近期,一项关于太空微重力环境对宇航员眼睛影响的研究引起了广泛关注。该研究由蒙特利尔大学的眼科专家圣地亚哥·科斯坦蒂诺主导,并在去年秋季的《医学与生物工程杂志》上发表。
研究揭示了一个令人惊讶的事实:在国际空间站上停留六到十二个月的宇航员中,至少有70%的人遭受了“太空飞行相关神经-眼综合征”(SANS)的困扰。研究团队深入分析了13名宇航员的数据,他们的平均年龄为48岁,在国际空间站上的停留时间为157至186天。这些宇航员来自不同国家,包括美国、欧洲、日本和加拿大,其中女性占31%,有8人是首次执行太空任务。
为了探究太空旅行对眼睛的具体影响,研究人员重点关注了三个关键因素:眼硬度、眼内压和眼脉搏幅度。他们采用光学相干断层扫描技术(OCT)结合定制的视频模块,以增强脉络膜的成像效果,从而精确测量眼硬度。同时,通过眼压计对眼内压和眼脉搏幅度进行了评估。
研究结果显示,太空旅行对宇航员眼睛的生物力学特性产生了显著影响。具体来说,眼硬度下降了33%,眼内压降低了11%,眼脉搏幅度也减少了25%。这些变化与一系列眼部症状密切相关,如眼球尺寸缩小、视野变化,甚至在极端情况下出现视神经肿胀和视网膜褶皱。
研究人员还发现了一个有趣的现象:5名宇航员的脉络膜厚度超过了400微米,且这一变化与年龄、性别或先前的太空经验无关。他们推测,失重状态可能改变了体内的血液分布,增加了头部的血流量,同时减缓了眼部的静脉循环,从而导致脉络膜(为视网膜提供营养的血管层)发生扩张。
研究团队进一步推测,失重环境下脉络膜的扩张可能会对巩膜中的胶原蛋白产生拉伸作用,从而导致眼睛机械特性的持久变化。微重力环境下的血液脉动还可能产生“水锤效应”,即血流中的突然压力变化对眼睛造成机械冲击,进而引发显著的组织变化。
尽管这些眼部变化在6至12个月的太空任务中通常不会对宇航员的健康构成重大威胁,但研究人员指出,80%的宇航员在太空期间至少出现了一种与眼睛相关的症状。幸运的是,返回地球后,大多数宇航员的眼睛都能恢复正常,仅需佩戴矫正眼镜即可缓解相关症状。
然而,对于更长期的太空任务,如火星探测等,太空机构和科研界仍持谨慎态度。目前,长期暴露于微重力环境对眼睛健康的具体影响尚不完全清楚,且缺乏有效的预防或治疗措施。科斯坦蒂诺及其团队正在期待更多来自美国宇航局(NASA)的数据,以进一步推进相关研究。
科斯坦蒂诺指出,眼睛机械特性的变化或许能够成为预测太空飞行相关神经-眼综合征发展的重要指标,为未来长期太空任务提供宝贵的参考信息。