張唯誠

人腦在太空

為火星任務工作的科學家還要考慮宇航員的大腦會在太空中發(fā)生什么變化。雷切爾·塞德勒是美國佛羅里達大學的一名人體運動學家，她一直在研究太空旅行會如何改變人的大腦。

塞德勒和她的團隊研究了27名宇航員的腦部掃描結果，其中14人在國際空間站上待了6個月，其他人在航天飛機上生活了大約兩個星期。

塞德勒的研究小組確定了一些大腦中灰質減少或增加的地方?；屹|包括神經(jīng)細胞體，它們類似細胞的控制中心。

塞德勒并不認為那些減少表明宇航員正在失去腦細胞，相反，她懷疑液體（包括大腦周圍的液體）在微重力環(huán)境中發(fā)生了自由移動，這可能導致了她觀察到的一些變化。

塞德勒解釋說：“你的大腦在頭蓋骨中的位置比在地球上高了一點，結果就導致了液體的再分配。如果你觀察宇航員的照片，就會發(fā)現(xiàn)當他們第一次進入太空時，他們會呈現(xiàn)一種浮腫的面容?！?/p>

這種現(xiàn)象也許有助于解釋宇航員返回地面時出現(xiàn)的一些癥狀。他們在太空中待的時間越長，他們的灰質變化就越大。

回到地球后，他們的平衡和手眼協(xié)調能力往往下降，在幾個星期或者幾個月中不能開車，必須接受物理治療才能再次適應地球上的重力。

2016年12月，塞德勒團隊在《自然微重力》雜志上報告了他們的研究結果。塞德勒說，她想弄清楚這些影響是否與她觀察到的大腦變化有關。這項研究可能對未來的太空任務很有用，因為去火星意味著在太空中待更長的時間，這可能帶來更多的大腦變化。

這些實驗還可以幫助科學家了解老年人的大腦變化。隨著年齡的增長，他們可能出現(xiàn)那些重返地球的宇航員擁有的癥狀。例如，平衡和視覺方面出現(xiàn)了問題。

在實驗室里，塞德勒一直在領導一項有關臥床的研究。志愿者要在床上躺幾個月。在這期間和此后，研究人員記錄每個志愿者的腦部掃描結果。

這項研究表明，臥床也是改變大腦的一種方式，這種改變和在宇航員身上看到的改變是一樣的。臥床時重力不再指向腳下，志愿者身體里的液體四處流動。塞德勒說，他們的大腦只比身體稍高一點，所以臥床志愿者的臉部也有些浮腫。

這些研究顯示了躺臥時大腦的狀態(tài)如何影響大腦和身體對世界的體驗，它和人們站立時的體驗是不同的。

當然，這些研究也有很棘手的地方?？茖W家需要找到愿意躺幾個月的志愿者。在塞德勒計劃的一項新研究中，要求志愿者躺60天。她是第一個承認這件事并不好玩的科學家，“躺在床上度過一個周末聽起來也許不錯，但超過這個限度就變得糟糕了”。

練習，再練習

讓人們躺下并不是模擬太空的唯一方法，研究人員還要在地球的特殊環(huán)境中探索其他問題。

2018年1月，已退役宇航員瑞安·科瑞克在猶他州沙漠上的一棟兩層樓房里住了兩個星期，目的是想看看在人們進進出出的時候，外面的塵土如何跑進屋里來。這樣的研究可以幫助科學家預測月球或者火星上的塵埃如何影響遠離地球來此生活的人們?？迫鹂爽F(xiàn)在是佛羅里達州安柏瑞德航空大學的工程師。

宇航員梅爾參與了美國航空航天局的一個名為NEEMO的項目。NEEMO是“美國航空航天局極端環(huán)境任務操作”（NASA Extreme Environment Mission Operations）的簡稱。在這個項目中，一群研究人員要在“水瓶座”生活和工作一段時間?！八孔笔且粋€位于大西洋的水下研究站，距離佛羅里達基拉戈島約5.6千米，也是為模擬太空飛行而設計的。這些研究人員必須協(xié)同工作以完成任務和解決問題。

梅爾還參加了歐洲空間局的另一個模擬項目，它被稱為“洞穴”（CAVES），目的是“通過合作探險以評估和演習人類行為和表現(xiàn)技能”。參加此項目的6名組員分別來自俄羅斯、中國、西班牙和意大利，他們要在意大利的一個深洞里待兩個星期。他們穿太空服，在執(zhí)行各種任務時必須相互支持，包括探索和繪制洞穴的未知部分。這樣的探索需要團隊一起爬上陡峭的懸崖或者借助繩索下到洞穴的深處，觀察并記錄在洞穴深處發(fā)現(xiàn)的生物。

“這是我一生中最酷的經(jīng)歷，”梅爾回憶道，“那里的景色非常獨特，那些洞穴看起來像存在于另外一個星球上，那些壯觀的巖層從未在人們眼前呈現(xiàn)過。我們就像科幻小說里的角色——就像霍比特人或指環(huán)王?！?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2018/08/10/qkimagesfdtsfdts201804fdts20180413-3-l.jpg"/>

梅爾指出，洞穴探險的經(jīng)驗表明，在外太空，建設團隊非常重要，它使人們相處融洽。

經(jīng)驗表明，相處融洽對宇航員至關重要。心理學家科茲洛夫斯基說：“持續(xù)的危險和壓力可能會造成傷害，人們可以激怒你；如果你不喜歡某個人，他就會降低你的工作效率?！?/p>

科茲洛夫斯基一直在研究參與美國航空航天局HI-SEAS項目的每個組員。HI-SEAS項目的全稱是“夏威夷太空探索類比和模擬”（ Hawaii Space Exploration Analog and Simulation）。參與者住在夏威夷火山一側一個狹小的圓頂狀棲息地里，里面的生活環(huán)境被設計成與執(zhí)行火星任務時相同。

2018年2月， 第六批HI-SEAS項目的成員開始了為期8個月的共同生活。在這期間，這批新組員被隔離在棲息地里，他們必須一起工作、做飯，或者在棲息地外貧瘠的土地上探險；當他們離開圓頂形狀的棲息地時，他們會穿上太空服；他們在那里工作、吃飯和睡覺，就好像生活在火星上一樣。

白天，組員們要接受有關工作進展的調查?？破澛宸蛩够f：“他們報告他們是否與他人發(fā)生過沖突，或者他們的工作是否存在問題。”他的團隊將分析這些調查以研究任務的整個過程，并希望找出沖突的最早跡象。減少緊張關系是使火星任務變成現(xiàn)實的必要條件。

在20世紀60年代的“阿波羅”任務時代，沖突并不是一個問題。為什么呢？因為那時執(zhí)行任務的時間很短，太空飛行的先驅只需要在軌道上待一個星期或者不到一個星期。盡管如此，宇航員依然必須良好配合才能完成任務。

弗蘭克·博爾曼在“阿波羅8”號上的嘔吐經(jīng)歷就是一個很好的例子。1968年12月的那天，宇航員吉姆·洛弗爾來到博爾曼身邊幫助清理了嘔吐物。博爾曼回憶說：“我還記得，洛弗爾把嘔吐物噴到尿液轉儲系統(tǒng)或其他類似的裝置中了?！?/p>

1985年，宇航員杰克·加恩也在太空飛行中感到了惡心，但這種狀態(tài)沒有持續(xù)多久。后來，美國航空航天局開玩笑地創(chuàng)立了一種名為“加恩刻度”的、測量太空疾病的指標。使用這種指標，你的病情越嚴重，你的“加恩刻度”就顯示越高。

在2005年的一次采訪中，加恩反思了他已經(jīng)“聲名遠揚”的在太空中與惡心感所做的較量。他說他沒有遺憾，因為和地球相比，在太空中擺脫危險和風險的體驗非常寶貴。