2023年的12 项太空医学发现可以帮助宇航员有朝一日到达火星（12 Space Medical Discoveries in 2023 Can Help Astronauts One Day Arrive on Mars）

【美国宇航局新闻】

科学家们正试图弄清楚，当人体冒险离开它进化而生存的星球时会发生什么。目前尚不清楚人类何时会最终开始在太空中度过数年（甚至数十年），同时建造空间站、火星栖息地、外星漫游车，以及可能在舒适的地球沙发上几乎无法理解的一系列其他令人惊叹的事物。然而，显而易见的是，我们目前的发展轨迹表明，这样的时刻肯定会到来。

每一天，科学家们都在努力工作，以确保我们的物种成为星际物种——在这个时代，我们将真正“成为”外星人，同时探索红色星球或与木星引力一起漂浮。有很多事情需要考虑。工程师们将需要开发下一代火箭，以便在合理的时间范围内推动宇航员穿越很远的距离。任务规划者需要了解在行星或月球表面的哪个地方，外星社会可以蓬勃发展。伦理学家需要考虑法律和道德准则如何在地球之外发挥作用。政策制定者需要担心为这些努力提供资金。物理学家将需要考虑如何将太空舱插入其他世界的轨道 - 他们仍然刚刚掌握的轨道。但可以说，我认为最大的责任将落在医学专家身上。

医生、研究人员、外科医生、物理治疗师甚至精神科医生都需要弄清楚那些勇敢的未来人类的尸体会发生什么。宇航员毕竟是地球人;它们是为了在地球上生活而建造的。在微重力、超重力、无大气层的世界和快速移动的船只上，它们的身体会变弱。他们的体内平衡将被打断。孤立地，他们的思想将受到考验。他们应该为此做好准备。因此，事不宜迟，以下是一些关于新兴空间医学领域的 2023 年进展报告。

1. 冬眠可能是长期太空旅行者的一种选择

冬眠中的动物受到保护，免受通常影响卧床不起患者的骨骼和肌肉质量的影响。一段时间以来，科学家们一直在考虑让宇航员利用我们看到的动物在冬季参与的那种“冬眠”做法。想想，熊。

我的意思是，例如目前的技术需要六到九个月才能将人类带到火星，这意味着任何前往这颗红色星球的人都需要携带六到九个月的补给品才能在旅途中维持生计。这只是一种方法。是的，这将花费相当多的钱，但更重要的是，在微重力下生活这么长时间会对人体造成相当大的负担。这样的环境会导致大量的骨骼和肌肉流失;国际空间站（ISS）上的宇航员进行了有组织的演习，以对抗这些影响，即使是他们的短期旅行。谁能说一次长达数年或数十年的长途旅行会对人体造成什么影响。

因此，就像熊冬眠以节省能量和打发时间一样，当下雪的天气导致资源有限时，科学家们认为有一种方法可以让宇航员在前往火星的途中冬眠。如果动物在冬眠数月后能够简单地恢复日常生活，也许人类也能做到。冬眠不同于仅仅处于昏迷状态;卧床不起的病人醒来时不会像冬眠后的熊那样有弹性。为此，今年1月，美国宇航局宣布正在研究北极松鼠的冬眠方法。美国宇航局在一份声明中说：“这项研究可用于帮助未来的任务，从长期太空任务的医学诱导冬眠的极端，保护宇航员免受机舱发烧，电离辐射等等。“它也可能被证明在零重力下有效防止肌肉和骨质流失。

2. 人脑对重力的依赖比你想象的要多

冒着听起来很蹩脚的风险，宇航员在太空中最重要的工具无疑是他们的思维帽。但实际上，人脑是一个脆弱的、重要的器官，它依赖于重力来正常运作。这就是6月份发表的一项研究的结果。科学家们研究了太空飞行如何影响大脑。简而言之，研究小组发现，大脑中被称为“心室”的空腔可以扩大25%，这取决于器官暴露在微重力下的时间。如果没有足够的重力，大脑就会开始在颅骨中向上移动，对心室产生压力并迫使它们扩张。

“当你在太空中从两周到六个月时，最大的飞跃就来了，”佛罗里达大学盖恩斯维尔分校的空间健康研究员、该研究的资深作者Rachael Seidler在一份声明中说。

大脑的脑室充满了所谓的脑脊液，这种物质通常充满整个大脑，并保持器官“浮力和缓冲”，正如梅奥诊所所说。尽管该团队仍然不确定这种扩张对长期太空任务意味着什么，但科学家们确实发现，心室可能至少需要三年时间才能恢复正常。但“等待这么久可能不是必需的，”塞德勒说。看来在这方面需要做更多的工作，但这只是一个开始。

3.善良的22个灵魂可能是火星社会的秘诀

今年最有趣的研究是关于通往外星人类存在的道路，其中一项提出了非常具体的结论。科学家发现，要创建一个功能性的火星定居点，你可能需要至少22个人。在这 22 个人中，最好让尽可能多的人拥有“和蔼可亲”的人格特质。“事故造成的压力，以及与其他定居者的互动，都会造成损失，从长远来看，令人愉快的人格类型被评估为最持久的，而神经症患者的适应能力最低，”该团队在他们的研究中写道。

当然，人格“类型”是千篇一律的类别，必须持保留态度。更有可能的是，每个人在某种程度上都有各种特质。因此，这些结果可能更适合被认为是一本书的书脊，而不是里面的书页。尽管如此，我敢打赌，这将引发一些重要的讨论，这仍然很有趣，归根结底，我们必须在太空居住蓝图中考虑社会关系，这感觉非常人性化。这也让我想到了美国宇航局是如何从字面上测试不同人的心理如何处理生活在模拟火星环境中的孤立和磨难，为真实的事情做准备的。而且，正如我之前在许多文章中提到的，这真的让我想起了小说《红色火星》。

4. T细胞很难与太空微生物作斗争

通常（包括本文）围绕微重力引起的身体变化的讨论涉及骨质流失和肌肉流失。这是因为这些是我们看到驻扎在国际空间站的宇航员身上发生的一些最明显的影响。但其他身体系统也会发生变化，正如我们在上述神经系统中看到的那样。今年8月，科学家们宣布了关于另一个系统在太空中的表现的一些最新情况：免疫系统。

他们将八名健康受试者暴露在地球上的模拟微重力条件下三周，在实验前、第七天、第 14 天、第 21 天和实验后一周进行血液分析。T细胞是一种对抵抗肿瘤细胞和感染至关重要的白细胞，在实验过程中开始类似于所谓的“幼稚T细胞”。这些是尚未遇到任何入侵者的类型，这意味着它们需要更长的时间才能被激活，因此在对抗这些感染方面效果较差，研究共同负责人Carlos Gallardo Dodd在一份声明中解释说。

从好的方面来看，在21天左右，一些原始的T细胞行为开始恢复。但是，在实验之后，天真的表情似乎又回来了。这似乎是一个线索。

5. 这些科学家正试图在国际空间站上3D打印心脏

由磁场和声场控制的悬浮粒子聚集在一起，形成人类心脏模型。当将人类送入太空怀抱时，科学家需要担心的另一个身体系统是心血管系统。是的，人类的心脏。那拳头大小的肌肉现在在你的胸膛里跳动，让你在舒适的地球上活着。

一个名为Pulse的项目正在研究，因为它打算在不久的将来将解剖学上极其准确，完全成型的人造心脏发送到国际空间站，并测试它们对环境的反应。科学家此前曾将心脏组织样本送往国际空间站，空间站上的宇航员会定期测试自己的心脏，但如果这可行，这将标志着完全由实验室培养的“人类”心脏首次进入轨道太空实验室。恒星的。

6.国际空间站对人类安全吗？其他太空实验室会吗？

一幅插图显示了国际空间站绕地球运行，因为一项研究表明，空间站上的化学污染可能比地球上的家庭更大。当宇航员最终前往未知的未知世界进行长时间的超级冒险时，他们将不仅仅是生活在太空的极端环境中。他们将生活在某种太空舱的极端环境中，这种太空舱被火箭送入太空的极端环境。以国际空间站为例。由于我们需要保持房屋通风良好，远离有害气体，因此生活在外星实验室或避难所中的人类也必须如此。

今年8月，科学家们发现，国际空间站的化学污染物浓度可能超过了美国或欧洲标准住宅的浓度。不过，需要明确的是，从技术上讲，它们与整个地球家庭的平均数字一致。然而，其中一些污染物会伤害人类。这一发现实际上支持了一些关于星载实验室清洁度的相邻研究，例如关于搭便车的微生物，这些微生物会使宇航员生病，而这项研究是关于国际空间站上的真菌。

7.现在太空老鼠宝宝好吧

从精子中提取的小鼠幼崽被冷冻干燥并在国际空间站上储存了九个月。如果有一天人类开始在月球轨道上定居，我们将不可避免地看到一些太空爱好者、太空婚姻，以及最终的太空婴儿！但是，一个健康的人类婴儿和一个健康出生的人类婴儿是否依赖于重力？还是以某种方式了解地球的独特性质？

这就是科学家们试图弄清楚的——从好的方面来看，一个团队在10月份宣布，他们有史以来第一次成功地在国际空间站上培养了小鼠胚胎。这是一个很有希望的发现，揭示了哺乳动物很可能在太空中出生和茁壮成长。然而，当然，这是一个经典的“就说它在老鼠身上”的情况。人体测试即将到来？

8. 一种治疗骨质流失的实验性药物在小鼠身上显示出前景

看到一个注射器，里面有一点点淡黄色的液体。在另一首颂歌中，科学家们设法对一种新药进行了一些看起来非常积极的实验，这种新药可以帮助解决整个微重力骨质流失难题。这种被称为“BP-NELL-PEG”的药物基本上利用了在人体中发现的一种众所周知的蛋白质的改良版本。然而，到目前为止，这种促进骨形成的药物的前景仅在小鼠中得到证明。

“如果人体研究证实了这一点，BP-NELL-PEG可能成为对抗骨质流失和肌肉骨骼退化的有前途的工具，特别是当传统的阻力训练由于受伤或其他失能因素而不可行时，”马萨诸塞州福赛斯研究所教授、该研究的合著者康婷博士在一份声明中说。

有趣的是，丁博士在20多年前首次发现了该药物所基于的未修饰蛋白质（称为“NELL-1”）的骨形成作用。

9.为无法与太阳一起醒来的人类准备的宇航员灯

一个穿着白衬衫的男人坐在办公桌前的背影。房间里的灯会改变颜色。想象一下，你每天都会经历 16 次日出和 16 次日落。想象一下，当这种情况发生时，试图睡一觉。当我说我每天在日出和日落之间勉强能把七个小时的休息时间串在一起时，我肯定是在为除了我自己之外的人说话。好吧，这种精神错乱的幻想对国际空间站上的每个人来说都是现实。另外，他们睡得漂浮。绑在墙上。事实上，这 16 个日出和日落甚至不像我们那样高于它们。天空是......在他们下面。

正因为如此，科学家们设计了一种特殊的灯，可以调节光线模式，帮助宇航员闭上眼睛。如果空间站出了问题，我们绝对不希望失眠成为宇航员无法修复的原因。

10. 为什么女性宇航员在火星上可能更容易

这项研究在《芭比》电影上映之前就出现了，真是太神奇了。科学家们在4月份宣布，他们的研究结果支持了一个几十年来的想法，即全女性机组人员将更容易在长时间的太空任务中航行。

“平均而言，女性往往比男性小，因此这种代谢优势在女性中可能更大，正如我们的计算所表明的那样。” 法国空间医学和生理学研究所研究员乔纳森·斯科特（Jonathan Scott）和该研究的主要作者告诉 Space.com。这就是为什么我们得出结论，在未来的人类太空探索任务中，全女性机组人员可能会有特定的代谢或生命支持资源操作优势。该团队表示，这样的宇航员也将花费更少的钱，尽管研究人员强调，这一切都是非常理论化的，至少，结果应该有助于任务规划者训练未来的宇航员，无论性别如何。

“我们不想建立这种二元竞争，”科罗拉多州太空飞行训练机构Star Harbor的健康创新总监Saralyn Mark博士告诉 Space.com。 “在当今世界，我们拥有技术；我们有能力使太空民主化，以确保所有人都有空间。

11.血液

2019年，美国宇航局远征59号宇航员安妮·麦克莱恩（Anne McClain）漂浮在国际空间站的圆顶上，同时拿着骨髓实验的装备。

现在我正在写这篇文章，八月似乎是太空医学公告的重要时刻。除了T细胞更新和国际空间站污染见解外，奥古斯特的研究还包括一项关于科学家如何了解到长时间前往太空的宇航员在返回地球后骨髓中的脂肪含量较低。

这些减少的金额似乎至少持续了一个月。毫不奇怪，这里的假设与，是的，骨质流失有关。

“我们认为身体正在利用这种脂肪来帮助替换红细胞并重建在太空旅行中丢失的骨骼，”该研究的资深作者，渥太华医院的康复医师和研究员，渥太华大学教授Guy Trudel在一份声明中说。

因此，稍加推论，这也意味着宇航员在太空中度过大量时间的红细胞比在地球上的红细胞更少。红细胞计数低，也就是贫血，可能是有害的，因为这些细胞就像信使一样，将氧气输送到全身。

“值得庆幸的是，当你的身体失重时，贫血在太空中不是问题，但是当降落在地球上并可能在其他行星或卫星上有重力时，贫血会影响能量，耐力和力量，并可能威胁到任务目标，”特鲁德尔说。“如果我们能确切地找出控制这种贫血的原因，我们也许能够改善预防和治疗。

12. 这个令人惊叹的 2024 年任务绝对会拉开明年名单的序幕

为了完善这份清单，我想我应该强调一个计划在来年完成的非常太空医学式的任务：Ax-3。

Ax-3 是休斯顿公司 Axiom Space 组织的第三次私人载人飞行任务，将于 2024 年 1 月发射，为国际空间站带来一系列精彩的微重力健康实验。机组人员将花14天时间与轨道实验室对接，同时进行研究，例如涉及人工智能系统的研究，该系统可以通过咳嗽和说话声音检测70多种疾病。希望该设备可以帮助科学家远程监测宇航员的健康状况。

另一项研究将着眼于β淀粉样蛋白（Aβ）蛋白，即破坏其他蛋白质的折叠和去折叠过程并与阿尔茨海默氏症等疾病相关的蛋白质，在微重力环境中如何反应。还将有骨密度损失研究、红细胞研究，甚至认知研究，如压力测试。而这只是冰山一角，真的。

还值得一提的是，这些开创性的实验——事实上，整个列表中的每一项太空医学研究——不仅会对人类未来的太空冒险产生影响。它们也有可能彻底改变国内的医学。微重力提供了一个独特的机会来研究人体如何在完全不同的环境中工作——可能揭示我们在陆地条件下无法完全理解的癌细胞或神经退行性机制的各个方面。

2023 年对于蓬勃发展的太空医学领域来说绝对是令人满意的一年。随着 Ax-3 将于 2024 年推出，我希望明年的名单会更好。

延伸阅读：Axiom Space的第三次私人任务将在国际空间站上进行开创性的微重力实验

作者：Monisha Ravisetti 编译者：松歌（知乎专栏作家）