وقتی جاذبه کم می‌شود: آزمایش موش‌ها در فضا چه چیزی درباره آینده انسان در مریخ می‌گوید؟

بدن انسان برای زندگی در فضا ساخته نشده است. ما در طول میلیون‌ها سال تکامل در میدان گرانشی زمین شکل گرفته‌ایم؛ محیطی که در آن جاذبه نه‌تنها حرکت ما، بلکه کارکرد بسیاری از اندام‌های بدن را تنظیم می‌کند. وقتی این نیروی آشنا ناگهان ناپدید می‌شود یا کاهش می‌یابد، بدن به سرعت واکنش نشان می‌دهد. تجربه فضانوردان در مدار زمین نشان داده است که بی‌وزنی می‌تواند باعث ضعف عضلات، کاهش تراکم استخوان، جابه‌جایی مایعات در بدن و تغییر در میکروبیوم روده شود.

با این حال، انسان همچنان به رفتن به فضا اصرار دارد. همین میل به گسترش مرزهای حضور انسانی است که دانشمندان را واداشته بفهمند بدن ما دقیقاً تا چه حد می‌تواند با محیط‌های کم‌جاذبه سازگار شود.

پژوهشی تازه که در مجله Science Advances منتشر شده، سرنخ مهمی درباره این پرسش به دست داده است. در این مطالعه، گروهی از پژوهشگران با ارسال موش‌های آزمایشگاهی به ایستگاه فضایی بین‌المللی تلاش کردند بفهمند در چه سطحی از جاذبه، عضلات بدن شروع به از دست دادن عملکرد طبیعی خود می‌کنند.

در سال ۲۰۲۳، یک تیم پژوهشی بین‌المللی با حمایت ناسا و آژانس فضایی ژاپن ۲۴ موش را با موشک فالکون ۹ شرکت اسپیس‌ایکس به مدار زمین فرستاد. این حیوانات حدود چهار هفته در ایستگاه فضایی بین‌المللی زندگی کردند. اما شرایط آن‌ها کاملاً یکسان نبود. دانشمندان آن‌ها را در محیط‌هایی با سطح‌های متفاوتی از جاذبه نگهداری کردند؛ از بی‌وزنی کامل گرفته تا محیط‌هایی که بخشی از جاذبه زمین را شبیه‌سازی می‌کردند.

وقتی موش‌ها به زمین بازگشتند، پژوهشگران بافت عضلات آن‌ها را با دقت بررسی کردند. توجه اصلی آن‌ها به عضله‌ای در ساق پا به نام سولئوس بود؛ عضله‌ای که در بدن انسان و بسیاری از پستانداران نقش مهمی در ایستادن و حفظ تعادل دارد و به شدت به حضور جاذبه وابسته است.

نتایج نشان داد که وقتی جاذبه بسیار کم بود، تغییرات قابل توجهی در عملکرد عضلات رخ می‌داد. در شرایطی که تنها حدود یک‌سوم جاذبه زمین وجود داشت، اندازه عضله تقریباً حفظ شده بود، اما قدرت واقعی آن کاهش یافته بود. موش‌ها هنگام آزمایش قدرت گرفتن، ضعیف‌تر عمل می‌کردند.

اما وقتی سطح جاذبه به حدود دو سوم جاذبه زمین می‌رسید، داستان تغییر می‌کرد. در این شرایط، عملکرد عضلات تقریباً همانند حالت طبیعی باقی مانده بود. به بیان دیگر، به نظر می‌رسد بدن برای حفظ عملکرد عضلات خود به جاذبه کامل زمین نیاز ندارد—اما اگر جاذبه از حدی پایین‌تر بیاید، مشکلات آغاز می‌شوند.

این نتیجه برای آینده سفرهای فضایی اهمیت زیادی دارد. برای درک بهتر آن کافی است به شرایط سیاره‌های دیگر نگاه کنیم. روی مریخ، انسان تنها حدود ۳۸ درصد جاذبه زمین را احساس خواهد کرد. روی ماه این مقدار حتی کمتر است و به حدود یک‌ششم جاذبه زمین می‌رسد. هر دو مقدار به‌طور قابل توجهی پایین‌تر از آستانه‌ای هستند که در این آزمایش برای حفظ عملکرد طبیعی عضلات مشاهده شد.

البته پژوهشگران تأکید می‌کنند که نباید نتایج این آزمایش را مستقیماً به انسان تعمیم داد. موش‌ها و انسان‌ها عضلات خود را به شکل متفاوتی به کار می‌گیرند. موش‌ها روی چهار پا حرکت می‌کنند، در حالی که بدن انسان برای راه رفتن روی دو پا تکامل یافته است. ترکیب عضلات و نحوه استفاده از آن‌ها نیز متفاوت است.

با این حال، این آزمایش یکی از نخستین تلاش‌ها برای بررسی مستقیم این مسئله در شرایط واقعی فضایی به شمار می‌آید. چنین مطالعاتی می‌توانند پایه‌ای برای پژوهش‌های بعدی باشند؛ پژوهش‌هایی که شاید روزی مشخص کنند آیا انسان واقعاً می‌تواند برای مدت‌های طولانی روی سیاره‌هایی با جاذبه کمتر زندگی کند یا نه.

اگر قرار باشد انسان روزی در مریخ یا در ایستگاه‌های فضایی دوردست زندگی کند، پرسش‌های پزشکی تازه‌ای مطرح خواهد شد. شاید لازم باشد فضانوردان برای حفظ سلامت عضلات خود به برنامه‌های ورزشی خاص یا حتی ساختارهای چرخان با جاذبه مصنوعی متکی باشند. شاید هم بدن انسان بتواند به تدریج خود را با محیط‌های کم‌جاذبه سازگار کند.

آنچه این آزمایش کوچک با ۲۴ موش نشان می‌دهد این است که جاذبه—نیرویی که در زندگی روزمره تقریباً به آن فکر نمی‌کنیم—در واقع یکی از بنیادی‌ترین عوامل شکل‌دهنده بدن ماست. و وقتی آن را تغییر دهیم، بدن نیز ناچار است خود را دوباره تعریف کند.