حفظ بینایی فضانوردان با خوابیدن در کیسه خواب مکنده!

به گزارش نیو اطلس، هنگامی که فضانوردان برای مدت طولانی در فضا می‌مانند، اغلب دچار اختلال بینایی می‌شوند که به عنوان "سندرم عصبی چشمی مرتبط با پرواز فضایی"(SANS) شناخته می‌شود. دانشمندان اکنون در تلاش هستند تا از طریق یک کیسه خواب آزمایشی مهر و موم شده با فضای خلاء از این اتفاق جلوگیری کنند.

در اینجا روی زمین، جریان خون و مایع نخاعی در سر ما در حالی که شب‌ها روی تخت دراز کشیده‌ایم، طبیعی است. وقتی صبح از رختخواب بیرون می‌آییم و می‌ایستیم، نیروی جاذبه باعث می‌شود که مایع اضافی به پایین بدن ما برگردد، بنابراین همه چیز همانطور که باید، پیش می‌رود.

با این حال، در محیط گرانش صفر فضا، این مایعات اضافی هرگز از سر خارج نمی‌شود. این مایع به طور مداوم به پشت چشم فشار وارد می‌کند و وضعیتی را به وجود می‌آورد که به مرور زمان می‌تواند باعث صاف شدن کره چشم و تورم اعصاب بینایی شود. این مشکل اغلب منجر به اختلالات بینایی مانند نزدیک بینی در فضانوردان می‌شود.

این مشکل معمولاً زمانی حل می‌شود که فضانوردان برای مدتی به زمین بازگردند. اگرچه زمانی که آنها در فضا هستند، این مشکل ممکن است در انجام برخی وظایف وابسته به بینایی اختلال ایجاد کند. علاوه بر این، اعتقاد بر این است که "سندرم عصبی چشمی مرتبط با پرواز فضایی" ممکن است بر عملکرد مغز نیز تأثیر بگذارد و به علاوه می‌تواند منجر به مشکلات قلبی شود. اینجاست که کیسه خواب با فناوری جدید وارد می‌شود.

این کیسه خواب که توسط دکتر "بنجامین لوین" و همکارانش در مرکز پزشکی جنوب غربی دانشگاه تگزاس توسعه داده شده است، شامل یک کیسه خواب هوابندی شده و غیر قابل نفوذ هوا با یک قاب سفت و سخت و یک درزبند در بالا است که دور کمر کاربر را به خوبی می‌پوشاند. هنگامی که قسمت تحتانی بدن فرد داخل این دستگاه قرار می‌گیرد، هوا از کیسه خواب خارج می‌شود و شرایط خلاء ایجاد می‌شود. ایده این است که این کیسه خواب مکنده، مایعات اضافی ایجاد شده هنگام خواب را از سر کاربر دور کرده و به قسمت پایین بدن او بکشد و اساساً فشار را از چشمان او در هنگام خواب دور کند.

در آزمایش این فناوری، ۱۰ داوطلب در مجموع ۶ روز را در وضعیت طاق‌باز (دراز کشیده به پشت) سپری کردند. از آنجایی که آنها هرگز نایستادند، همانطور که در فضا اتفاق می‌افتد، مایعات توانست درون سرشان جمع شوند.

در سه روز از این ۶ روز، داوطلبان به سادگی تمام شبانه‌روز را روی تخت دراز کشیدند. اما برای سه روز دیگر، هر شب ۸ ساعت را در این کیسه خواب سپری کردند. هنگامی که چشمان آنها متعاقباً از طریق "مقطع‌نگاری همدوسی اپتیکی"(OCT) مورد بررسی قرار گرفت، مشخص شد که بخشی از چشم که به "مشیمیه" معروف است، در طول دوره‌ی استفاده از کیسه خواب به میزان قابل توجهی کمتر متورم شده است.

"مقطع‌نگاری همدوسی اپتیکی" نوعی روش مقطع‌نگاری یا توموگرافی در پزشکی است. از قرن هجدهم میلادی به بعد، میکروسکوپ تا دستگاه‌های تصویربرداری مانند اشعه ایکس و  MRI، ابزارهای ضروری در بخش پزشکی و زیست‌شناسی بوده‌اند. اما دستگاه‌های مقطع نگاری مشکلاتی از قبیل قیمت بالا، تهاجمی بودن و وضوح پایین داشتند. بنابراین به منظور از بین بردن این مشکلات، بسیاری از محققان با پیشرفت‌های اخیر در زمینه تصویربرداری پزشکی، دستگاه  OCT را معرفی کردند.

تکنیک تصویربرداری OCT برای نخستین بار در سال ۱۹۹۱ معرفی شد. این فناوری می‌تواند تصویربرداری‌های مقطعی از ساختمان میکروسکوپی بافت‌های زیستی انجام دهد. همچنین دارای وضوحی در مقیاس میکرومتر است. در این روش، مشابه با تصویربرداری اولتراسوند، شماری از اسکن‌های مقطعی یا اسکن‌های خطی با هم، تصاویر مقطعی را به وجود می‌آورند. انرژی نور برای تصویربرداری با دستگاه OCT به جای سیگنال صوتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و تشکیل تصویر، بستگی به ویژگی‌های نوری ساختار بافت‌ها دارد. به علت سرعت بالای نور، اندازه‌گیری مستقیم از تأخیر سیگنال اکو ممکن نیست. به همین علت، سیستم‌های OCT بر اساس تداخل سنجی همدوسی ضعیف (Low-coherence interferometry) کار می‌کنند که این امر یا توسط دیودهای فوق درخششی (Superluminescent diode) یا با لیزرهای فمتو-ثانیه‌ای (که پالس‌هایی بسیار کوتاه دارند) انجام پذیر است.

سیستم‌های OCT از جمله در چشم پزشکی (به‌صورت غیرتهاجمی) و تشخیص بیماری‌های قلبی (به ‌صورت تهاجمی) کاربرد دارند.

مشیمیه نیز به لایه رگی چشم که بین صلبیه و شبکیه قرار دارد، می‌گویند. مشیمیه یکی از لایه‌های ساختمان چشم است که رنگ‌دانه‌دار و حاوی مویرگ‌های فراوانی است که تغذیه عنبیه و سلول‌های گیرنده نور شبکیه را بر عهده دارد. مشیمیه در جلوی چشم بخش رنگین آن یعنی عنبیه را به وجود می‌آورد.

مشیمیه یک ورقه نازک و پُررگ است که عقب لایه عروقی را تشکیل می‌دهد. پوشش آن بسیار پررگ است که دارای یک بافت همبند سست در بین عروق خونی‌اش است. ملانوسیت‌های فراوانی در این لایه وجود دارند که رنگ سیاه مشخصه این لایه، به دلیل وجود همین سلول‌هاست.

مشیمیه از جلو تا جسم مژگانی و در عقب تا عصب بینایی امتداد دارد. مشیمیه از داخل به غشاء بروک و از خارج با واسطه فضای فوق مشیمیه‌ای به صلبیه محدود می‌شود. رگ‌های آن از خارج به داخل باریک‌تر می‌شوند و در سمت داخل، صفحه "کوریوکاپیلاریس" را می‌سازند. تخلیه سیاهرگی مشیمیه توسط چهار سیاهرگ حلقه‌ای انجام می‌شود. همچنین تغذیه بخش خارجی شبکیه به ‌عهده مشیمیه است.

در فضا رسیدن به وضعیتی مناسب برای خوابیدن، کار ساده‌ای نیست. عدم وجود نیروی جاذبه باعث می‌شود که تختخواب مناسبی وجود نداشته نباشد و در نتیجه عضلات بدن نتواند به صورت راحت و افتاده قرار گیرد. نبود نیروی گرانش همچنین باعث می‌شود وقتی چشم‌ها بسته شد، محل خوابیدن فرد مشخص نباشد. بدن در این حالت، در هوا به شکل شناور و یا معلق قرار می‌گیرد و هر آن ممکن است به طور ناخودآگاه و ناخواسته با در و دیوار سفینه برخورد کند. فرد در روی زمین می‌تواند بدن و یا هر یک از اعضا بدن خود را در خواب به راحتی حرکت دهد و هر زمان که روکش‌ها(لحاف، پتو یا هر چیز دیگری که در موقع خواب روی بدن قرار گیرد) کنار رود، کمبود آن حس می‌شود. استفاده از فشار ملایم در طول بدن، حالت آرام بخشی را در خواب به وجود می‌آورد. این حالت بدن در فضا، اهمیت خاصی دارد. فضانوردان اغلب خود را به در و دیوار می‌بندند، یا اینکه در گوشه‌ای چمباتمه می‌زنند، تا حالت آرام بخشی را برای خود به وجود آورند.

لزوم ایجاد شرایطی نظیر زمین، برای خواب فضانوردان، در سال ۱۹۸۳ راه را برای طراحی و ساخت اولین کیسه خواب فضایی گشود. فکر اصلی در ساخت کیسه خواب، بر این پایه بود که کیسه بتواند فشار فنر مانندی را در طول بدن و اعضا آن، با توجه به تنگی جا و ایمنی، در مدار زمین به وجود آورد. اولین طرح‌ها بر مبنای ساخت تشک‌های بادی بود.

اکنون امید است که پس از انجام مطالعات بیشتر، فناوری جدید این کیسه خواب در نهایت برای اطمینان از سلامتی فضانوردان مورد استفاده قرار گیرد.

"لوین" می‌گوید: این شاید یکی از حیاتی‌ترین مسائل پزشکی باشد که در دهه گذشته برای برنامه فضایی کشف شده است. من از داوطلبانی که به ما کمک می‌کنند تا این مشکل را حل کنیم، سپاسگزارم.

مقاله‌ای در مورد این تحقیق به تازگی در مجله JAMA Ophthalmology منتشر شده است.