، تغییراتی را در سطوح فیزیولوژیکی و مولکولی مشاهده کردند که از جمله آنها میتوان به تفاوت در بیان ژنها، تغییر در فعالیت دستگاه ایمنی، نوسان در طول تلومرها (کلاهکهای انتهایی کروموزومها) و تغییر عملکردهای شناختی اشاره کرد. گرچه اسکات و مارک از نظر ژنتیکی همچنان دوقلوهایی یکسان باقی ماندند، اما پرواز فضایی طولانیمدت با تغییراتی در نحوه بیان برخی ژنهای خاص در اسکات مرتبط بود.
دوقلوهای فضایی - در این پژوهش، اسکات کلی، فضانورد پیشین ناسا، پیشنهاد داد که خود و برادر دوقلوی همسانش، مارک کلی (که او نیز فضانورد بوده)، به عنوان سوژههای آزمایشی مورد بررسی قرار گیرند. خوشبختانه بسیاری از این تغییرات پس از بازگشت اسکات به زمین به حالت عادی بازگشت؛ با این حال محققان موفق شدند هشتصد و یازده ژن را در انواع گوناگون سلولها شناسایی کنند که حتی پس از شش ماه نیز به سطح پیش از پرواز خود بازنگشته بودند. بخش قابل توجهی از این ژنها با عملکرد دستگاه ایمنی و فرآیند ترمیم دیانای در ارتباط هستند.
این مطالعه همچنین به بررسی کروموزومهای اسکات و مارک، به ویژه تلومرها که نقش محافظتی در برابر پیری دارند، پرداخت. تیم تحقیق دریافت که طول تلومرهای اسکات در طول اقامتش در فضا افزایش یافته و پس از بازگشت به زمین بار دیگر کوتاه شده است. بر اساس یافتههای پیشین، تلومرها معمولاً با افزایش سن کوتاه میشوند، اما پژوهشهایی نشان دادهاند که تلومرهای بلندتر میتوانند روند بروز علائم پیری را به تأخیر بیندازند. دانشمندان حاضر در این مطالعه، این یافته را غیرمنتظره توصیف کرده و تأکید نمودند که اهمیت بلندمدت این رویدادها هنوز ناشناخته باقی مانده است. بررسی دقیق چگونگی و دلیل این پدیده در بدن اسکات میتواند به ناسا در برنامهریزی مأموریتهای فضایی آینده یاری رساند.
این یافتهها چه معنایی برای آینده سفرهای فضایی دارد؟
#محققان خاطرنشان کردند که مهارتهای شناختی اسکات در زمینه دقت و سرعت پردازش اطلاعات دچار کاهش شده و این افت عملکرد حتی پس از بازگشت به زمین نیز پایدار ماند. گزارشهای علمی حاکی از آن است که افزایش طول تلومرها و نشانههای کاهش تواناییهای شناختی از جمله عوارض جانبی نسبتاً شایع در میان فضانوردان محسوب میشوند.
این مطالعه، طیفی از تغییرات احتمالی را که فضانوردان ممکن است در مأموریتهای طولانی تجربه کنند، آشکار ساخته است. به این ترتیب، به نظر میرسد برای مأموریتهای فضایی با مدت زمان بیشتر، تدوین و اجرای اقدامات ایمنی جدید ضروری خواهد بود. این پژوهش به وضوح بر اهمیت طراحی سازوکارهای حفاظتی پیشرفتهتر تأکید دارد که بتواند سلامت و ایمنی فضانوردان را در بلندمدت تأمین کند.
لازم به ذکر است که این پژوهش، نخستین مطالعه از نوع خود بود که به طور خاص بر روی دوقلوهای همسان متمرکز شد. ناسا و دانشمندان حوزه پزشکی فضایی باید پژوهشهای گستردهتری را بر روی تعداد بیشتری از فضانوردان انجام دهند تا مشخص شود آیا نتایج بهدستآمده قابل تعمیم به جمعیت بزرگتری از افراد است یا صرفاً بازتابی از ویژگیهای منحصربهفرد فیزیولوژی اسکات کلی به شمار میرود. پژوهش حاضر تأکید کرده است که این تغییرات (یا تغییرات مشابه) باید در دیگر فضانوردان نیز مورد بررسی قرار گیرد. در نهایت، این مطالعه میتواند به دانشمندان ناسا در آمادهسازی برای مأموریتها و چالشهای پیشِ رو، از جمله درک آنچه ممکن است برای انسانهای متولدشده در فضا رخ دهد، کمک شایانی کند.
