Astronotlar Uzaya Gittiklerinde Beyinlerine Ne Olur?

Astronotların uzaya ilk gitmelerinden bu yana yaklaşık 60 sene geçti. 20 yılı aşkın bir süredir de astronotlar Uluslararası Uzay İstasyonu'nda yaşıyor ve çalışıyor. Astronotlar uzayda yaşarken, Dünya'nın yerçekimine sahip olmamak gibi birçok zorlukla karşı karşıya kalıyorlar. Bu, astronotların dişlerini fırçalamaktan bilimsel deneyler yapmaya kadar her şeyi yüzüyormuşçasına yaptıkları anlamına gelir. Peki uzayın bu özelliği astronotların beynini ve vücudunu nasıl etkileyebilir? Alper Gezeravcı’nın dünyaya döndüğü ilk zamanda yürüme ve denge sorunları gibi hareket etme sorunlarını görmüş olabilirsiniz. Ve bunun nedenini merak ediyorsanız, bu yazımızda uzayın astronotların beynine nasıl etki ettiğini öğreneceğiz.

Uzayı Dünyadan Farklı Kılan Nedir?

Bir astronot olduğunuzu hayal edin. Uzay aracınızın dışına uzay giysisi olmadan çıksaydınız ne olurdu? Bu zorlu ortamda korunmazsanız bir dakikadan kısa sürede ölürdünüz. Oksijen eksikliği nedeniyle bilincinizi kaybederdiniz, hava basıncının olmaması kanınızın ve diğer vücut sıvılarınızın kaynamasına neden olur ve dokularınız veya iç organlarınız genişlerdi (ancak bazı bilim kurgu filmlerinde anlatıldığı gibi patlamaz) ve sonunda donardınız. Ayrıca aşırı sıcaklıklara, güneşten gelen radyasyona maruz kalırdınız ve sizi çarpıp yaralayabilecek olan mikrometeoritler olabilirdi. Peki, vücudunuzun Dünya'da hayatta kalması ve sağlıklı kalması için neye ihtiyacı var? Öncelikle vücudunuzun hayatta kalmak için temel ihtiyaçları: hava, su, yiyecek, barınak vb. Bunlar Dünya'da şu şekilde sağlanıyor: Atmosferde hava her tarafınızdadır; su satın alınabilir veya bir musluktan erişilebilir; yiyecekler marketlerde mevcuttur; ve barınak, rahat kalmak ve hatta bazen hayatta kalmak için sahip olduğunuz veya bulduğunuz bir şeydir.

Uzayda sağlıklı kalmanın ilk adımı Dünya ile uzay arasındaki farkları anlamak olabilir. İki ortam arasındaki iki ana fark şunlardır:

1. Atmosfer Yokluğu: Dünya atmosferi uzayın sınırlarında sona erer ve uzay boşluğunda atmosfer bulunmaz. Bu, uzayda sesin yayılmadığı, hava basıncının olmadığı ve radyasyonun daha yoğun olduğu bir ortam oluşturur.

2. Mikrogravite: Uzay, dünyadaki yerçekiminin etkisinin çok daha az olduğu bir ortamdır. Bu durum, mikrogravitenin neden olduğu özel fiziksel etkilerin gözlemlenebildiği bir ortam sağlar. Örneğin, astronotlar uzayda yüzer gibi hareket eder ve bu durum, vücut sistemleri üzerinde farklı etkilere neden olabilir.

Astronotlar Uzayda Nasıl Sıkıntılar Yaşayabilir?

Uzayda, yerçekimi etkisi oldukça azaldığı için, astronotların vücutlarının uzayda farklı şekillerde tepki vermesine neden olur. Kemiğin ve kasın kaybı, vücut sıvılarının yer değiştirmesi, kemik erimesi ve kas atrofisi gibi sorunlar ortaya çıkabilir. Uzayda, astronotlar yüksek miktarda kozmik radyasyona maruz kalırlar. Bu radyasyon, uzun süreli uzay seyahatlerinde kanser riskini artırabilir ve uzayda yaşayanların sağlığını etkileyebilir. Bazı astronotlar uzayda bulunduklarında baş dönmesi, mide bulantısı ve baş ağrısı gibi belirtiler yaşarlar. Bu duruma "uzay hastalığı" denir ve vücudun yerçekimi eksikliğine uyum sağlamasıyla ilgilidir. Uzayda, astronotlar dünyadan ayrılmış ve uzak bir ortamda kalmışlardır. Bu durum, psikolojik stres, yalnızlık ve duygusal zorluklarla sonuçlanabilir.

Ayrıca vestibüler sistem olarak da bilinen iç kulaktaki denge sistemi, iç kulakta yer alan ve beyne bilgi göndererek denge kurmamıza ve hangi yönün "yukarı", hangi yönün "aşağı" olduğunu takip etmemize yardımcı olan denge sistemidir. Bu denge sistemi, Dünya'nın yer çekimine güvenir. Vestibüler sistem yer çekimi olmadan aynı şekilde çalışmadığı için astronotlar uzayda "yukarı" ve "aşağı"yı sıklıkla karıştırırlar. Astronotların yaşayabileceği tüm bu durumların beyinlerinin normalde Dünya'da olmayacak değişikliklere neden olduğu düşünülüyor. Dolayısıyla, astronotların uzaya gittiklerinde beyinlerine neler olduğunu anlamak için bilim insanları çalışmalar yapmıştır.

Astronotların Beyindeki Değişiklikleri Öğrenmek İçin Yapılan Çalışmalar

Yapılan çalışmaya, Uluslararası Uzay İstasyonuna giden ve orada 6 aydan bir yıla kadar kalmış olan 15 astronot katıldı. Her astronotun beyninin fotoğrafları, uzaya gitmeden önce iki kez ve eve döndükten sonra dört kez çekildi. Bu resimler, belirli vücut parçalarının fotoğraflarını çekmek için güçlü bir mıknatıs ve cep telefonu benzeri dalgalar kullanan bir manyetik rezonans görüntüleme (MRI) makinesi kullanarak çekildi. MRI tarayıcısı iki şeyi kaydetti: astronotların beyinlerinin boyutu, şekli ve çeşitli aktiviteler sırasında beyinlerinin hangi bölümlerinin çalıştığı.

Ayrıca astronotların yürüyüşü, dengesi ve koordinasyonu, süreli engelli parkur, eğilen bir platform üzerinde ayakta durma ve dengede durma gibi aktiviteler gerçekleştirmeleri sağlanarak test edildi. Astronotların uzay uçuşundan önce ve sonra bu testlerde ne kadar başarılı oldukları karşılaştırıldı.

Çalışma Sonuçları Neyi Gösterdi?

Birincisi, uzay uçuşu sırasında, beynin kafatasının içinde yukarı doğru kaydığı görüldü. Bu değişim beynin üst kısmını kafatasının iç kısmına doğru sıkıştırır. Bu ezilmenin, astronotların Dünya'ya döndüklerinde karşılaştıkları bazı yürüme, denge ve koordinasyon problemlerinde rol oynayabileceği düşünülüyor.

İkinci olarak, uzay uçuşundan sonra beynin içindeki ve çevresindeki suyun nasıl değiştiğine bakıldı. Kafatasının içinde beyin su ile çevrilidir. Beynin içinde ayrıca ventrikül adı verilen su cepleri de vardır. Uzay uçuşundan sonra ventriküllerin büyüdüğü bulundu. Uzayda suyu ayaklara doğru “çekecek” bir yer çekimi yoktur. Yer çekimi eksikliğinin kafatasının içinde fazladan su kalmasına neden olduğu ve fazla suyun dışarı atılmasını zorlaştırdığı düşünülüyor. Ventriküller bu ekstra suyun depolanmasına yardımcı olmak için büyür. Uzay uçuşu sırasında beyinde fazladan su kalmasının kötü bir şey olup olmadığı henüz belli değil.

Ayrıca astronotların beyinleri bir görevin ardından hemen iyileşmedi. Astronotlar uzaydaki altı aylık görevden döndükten altı ila yedi ay sonra, ventrikülleri uçuş öncesi boyutlarına kıyasla yalnızca yüzde 55 ila 64 oranında iyileşmişti.

Son olarak, uzayda daha fazla zaman geçiren (bir yıl gibi) astronotların, daha kısa yolculuk yapan astronotlara göre daha büyük beyin değişiklikleri yaşadığı bulundu.

Astronotların İç Kulaktaki Denge Sistemi Değişiklik Gösterdi mi?

Peki yukarıda bahsettiğimiz vestibüler sistemin çalışma şekli uzaydan dolayı değişmiş miydi? Bunu yapmak için astronotlar MRI tarayıcısına yatırıldı ve uzay uçuşundan sonra vestibüler sistemlerinin farklı çalışıp çalışmadığını görmek için beyin aktiviteleri kaydedildi. Astronotlar Dünya'ya döndüklerinde, beynin duyusal kısmının vestibüler sistemin bilgiyi işlemesine yardımcı olmak için daha fazla devreye girildiği görüldü.

Yani, uzay uçuşundan sonra, görme ve dokunmayı anlamaktan sorumlu olan beyin bölgeleri, vestibüler sistemin çalışmasına yardımcı olmak için hâlâ devreye giriyor! Beyin, Dünya'nın yer çekiminin olmamasına alışmak için uzayda aylar harcıyor. Daha sonra astronotlar eve vardıklarında, Dünya'nın yerçekiminde yeniden çalışabilmek için daha fazla "beyin gücüne" ihtiyaç duyarlar. Bu beyin değişiklikleri, astronotların eve döndükten sonra ne kadar iyi denge kurabilecekleri ile ilgili olduğu için önemliydi. Spesifik olarak, beyinlerinde daha fazla değişiklik gösteren astronotların uçuş sonrasında daha iyi denge kurabildikleri görüldü.

Bazı astronotların uzayda yaşamaya ve eve dönmeye neden diğerlerinden daha iyi uyum sağladığını anlamak önemli olabilir. Bu, hangi astronotların uzaya gitmeden önce ekstra eğitime ihtiyaç duyabileceğini veya hangisinin eve döndükten sonra normale dönmek için en fazla yardıma ihtiyaç duyabileceğinin anlaşılmasına yardımcı olabilir.