研究:太空微重力环境会改变宇航员眼睛结构
IT之家 1 月 26 日消息,根据一项最新研究,在国际空间站(ISS)上停留六到十二个月后,太空的微重力环境会对宇航员的眼睛和视力产生显著影响。这项研究由蒙特利尔大学眼科专家圣地亚哥・科斯坦蒂诺(Santiago Costantino)领导,并于去年秋季发表在《医学与生物工程杂志》(Journal of Engineering in Medicine and Biology)上。
研究表明,国际空间站上 70% 以上的宇航员受到“太空飞行相关神经-眼综合征”(SANS)的影响。13 名宇航员的数据分析显示,这些宇航员平均年龄为 48 岁,在国际空间站上停留了 157 至 186 天。其中 31% 为女性,8 人是首次执行太空任务。
针对太空旅行对眼睛的影响,研究人员专注于三个眼睛相关因素:眼硬度、眼内压和眼脉搏幅度。使用光学相干断层扫描技术(OCT)及定制视频模块增强脉络膜成像,以测量眼硬度;同时通过眼压计评估眼内压和眼脉搏幅度。
研究结果显示,宇航员眼睛的生物力学特性发生了显著变化:眼硬度下降了 33%,眼内压降低了 11%,眼脉搏幅度减少了 25%。这些变化伴随一系列症状,如眼球尺寸缩小、视野变化,有时还会出现视神经肿胀和视网膜褶皱。
另外,研究显示,5 名宇航员的脉络膜厚度超过 400 微米,且与年龄、性别或太空经验无关。研究人员认为,失重状态改变了体内血液分布,增加了头部血流量,同时减少了眼部静脉循环,可能招致脉络膜(为视网膜提供养分的血管层)扩张。
研究小组推测,失重环境下脉络膜的扩张可能会拉伸巩膜中的胶原蛋白,导致眼睛机械性特性长期变化。研究还发现,微重力环境中的血液脉冲可能带来“水锤效应”,即血液中压力骤变对眼睛造成机械冲击,随之引发组织明显变化。
尽管这些眼部变化对于 6 至 12 个月的太空任务通常不至构成重大健康风险,但研究人员指出,80% 的宇航员在太空期间至少出现一种相关症状。然而,返地球后,他们的眼睛通常恢复正常,只需佩戴矫正眼镜即可缓解症状。
然而,太空机构和科研领域对更长期任务(如火星探索)的潜在风险持谨慎态度。目前,长时间处于微重力环境对眼部健康的影响尚不明确,且没有有效的预防或治疗手段。科斯坦蒂诺及其团队正期盼更多美国宇航局(NASA)数据,以进一步推进研究。科斯坦蒂诺指出,眼睛机械性变化或可预示太空飞行相关神经-眼综合征的发展,为未来长期太空任务提供重要参考。
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