美国国家航空航天局利用鱼类对抗太空疾病

STS-130机组人员与远征22号机组人员举行联合新闻发布会后，在和谐节点合影留念。最下面一排的照片是美国国家航空航天局宇航员乔治·赞卡（中），指挥官；飞行员特里·维尔茨（左）；以及任务专家Robert Behnken。照片从左起（上排）是宇航员斯蒂芬·罗宾逊、凯瑟琳·希尔和尼古拉斯·帕特里克，他们都是任务专家。

宇航员们喜欢在国际空间站上进行零重力特技表演，但这是在太空病呕吐的冲动消退之后。现在，鱼类、蜗牛和其他动物可以帮助了解生活在太空中是否会对内耳造成长期甚至永久的损伤。

科学家发现，蟾蜍的内耳对哪怕是最细微的动作都有很高的敏感性，蟾蜍的大脑可以增强和减少来自敏感内耳的信号。由于人类的耳朵结构与这些动物和其他动物非常相似，蟾蜍可以为宇航员的内耳如何适应太空飞行提供线索。

加利福尼亚州莫菲特菲尔德NASA艾姆斯研究中心的生物学家理查德·博伊尔说：“你可以把鱼的内耳直接放进人的耳朵里，它就适合人。”

人类确实能适应失重环境中的生活。但是，一旦它们返回，它们的内耳必须经历第二轮调整，以适应地球的完整重力——科学家们仍然不知道在更长的太空任务后，内耳能多么容易地做出这种改变。

波义耳的研究成果发表在《美国国家科学院院刊》2月刊上。他的合作研究人员包括首席作者、马萨诸塞州伍兹霍尔海洋生物实验室的海洋生物学家Stephen Highstein和盐湖城犹他大学的生物工程师Richard Rabbitt。

获取空间方位

生物进化出了内耳毛细胞传感器，可以检测声音和头部的运动。平衡感觉器官包括由碳酸钙制成的微小耳石，由于重力作用，这些耳石的重量较小。

当头部移动时，这种石头的惯性滞后会在毛细胞上产生力，这与汽车乘客在车辆从静止状态向前猛拉时会感受到惯性滞后的压力并无不同。这种信号被放大，大脑甚至会自动记录最轻微的头部运动。内耳同样能检测到更大的事件，比如当一个人从路边走下来时突然摔倒。

该系统在地球上运行得很好，但对于首次在太空中体验失重状态的太空飞行者来说，很快就会导致定向障碍和恶心。

博伊尔告诉太空网：“当你在太空中时，你仍然有质量，但现在是8。”“所以你无法探测到重力，对惯性加速度和重力方向敏感的结构就会失去它们的特性。”

在大脑负责恢复平衡感之前，内耳会失控几天。神经系统也开始增强内耳的信号强度，使人或动物对运动变得过敏。

适应还是不适应

这种方法一直有效，直到宇航员返回地球，在迈出一步或转头时变得越来越敏感。博伊尔在俄罗斯太空任务发射后返回地球的蜗牛身上也有类似的过敏反应。

目前，人类能够快速适应零重力的感觉已被证明是一件幸事，即使这让科学家感到困惑。纵观历史，我们的物种必然会适应捕食者和气候的变化，但没有明显的理由说明为什么它会如此迅速地适应重力的变化。

Boylesaid说：“大脑可能马上就开始了。”“当你想到在地球上人类历史上，重力一直保持不变时，你会感到惊讶。”

博伊尔还指出，从长远来看，大脑急于适应地球引力不足的情况可能是有害的。也许存在一个不归路的点，内耳和大脑可以调节到零G，身体只是分解并吸收耳石。

地球上的一些人类患者已经患有头晕和其他疾病，因为他们的耳石开始分解。但科学家们仍不确定宇航员是否会因为在太空生活太久而遭受同样的命运。

目前的太空生活记录属于宇航员ValeriPolyakov，他在俄罗斯和平号空间站上度过了近438天。YetBoyle指出，宇航员返回地球后，科学家往往无法接触到他们，因此很难对太空旅行者进行长期健康研究。

长命百岁

最近对蟾蜍的研究必然发生在地球上，因为它在监测动物大脑信号方面很复杂。但科学家们希望有一天能看到类似的实验在太空中进行。

博伊尔解释道：“我现在想做的实验是在亚轨道飞行中进行的短时间发射剖面图，记录发射加速、微重力初始阶段和返回过程中的神经活动。”

考虑到鱼类可以存活40或50年，鱼类也可能是将动物送往火星或更远地区的长期研究的好候选者。实验室里的老鼠早就死了。

波义耳认为，在将人类送入更长时间的太空任务之前进行这样的研究至少看起来是谨慎的。

博伊尔说：“当出现问题时，诊所里的病人都在地上，他们不知道自己是在地上还是在游泳或飞行。”“在野外，动物会死的。”