当宇航员开始在国际空间站连续驻留六个月或更长时间后,他们注意到视力发生了变化。许多宇航员发现随着任务推进,需要更强度的老花镜来阅读。研究人员通过研究该现象,发现了视神经乳头肿胀(即视神经进入视网膜处的区域)以及眼球形状扁平化等特征。这些症状被统称为太空相关神经眼科综合征(SANS)。
微重力环境下,人体血液和脑脊液会向头部转移。研究表明,这种体液再分布可能是导致SANS的根本原因。当前进行的"大腿袖套"研究(Thigh Cuff)正在验证紧束腿部的袖套是否能改变体液在体内流动的方式,特别是在眼部、心脏和血管中的分布。若能证实该装置有效性,则可能作为对抗体液头向转移问题的简易工具,既可保护未来执行登月和火星任务的宇航员,也能用于治疗地球环境中因长期卧床或某些疾病导致的头部或上半身体液积聚病症。
从2015至2020年开展的Fluid Shifts研究首次揭示了微重力环境下脑部血液回流机制的变化。视力障碍与颅内压升高(VIIP)研究进一步探讨了体液转移及其导致的脑脊液压力升高在SANS发展中的作用。该研究采用多种评估方法,包括有/无扩瞳的临床眼科检查、视网膜及其相关血管神经的成像检查、视网膜结构厚度的非侵入性成像测量,以及眼部和视神经的磁共振成像。此外,约300名宇航员完成了问卷调查,记录其任务期间的视力变化情况。
在一项研究成果中,科学家描述了这些成像技术如何提升对SANS的理解。作者总结了新兴的头戴式虚拟现实显示器开发进展,该设备可进行多模式、非侵入性评估,有助于SANS的诊断。其他研究人员确定测量视神经鞘直径可作为识别和量化太空飞行期间眼部和视力变化的可行方法。该论文还建议对成像工具、测量技术及其他研究设计要素进行标准化。
另一篇论文报告了一例宇航员在六个月太空飞行后出现异常显著的视力变化及相关影响因素。研究人员观察到该个体症状的部分改善可能与飞行期间补充B族维生素以及部分乘员离舱后舱内二氧化碳浓度降低有关。虽然单个案例如不能确立因果关系,但改善程度之大表明该个体可能对二氧化碳等环境因素特别敏感。这可能是首次尝试通过在轨补充B族维生素来缓解SANS的研究。
加拿大航天局(CSA)的SANSORI研究采用光学相干断层扫描技术,探究眼部组织硬度降低是否与SANS相关。在地球上,眼球周围组织硬度的变化与衰老以及青光眼、近视等病症相关。研究人员发现,长期太空飞行会影响眼组织的机械特性,这可能促成SANS的发展。该发现不仅有助于理解太空环境下的眼部变化,也可能为地球上的衰老相关眼病研究提供新视角。
日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的MHU-8研究考察了小鼠太空飞行后DNA和基因表达的变化,发现视神经和视网膜组织出现异常。研究人员同时发现人工重力可能减轻这些变化,为未来任务提供潜在防护措施。
这些及其他研究最终可能帮助研究人员预防、诊断和治疗宇航员及地球人类的视力障碍问题。
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