Χειμερία νάρκη σε διαστημικά ταξίδια, επιστημονική φαντασία ή ρεαλιστική δυνατότητα;

Οι αστροναύτες που πέφτουν σε χειμερία νάρκη σε μεγάλες διαστημικές πτήσεις δεν είναι μόνο για επιστημονική φαντασία. Θα μπορούσαμε να το δοκιμάσουμε σε 10 χρόνια

Οι πρώτες μελέτες χειμερίας νάρκη με ανθρώπινα υποκείμενα θα μπορούσαν να είναι εφικτές μέσα σε μια δεκαετία, πιστεύει ένας ερευνητής της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA).

Τέτοια πειράματα θα άνοιγαν το δρόμο για μια προσέγγιση επιστημονικής φαντασίας σε διαστημικές αποστολές μεγάλης διάρκειας που θα έβλεπαν τα μέλη του πληρώματος να κοιμούνται για εβδομάδες ή μήνες στο δρόμο τους προς μακρινούς προορισμούς.

Η χειμερία νάρκη σε ένα ταξίδι διάρκειας ενός έτους στον Άρη δεν θα απέτρεπε απλώς την πλήξη σε μια μικροσκοπική διαστημική κάψουλα. θα εξοικονομούσε επίσης το κόστος της αποστολής, καθώς τα μέλη του πληρώματος σε χειμερία νάρκη δεν θα χρειαζόταν να φάνε ή να πιούν και θα χρειάζονταν ακόμη πολύ λιγότερο οξυγόνο από αυτό όταν είναι ξύπνια.
Υπάρχουν και άλλα, μάλλον περίεργα οφέλη της χειμερίας νάρκης.
Έρευνες σε ζώα δείχνουν ότι τα σώματα των αστροναυτών που βρίσκονται σε χειμερία νάρκη μπορεί να έχουν λιγότερες απώλειες από τα σώματα εκείνων που είναι ξύπνιοι στη μικροβαρύτητα. Κατά την άφιξή τους, θα είναι έτοιμοι να ξεκινήσουν τις δραστηριότητες τους αμέσως μόλις ξυπνήσουν.

Για όλους αυτούς τους λόγους, η χειμερία νάρκη, γνωστή και ως torpor, είναι εδώ και πολύ καιρό βασικό στοιχείο των διαστημικών ταινιών επιστημονικής φαντασίας. Από το “Alien” έως το “2001: A Space Odyssey”, οι φανταστικοί ταξιδιώτες του διαστήματος έχουν διασχίσει τεράστιες αποστάσεις αναίσθητοι μέσα σε λοβούς υψηλής τεχνολογίας, ενώ μηχανές AI και ανδροειδή ρομπότ διατηρούν τα διαστημικά σκάφη σε σταθερή πορεία.

Παρά το γεγονός ότι είναι ένα σενάριο επιστημονικής φαντασίας, το να βάζεις τους ανθρώπους σε μακροχρόνια κατάσταση ύπνου μπορεί να μην είναι τελικά  παρατραβηγμένη ιδέα. Η Jennifer Ngo-Anh, συντονίστρια έρευνας και ωφέλιμου φορτίου της Human and Robotic Exploration στην ESA και συν-συγγραφέας μιας πρόσφατης εργασίας που περιγράφει την προσέγγιση της διαστημικής υπηρεσίας στην έρευνα χειμερίας νάρκης, είπε στο Space.com ότι ανάλογα με τη χρηματοδότηση, οι πρώτες δοκιμές σε ανδθώπους θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν από τα μέσα της δεκαετίας του 2030.

“Φυσικά, πρέπει να βελτιστοποιήσουμε τα πάντα πριν μπορέσουμε να το εφαρμόσουμε στους ανθρώπους. Αλλά θα έλεγα ότι τα 10 χρόνια είναι ένα ρεαλιστικό χρονοδιάγραμμα”, είπε η Ngo-Anh.

Αυτή η διαδικασία βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη. Οι πρώτες μελέτες έχουν δείξει ότι είναι δυνατό να τεθούν σε μακρύ ύπνο ζώα που κανονικά δεν πέφτουν σε χειμερία νάρκη, όπως οι αρουραίοι και να τα επαναφέρουμε με ασφάλεια στη ζωή λίγες μέρες αργότερα. Η διαδικασία ενεργοποίησης της αδρανοποίησης είναι μάλλον περίπλοκη και περιλαμβάνει μειωμένη έκθεση στο φως της ημέρας και μια περίοδο έντονης σίτισης που ακολουθείται από αυστηρή νηστεία.

«Οι αρουραίοι λαμβάνουν ένα φάρμακο, μια ουσία νευροδιαβιβαστή και μεταφέρονται σε ένα σκοτεινό χώρο με μειωμένη θερμοκρασία», δήλωσε ο Jürgen Bereiter-Hahn, ομότιμος καθηγητής νευροεπιστήμης και κυτταρικής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Goethe στη Φρανκφούρτη της Γερμανίας και μέλος της ερευνητικής ομάδας χειμερίας νάρκης της ESA. , είπε στο Space.com σε συνέντευξή του. “Λειτουργεί πολύ καλά, αλλά το πρόβλημα είναι ότι πρέπει να εφαρμόσετε το μόριο σηματοδότησης επανειλημμένα για να διατηρήσετε την κατάσταση. Πρέπει να διατηρήσετε σε πολύ υψηλά επίπεδα τον νευροδιαβιβαστή και αυτό θα μπορούσε να έχει επιβλαβείς επιπτώσεις μακροπρόθεσμα.”

Γιατί θέλουμε ανθρώπους σε χειμερία νάρκη;

Το ερώτημα είναι εάν η επαγόμενη κατάσταση θα μπορούσε ποτέ να είναι αρκετά ασφαλής για να εφαρμοστεί σε ταξιδιώτες του διαστήματος με μικροσκοπικά διαστημόπλοια με ελάχιστη ιατρική επίβλεψη και εξοπλισμό. Η Ngo-Anh βλέπει το πρόβλημα από διαφορετική οπτική γωνία. Το Torpor, είπε, θα μπορούσε, στην πραγματικότητα, να είναι ο μόνος δρόμος για διαστημικές αποστολές μεγάλης διάρκειας.

Η απώλεια οστικής και μυϊκής μάζας είναι ένα μεγάλο πρόβλημα για τους διαστημικούς ταξιδιώτες. Ακόμη και στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, όπου διατίθενται μηχανήματα γυμναστικής υψηλής τεχνολογίας και ακολουθούνται αυστηρά πρωτόκολλα άσκησης, οι αστροναύτες χάνουν έως και 20% της μυϊκής τους μάζας  σε ένα μήνα. Τα οστά τους αδυνατίζουν σταδιακά επίσης. Πλάνα από τα πληρώματα που επιστρέφουν στη Γη δείχνουν συχνά εύθραυστα όντα που μεταφέρονται από ιατρικό προσωπικό σε αναπηρικά καροτσάκια και φορεία. Αλλά δεν θα υπάρχουν πληρώματα υποστήριξης που θα περιμένουν μετά από μια προσγείωση στον Άρη.

«Αυτό είναι ένα πραγματικό πρόβλημα για τους αστροναύτες στη μικροβαρύτητα», είπε ο Bereiter-Hahn. «Οι αστροναύτες πρέπει να εκπαιδεύονται πολύ γιατί διαφορετικά θα είχαν πραγματικά σοβαρά προβλήματα όταν επιστρέψουν στις συνθήκες βαρύτητας».

Έρευνες δείχνουν ότι οι επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα μοιάζουν με αυτές της μακροχρόνιας ανάπαυσης στο κρεβάτι. Περιέργως, η ανάπαυση στο κρεβάτι κατά τη χειμερία νάρκη δεν φαίνεται να έχει καθόλου τέτοια αποτελέσματα. Σε αντίθεση με έναν ασθενή που αναρρώνει από μια μακρά ασθένεια ή ιατρικό κώμα, ένα ζώο που ξυπνά από τη χειμερία νάρκη δείχνει εκπληκτικά υψηλά επίπεδα φυσικής κατάστασης.

«Όταν τα ζώα ξυπνούν από τη χειμερία νάρκη, θυμούνται πολύ γρήγορα το περιβάλλον τους», είπε η Ngo-Anh. «Μέσα σε δευτερόλεπτα, θυμούνται πού έκρυβαν το φαγητό τους πριν πέσουν σε χειμερία νάρκη, και στην πραγματικότητα δεν υφίστανται μεγάλη απώλεια μυών, κάτι που είναι εκπληκτικό μετά από μήνες που απλώς ξαπλώνουν και κοιμούνται σε μια σπηλιά».

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το κλειδί για τις προστατευτικές επιδράσεις της καταστροφής είναι η φυσιολογία της. Αν και η χειμερία νάρκη επιφανειακά μοιάζει με ύπνο, μέσα στο σώμα η διαδικασία λειτουργεί με εντελώς διαφορετικό τρόπο. Σε αντίθεση με έναν εγκέφαλο που κοιμάται, ένας εγκέφαλος σε χειμερία νάρκη δεν παράγει σχεδόν καθόλου ηλεκτρομαγνητική δραστηριότητα. Ο καρδιακός ρυθμός ενός ζώου σε νάρκη πέφτει σε λίγους μόνο παλμούς το λεπτό και η θερμοκρασία του σώματός του μειώνεται σε αυτό που διαφορετικά θα θεωρούνταν επικίνδυνη υποθερμία. Ακόμη και τα κύτταρα που απαρτίζουν το σώμα του ζώου σταματούν τη συνηθισμένη τους δραστηριότητα επεξεργασίας ή δημιουργίας θρεπτικών συστατικών, διαιρώντας και πεθαίνουν. Με όλα τα βιολογικά μέτρα, η κατάσταση ταραχής είναι σχεδόν σαν να πατάς ένα κουμπί παύσης στη ζωή.

Αυτή η ποιότητα του κουμπιού παύσης της κατάστασης torpor είναι το κλειδί για την πραγματοποίηση μακρινών διαστημικών πτήσεων. Ο αστροναύτης σε χειμερία νάρκη σε μια κάψουλα με προορισμό τον Άρη δεν θα εξοικονομούσε μόνο το κόστος της υπηρεσίας για νερό, φαγητό και οξυγόνο. Αυτός ή αυτή, πιθανότατα, θα ξυπνούσε σε αρκετά καλή κατάσταση, χωρίς να υποφέρει από πολλές από τις αρνητικές παρενέργειες της μακροχρόνιας ανάπαυσης στο κρεβάτι ή της μικροβαρύτητας. Στην πραγματικότητα, μελέτες δείχνουν ότι τα επιβραδυνόμενα κύτταρα ενός σώματος που βρίσκεται σε χειμερία νάρκη δεν καταστρέφονται από την ακτινοβολία, η οποία είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα υγείας κατά τη διάρκεια διαστημικών αποστολών διάρκειας πνευμόνων.

από το SPACE.COM