سفرهای فضایی، چگونه پیشرفت‌های پزشکی را رقم می‌زنند؟
سفرهای فضایی، چگونه پیشرفت‌های پزشکی را رقم می‌زنند؟
غزال زیاری: در محیط ریزگرانشی مدار کم‌ارتفاع زمین، فرصت‌های تحقیقاتی زیادی وجود دارد که برای پیشرفت‌های علوم پزشکی و توسعه فناوری‌های زیست‌پزشکی بسیار مفید و مؤثر است. نکته مهم اینجاست که ریزگرانش (بی‌وزنی) تغییراتی را در موجوداتی مانند باکتری‌های انسانی، ویروس‌ها و حتی DNA ایجاد می‌کند و نحوه عملکرد سلول‌ها را تغییر می‌دهد. از همین رو می‌توان در این محیط تحقیقاتی کرد که در جاهای دیگر امکان‌پذیر نیست.
در این میان، فضانوردان حاضر در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) نه‌تنها این آزمایش‌ها را انجام می‌دهند، بلکه خود آن‌ها نیز سوژه برخی تحقیقات هستند و تأثیرات سفر به فضا بر سلامت آن‌ها و درمان مسائل مرتبط با پیری، پوکی استخوان، بهبود زخم روی آن‌ها موردبررسی قرار می‌گیرد.
دکتر تام مارشبرن، فضانورد کهنه‌کار ناسا که حالا به‌عنوان مدیر ارشد پزشکی سیرا مشغول به کار است، در این زمینه صحبت‌های ارزشمندی را مطرح کرده است.
با دکتر مارشبرن بیشتر آشنا شوید
توماس مارشبرن در سه پرواز فضایی STS-۱۲۷، Expedition ۳۴/۳۵ و Expedition ۶۶/۶۷ حضور داشته و قبل از آنکه فضانورد شود، به‌عنوان جراح پرواز در عملیات پزشکی شاتل فضایی و برنامه فضایی مشترک آمریکا و روسیه مشغول به کار بود و نهایتاً رهبر عملیات پزشکی ایستگاه فضایی بین‌المللی شد. او در مأموریت اسپیس ایکس Crew-۳ ناسا به ایستگاه فضایی بین‌المللی که در ۱۰ نوامبر ۲۰۲۱ انجام شد، در قالب خلبان ایفای نقش کرد.
دکتر مارشبرن درباره تحصیلات و توانایی‌هایش گفت: «من در کنار مدرک پزشکی، مدرک مهندسی هم دارم و قبل از پیوستن به جمع فضانوردان، ده سال در بخش اورژانس بودم و در قالب جراح پرواز به ناسا خدمت می‌کردم. در فضا باید کارهای زیادی انجام دهید و به‌طور هم‌زمان، لوله‌کش، برق‌کار و مکانیک باشد؛ باید کمی هم از تعمیرات سر دربیاورید. درعین‌حال باید نحوه عملکرد کنترل مأموریت را بدانید و گاهی باید تصمیمات مهمی بگیرید. تحقیقات اولیه من روی پرواز فضایی و موضوعات مرتبط با فیزیولوژی فضایی بود.»
تفاوت‌ها در زمین و فضا
او در مقایسه مشاهداتش در فضا و روی زمین گفت: «تمام اکتشافات در ایستگاه فضایی بین‌المللی که درباره نحوه تغییر زندگی در سطح سلولی با حذف اثرات گرانش انجام می‌شود، واقعاً چشم مرا درباره آنچه ممکن است در فضا اتفاق بیفتد، باز کرد. تجربه من در فضا و به‌عنوان جراح پرواز، متفاوت بود. وقتی شش ماه در فضا زندگی می‌کنید، متوجه مسائل مختلفی مثل روند پیری می‌شوید و می‌توانید مطالعات مختلفی روی آتروفی، ضعف قلبی عروقی و ضعف عصبی وستیبولار انجام دهید؛ آنچه در عرض چند ماه برای فضانوردان اتفاق می‌افتد، ممکن است روی زمین، چندین دهه طول بکشد.»
دکتر مارشبرن درباره تأثیر بررسی‌های پزشکی در فضا روی پزشکی در کره زمین گفت: «ما تازه شروع به درک اثرات طبابت در فضا و اثر آن بر طبابت روی زمین و بر بدن انسان کرده‌ایم. مثلاً در سندروم عصبی چشمی مرتبط با پرواز فضایی (SANS)، بینایی دستخوش تغییراتی می‌شود و احتمالاً فشار داخل جمجمه ما در فضا تغییر می‌کند؛ چراکه مایع به‌نوعی به مغز شما منتقل می‌شود و فشار را افزایش می‌دهد و این بر پشت چشم شما تأثیر می‌گذارد. با کشف این الگوها، پزشکان روی زمین، شروع به کشف اسراری درباره سردردهای غیرقابل توضیح می‌کنند.»
این پزشک باتجربه با اشاره به اینکه شاید بسیاری از افراد ندانند که ریشه بسیاری از مسائل در زندگی ما روی زمین، به تحقیقاتی برمی‌گردد که در پروازهای فضایی انجام می‌گیرد، گفت: «مثلاً اسکن‌های CAT، همان نرم‌افزاری که وظیفه ادغام همه تصاویر در یک نمایش سه‌بعدی از داخل بدن ما را انجام می‌دهد، از ماه‌نشین برنامه آپولو گرفته شده است. آزمایش‌های دیگر منجر به ساخت دستگاه‌هایی شد که در آفریقا برای تشخیص اچ‌آی‌وی در جمعیت مورداستفاده قرار می‌گرفتند.»
بیمارستان فضایی چطور کار می‌کند؟
مارشبرن با اشاره به اینکه امکان دسترسی به بسیاری از تجهیزات پزشکی در فضا نیست ولی آن‌ها برای کمک به فضانوردان، از راهکارهای دیگری بهره می‌برند، گفت: «مثلاً ما در فضا دستگاه اشعه‌ایکس نداریم؛ پس برای تشخیص و مراقبت از فضانوردان چه می‌کنیم؟ ما شروع به انجام مطالعات آلتراساوند (سونوگرافی) روی بدن کردیم و این‌گونه می‌توان کارهای زیادی انجام داد. روی زمین مطالعات متعددی انجام دادیم که در آن به سیستم‌های بدن نگاه می‌شد. مثلاً با حرکات پوشش داخلی ریه‌ها، می‌توان بسیاری مسائل را ردیابی کرد و همین راه فوق‌العاده‌ای برای تشخیص پنوموتوراکس (از بین رفتن ریه) است. به همین ترتیب است که ریه در فضا فرومی‌ریزد. از بین رفتن ریه، یکی از عوامل مرگ افراد بعد از تروماست که می‌توان آن را قبل از استفاده از یک دستگاه اشعه ایکس بزرگ تشخیص داد؛ در تحقیقات پروازهای هوایی هم همین است. با قراردادن کاوشگر آلتراساوند روی ریه آسیب‌دیده فرد و استفاده از یک سوزن، می‌توانید بیمار را نجات دهید. همین حالا این متد که (FAST) نامیده می‌شود، در آمریکا و سراسر دنیا هم مورداستفاده قرار می‌گیرد.»
او با اشاره به چالش‌ها و محدودیت‌ها برای انجام تحقیقات در فضا به دلیل عدم دسترسی به امکانات کامل بیمارستانی گفت: « امکانات ما در فضا محدود است؛ مثلاً من یک مجموعه عملیاتی ندارم؛ اما همین تلاش‌ها برای هدایت از راه دور، منجر به ایجاد برخی تکنیک‌ها شده است. مثلاً وقتی به مریخ می‌رویم، نمی‌توانیم مکالمه‌ای در زمان واقعی با پزشکان روی زمین داشته باشیم. شاید هوش مصنوعی بتواند جست‌وجوهای پزشکی را انجام دهد و راهی را ارائه کند که برای فضانوردانی که به منابع زمین دسترسی ندارند، قابل‌درک و در دسترس باشد. قطعاً هوش مصنوعی چه به فضانوردان و چه حتی به پزشکان شاغل در اورژانس شلوغ کمک زیادی خواهد کرد و به حداکثر رساندن توانایی‌ها در بهره‌گیری از امکانات از راه دور برای پروازهای فضایی، کار بزرگی خواهد بود.»
ادامه فعالیت‌ها روی زمین
او که مدت‌ها در ایستگاه فضایی بین‌المللی به تحقیقات فضایی مشغول بود، حالا روی زمین و در موسسه Sierra Space مشغول به کار است. خود دکتر مارشبرن در این‌باره توضیح داد: «یک بحث، کمک به ایجاد برنامه پرواز فضایی انسانی است و بحث دیگر بهینه‌سازی آزمایشگاهی است که می‌خواهیم تا چند سال دیگر در فضا راه‌اندازی کنیم. من این روزها به دانشمندان و تیم توسعه کسب‌وکار توضیح می‌دهم که وقتی فضانوردی سوار فضاپیما می‌شود، چه‌کارهایی را باید به‌صورت دستی انجام داد و چه‌کارهایی می‌تواند به‌طور خودکار انجام شود. باید به مزایای کار کردن در آزمایشگاهی که در مدار زمین داریم و در آن هیچ اثر گرانشی وجود ندارد، اشاره کرد.»
دکتر مارشبرن ادامه داد: «آنچه برای آینده پزشکی و درمان مردم اهمیت دارد، تسریع در توسعه داروهاست. شما می‌توانید بلورهای کاملی را بدون آنکه رشدشان با ایرادات مختلف یا گرانش مختل شود، پرورش دهید؛ کریستال‌های کاملی از پروتئین‌ها که شرکت‌های داروسازی بتوانند تمام جزئیات مؤثر آن پروتئین را شناسایی کنند و داروهایی را تولید کنند که بسیار هدفمندتر و مؤثرتر باشند. این کارها قبلاً در ابعاد کوچک‌تری انجام‌شده و ما آن را در مقیاس وسیع انجام خواهیم داد. وقتی بلور را بعد از پرورش، به زمین باز می‌گردانید، می‌توانید کریستال‌های بیشتری را رشد دهید که با آن‌یکی مطابقت دارند و بدین ترتیب این امکان فراهم می‌شود که آن را در مقیاس صنعتی توسعه دهید.»
امکانات پزشکی که در فضا میسر شده است
او با اشاره به تغییرات سلول در فضا گفت: «نکته جالب دیگر، تأثیر جاذبه روی سلول‌های فردی است. تغییر ساختار اسکلت سلولی و تغییر در بیان ژنتیکی همه سلول‌ها جالب‌توجه است. سلول‌های سرطانی به سلول‌هایی با رشد سریع تبدیل می‌شوند و برخی از باکتری‌ها برای انسان خطرناک‌تر می‌شوند؛ اما در آزمایشگاه‌هایمان در فضا، امکان سرعت بخشیدن به روند توسعه واکسن‌ها و داروهای سرطان را داریم. Redwire، شریک ما، بخش‌هایی از این کار را در ایستگاه بین‌المللی فضایی انجام داده است و ما همه این کارها را در مقیاس بزرگ‌تر انجام خواهیم داد. »
از دیگر فعالیت‌های جالب انجام‌شده توسط مارشبرن و همکارانش، فعالیت درباره اندام‌های انسانی است: «ما در حال رشد دادن اندام‌ها هستیم؛ یعنی نه‌تنها می‌توان عضوی را بازسازی کرد، بلکه نکته مهم دیگر انجام آزمایش روی حدود ۱۰۰۰ اختلال مختلف از عامل شیمی‌درمانی است تا دریابیم که واقعاً چه چیزی برای اندام‌ها خطرناک و چه چیزهایی تأثیرگذار هستند. ساخت بافت انسانی در آینده، هدفی است که در ایستگاه‌های فضایی روی آن کار می‌کنیم.»
منبع: space
۵۴۳۲۱
