Nghiên cứu hỗ trợ sức khỏe cho phi hành gia

Hôm nay, các nhà nghiên cứu sẽ thảo luận về tiềm năng hoạt động ngủ đông ở động vật và các mối liên hệ trong việc hỗ trợ sức khỏe của các nhà du hành vũ trụ tại Hiệp hội vật lý Hoa Kỳ (APS - American Physical Society) về những so sánh vật lý: Hội nghị chuyên đề về những rắc rối và hòa nhập ở New Orleans.

Thực tế vào mùa đông, khi thời tiết quá khắc nghiệt và tình trạng thức ăn khan hiếm, để có thể tồn tại một số động vật sẽ rơi vào tình trạng ngủ đông - đây là một quá trình sinh lý làm giảm sự trao đổi chất của chúng xuống ở mức thấp trong nhiều ngày hoặc có thể vài tuần tại một thời điểm. Những giai đoạn chuyển hóa thấp này, được gọi là trạng thái uể oải, cho phép nhiệt độ cơ thể của động vật có thể hạ xuống và có thể thích hợp với nhiệt độ không khí xung quanh, đây được gọi là bảo tồn năng lượng. Thực tế con người không tự nhiên mà có trạng thái uể oải, nhưng điều mà các nhà khoa học đang quan tâm đến là những ý tưởng có thể tao ra các trạng thái ''nhân tạo'', trong những tình huống nhất định, bao gồm cả vũ trụ, đồng chủ tịch Hannah Carey, Tiến sĩ, thuộc trường Đại học Thú y Wisconsin giải thích. Những nghiên cứu đến từ những thi thể tiến hóa tự nhiên đã mang lại nhiều lợi ích sức khỏe cho những nhà du hành vũ trụ. Matthew Regan, Tiến sĩ, cũng từ trường Đại học Wisconsin của Thú y và hội nghị chuyên đề đồng chủ tịch cho biết: Tổng thể của trạng thái mệt mỏi có thể bảo vệ các phi hành gia thoát khỏi các mối nguy hiểm liên quan đến không gian và đồng thời giảm nhu cầu về khối lượng và năng lực của tàu vũ trụ. 

Hội nghị chuyên đề trên sẽ khám phá ra cách mà trạng thái uể oải có thể được gây ra bởi não, khi đó cho thấy những điểm tương đồng và khác biệt của nó đối với giấc ngủ, và làm thế nào nó có thể mang lại lợi ích cho các phi hành gia. Các diễn giả sẽ bao gồm Carey, Matteo Cerri, bác sĩ chuyên khoa, Tiến sĩ, từ Đại học Bologna ở Ý - Vladyslav Vyazovskiy, Tiến sĩ, từ Đại học Oxford ở Anh - phi hành gia Jessica Meir, tiến sĩ, từ NASA.

Hội nghị chuyên đề trên sẽ khám phá ra cách mà trạng thái uể oải có thể được gây ra bởi não.

Ngoài ra các nghiên cứu về trạng thái ngủ đông ở động vật có vú cho thấy các chúng có thể điều chỉnh nhiệt độ và những chuyển hóa cơ thể trong một thời gian dài, cũng có thể hỗ trợ và giúp ích trong việc điều trị các trường hợp y tế khẩn cấp như đột quỵ, ngừng tim và mất máu nặng. Nghiên cứu trên cho thấy khi động vật bị rơi vào trạng thái uể oải khi đó cơ thể của chúng tạo ra sức đề kháng tự nhiên đối với các chấn thương khác nhau có thể xảy ra do thiếu lưu lượng máu. Khi đó những động vật trên có khả năng  chống lại các sự tổn thương do bức xạ - đây là loại đề kháng đặc biệt có lợi cho các phi hành da vũ trụ. Từ những kết quả khả quan của nghiên cứu này, Tiến sĩ Carey đã đưa thảo luận là ''tại sao nên sử dụng trạng thái mệt mỏi dựa trên tình trạng ngủ đông của sinh vật học tự nhiên là thích hợp hơn với các thực tiễn y tế hiện tại khi sử dụng phương pháp hạ thân nhiệt để điều trị cho các trường hợp bị chấn thương. Cô cũng sẽ thảo luận về cách nghiên cứu ngủ đông có thể xác định cách tạo ra mô hình nhân tạp cho du lịch vũ trụ.

Hiện tại, câu hỏi mà các nhà nghiên cứu đặt ra là: ''Làm thế nào hệ thống thần kinh có thể làm giảm hoạt động trao đổi chất trong tình trạng uể oải'', thực tế câu hỏi trên các nhà nghiên cứu chưa thể đưa câu trả lời chính xác. Tuy nhiên, nhiều cơ quan điều chỉnh sự trao đổi chất được kiểm soát bởi các tế bào thần kinh (neuron) nằm ở raphe pallidus, một khu vực của não bộ điều khiển việc sản xuất nhiệt ở động vật có vú. Cũng theo Cerri " Đối với động vật khi bắt đầu tình trạng uể oải, thì các tế bào "Đối với một con vật xâm nhập vào xác chết, các tế bào thần kinh ở khu vực raphe pallidus sẽ bị ức chế,". "Nếu chức năng trong các tế bào này không bị ức chế, thì các hoạt động của chúng sẽ chống lại sự giảm thân nhiệt gây ra bởi tình trạng uể oải", ông nói. Và Cerri sẽ trình bày các kết quả sơ bộ về nghiên cứu xác định các tế bào thần kinh trong khu vực raphe pallidus và các hoạt động liên quan đến tình trạng uể oải.

Làm thế nào hệ thống thần kinh có thể làm giảm hoạt động trao đổi chất trong tình trạng uể oải.

Vì thế việc các nhà nghiên cứu xác định mối quan hệ giữa giấc ngủ và tình trạng uể oải đã gây ra nhiều tranh cãi, nhưng hai trạng thái này dường như được liên kết mật thiết với nhau bởi các kết nối thần kinh mà chúng chia sẻ. Nghiên cứu cho thấy rằng việc thiếu nguồn thực phẩm có sẵn có thể làm cho các động vật có vú phải bảo tồn năng lượng và giảm nhiệt độ cơ thể của chúng, hai đặc điểm đặc trưng của tình trạng uể oải. Tuy nhiên, "các vấn đề sau đây có thể ít được chú ý đến như về các tín hiệu liên quan đến việc nhịn ăn có thể gây ra tình trạng uể oải", Vyazovskiy cho biết. Vì thế, ông sẽ đưa ra thảo luận về mối liên hệ giữa giấc ngủ và tình trạng uể oải, khi đó câu hỏi được đặt ra là: "Tại sao cần phải nghiên cứu thêm để xác định sự ảnh hưởng của tình trạng trên đến chức năng não ở động vật như thế nào".

Ngoài ra, một số thích ứng tâm lý của động vật được đưa ra tại hội nghị cho thấy các loài động vật như hải cẩu, chim cánh cụt có thể sống trong môi trường có oxy thấp và chúng có nhiều kinh nghiệm trong việc lặn sâu hay có thể bay trên độ cao nhất định mà con người không thể là được. Để hiểu được cách động vật có thể thích nghi trong môi trường sống khác nghiệt có thể đem đến những ý nghĩa tích cực trong khoa học y tế đối với con người, đặc biệt là trong "môi trường khắc nghiệt của không gian", Meir nói. Thực tế cho thấy khả năng các nhà phi hành gia có thể du hành đến sao Hỏa dù chỉ một lần là một câu chuyện khoa học viễn tưởng, vì thế các nghiên cứu trên nhấn mạnh những yếu tố sau đây cần được giải quyết như các yếu tố cản trở tính khả thi của các chuyến bay vũ trụ trong thời gian dài, bao gồm nguồn cung cấp thực phẩm, nước và không khí thoáng mát. Ngoài ra cần tìm một cách để kích thích tình trạng uể oải của các phi hành gia có thể giúp loại bỏ các yếu tố hạn chế cũng như bảo vệ các phi hành gia khỏi bức xạ có hại. Nghiên cứu của Meir sẽ cung cấp cho các đại biểu cái nhìn sâu sắc từ các quan điểm độc đáo và kinh nghiệm của cô ấy như một phi hành gia, thảo luận về cấu trúc cho các nhiệm vụ vũ trụ của các phi hành gia hiện tại và tương lai của NASA.