Uzay Beynimizi Nasıl Değiştirir?

Astronotlar dış uzayın sert ve vahşi koşullarına yabancı değiller.

Uzay kaşifleri psikolojik ve fizyolojik sistemlerinde rol oynayan iyonize radyasyondan mikrograviteye sayısız stres yaratıcı etkene maruz kalıyorlar. Radyasyon hastalığına tanı koymak eğitimli bir profesyonel gerektirirken, hemen hemen herkes diğer birtakım daha belirgin stres yaratıcı etkenleri tanıyabilir, mikrogravite* gibi.

Örneğin Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan (ISS) videolar astronotları pofuduk suratlar ve “tavuk bacaklarla” etrafta süzülürken gösteriyor. Bu durum yerçekimi eksikliğinde ortaya çıkan vücut sıvılarının yukarı hareketinin bir sonucu.

Ağırlıksızlığın etkileri astronotların iskelet-kas sistemlerinde belirgin halde görülüyor. Uzay fizyolojisi araştırmaları uzayda tüm vücut boyunca gerçekleşen bir değişim ağını ortaya çıkardı. Ağırlıksızlık insan beyninin yapısını da etkiliyor gibi gözüküyor.

Sinirbilim araştırmacıları 2015’te baş-aşağı eğik yatak istirahati tekniğiyle (head-down tilt bed rest, HDBR) analog uzay uçuşu çalışmaları gerçekleştirdiler. Araştırmacılar insanları yörüngeye yollamak yerine onları aşağı doğru birkaç derece eğimli bir yatakta uyumakla sınırladı. Bu durum sıvı akışının kafaya doğru olmasına izin veriyor, ki yörüngedeki astronotlarda gördüğümüz şey de temelde bu. Katılımcılar uzun süreli uzay uçuşlarını canlandırabilmek ve sıvı geçişini koruyabilmek için ara ara sınırlı alt vücut egzersizleri ile bu yataklarda bir ay kadar kalıyor.

Deney öncesi ve sonrası MR görüntüleri karşılaştırıldığında katılımcıların beyninde sinirsel hücre gövdelerinin (gri madde) hacminde belirgin bir değişim gözlendi. Örneğin araştırmacılar istemli hareket ve yüksek bilişsel işlemlerle ilişkilendirilen frontal loblardaki gri madde hacminde düşüş gördüler. Öte yandan uzuvların hareketi ve koordinasyonla ilişkilendirilen beyincikteki gri madde hacminde ise belirgin bir artış gözlediler.

Peki ya gerçek uzay yolculuğu? Bizim dünya tabanlı analog çalışmalarımızda gizemli bir değişken var mı, yoksa benzer şeylerin gerçek astronotlara da olduğunu görebilir miyiz? 2016’dan başka bir çalışmada Space Shuttle ve ISS’daki astronotların MR taramaları beyinlerindeki yapısal değişiklikleri belirlemek amacıyla uçuş öncesi ve sonrasında incelendi.

Bu astronotların beyinlerinde yüksek bilişsel işleme, semantik bilgi (nesneler, tanımlar ve gerçekler hakkındaki bilgiler, ne zaman öğrendiğimizi anımsamadığımız ‘ansiklopedik bilgi’) ve zamansal doğruluk ile ilişkili bölgelerde gri madde hacminde düşüş gözlendi.

Somatoduyusal ve somatomotor korteks gibi beynin diğer bölgelerinde ise tam tersine bir gri madde artışı görüldü. Beynin bu kısımları uzuv hareketi ve koordinasyondan sorumludur, ilginç olansa özellikle alt uzuvlar uzaydaki ağırlıksızlığın bir sonucu olarak kas atrofisi ve kalsiyum kaybı yaşamalarıyla bilinir. Belki de beyin, ağırlık eksikliğini yapısal nöronal yolları değiştirerek telafi ediyordur.

Araştırmacılar çalışmalarını bir adım öteye taşıyıp, gerçek uzay yolculuğu verileriyle kendi analog çalışma verilerini karşılaştırmaya karar verdiler. Buldukları şey beyindeki değişimlerin ilginç bir şekilde örtüşmesiydi, ancak değişimler analog katılımcılarda çok daha geniş yaylımda ve dramatik, gerçek astronotlarda ise çok daha bölgeseldi. Bu ayrılığın sebebi fiziksel çevre veya iki grubun aktiviteleriyle ilişkili olabilir ancak gerçek farklılık gizemini koruyor.

Bu bulguların pek çoğu mikrograviteye maruz kalan bireylerin beyninde ilginç ve bazen endişe verici değişiklikler olduğuna işaret ediyor. Bu değişimler ne kadar kalıcı ve dış uzaydan gezegen yüzeylerine geçişte Mars kaşiflerini nasıl etkileyecek?

Belki de en önemlisi: Uzay yolculuğunun astronotlarımızın nörolojik sistemleri üzerindeki zararlı etkilerini azaltabilmek için ne yapabiliriz?

Uzay sinirbilimi bilinmeze doğru adım atarken, gelecek çalışmalar belki de beyinlerimizin sadece mikrograviteye karşı değil, bütünüyle dış uzaya karşı nasıl değiştiğini anlamamıza yardımcı olur.

Çeviren: Eris İnal

*Editörün notu: Mikrogravite yerçekiminin çok düşük olması durumudur. Uzayda yerçekimi oldukça düşüktür ve yerçekiminin sıfır olmasa da sıfıra yaklaştığı bu durumlar mikrogravite olarak isimlendirilir.

Yazı ilk olarak 5 Eylül 2018 tarihinde Knowing Neurons sitesinde İngilizce olarak yayınlanmış olup NöroBlog’un Knowing Neurons ile gerçekleştirdiği işbirliği ile Türkçe diline çevrilmiş ve yayınlanmıştır.

Büyük Düşünce Deneyi – Bölüm 2: “2001: Bir Uzay Destanı”

Anasayfamızdan daha fazla sinirbilim yazısına ulaşabilir, podcast ve videolarımıza erişebilirsiniz.