长期太空飞行对宇航员健康的影响：微重力与认知表现

长期太空飞行对宇航员健康的影响：微重力与认知表现

随着人类对太空的探索不断深入，长期太空飞行对宇航员健康的影响成为了一个备受关注的话题。从微重力环境对认知表现的影响，到肌肉和骨骼流失、视力问题等健康风险，本文将为您详细解析太空飞行对宇航员健康的多方面影响。

2024年8月27日，佛罗里达大学的Rachael Seidler博士与美国国家航空航天局（NASA）合作，开展了一项关于长期太空飞行对宇航员健康影响的研究，特别是对大脑、行为和衰老的潜在影响。这项研究不仅为宇航员的健康提供了重要的科学依据，也为未来的太空探索任务奠定了基础。

随着全球对因舱体故障而被困在太空中的波音星际飞船宇航员的关注，关于人类在太空中长时间停留的影响的问题愈发引人注目。Seidler博士在佛罗里达大学（2025USNews美国大学排名：30）健康与人类表现学院的应用生理学与运动学系任教，同时也是UF Astraeus太空研究所的副主任。她的研究重点是长期太空飞行对神经认知表现的影响，尤其是在微重力或弱重力环境下的宇航员。通过与NASA的合作，Seidler博士希望揭示太空飞行对宇航员的长期健康后果，帮助科学界更好地理解太空环境对人类生理和心理的影响。

在这篇评论文章中，我们将围绕Seidler博士的研究展开讨论，探讨长期太空飞行对宇航员健康的影响，微重力对认知表现的影响，NASA与大学的合作，以及太空旅行对衰老的长期健康后果等多个方面。

首先，长期太空飞行对宇航员健康的影响是一个复杂而重要的话题。根据NASA的最新计划，宇航员Butch Wilmore和Sunita Williams于2024年11月1日开始他们的任务，将至少在国际空间站（ISS）待240天，直到2025年2月才能返回地球。这一计划的实施是由于他们乘坐的波音Starliner航天器在前往ISS的过程中出现了技术问题，NASA决定让Starliner在没有乘员的情况下返回地球。Wilmore和Williams的任务目标是进行一系列科学实验和技术演示，以支持未来的深空探索任务。虽然Wilmore和Williams的任务时间较长，但并不是新的记录。历史上，宇航员在太空中的驻留时间曾多次因各种原因延长。例如，美国宇航员Frank Rubio于2022年9月21日开始他的任务，原定于2023年3月30日返回地球，但由于返回的俄罗斯Soyuz航天器受损，他最终在太空中待了371天，直到2023年9月2日，创造了美国宇航员在轨时间最长的记录。

长时间的太空飞行对宇航员的身体和心理健康有显著影响。研究表明，宇航员在微重力环境中会经历基因表达、体重和肠道微生物群组成的变化，此外，还可能面临肌肉和骨骼流失、视力问题、免疫力下降等健康风险。虽然大部分这些变化在返回地球后会逐渐恢复正常，但对宇航员的心理健康影响仍需进一步研究。在Wilmore和Williams的任务期间，他们可能会经历孤独和无聊带来的心理挑战。NASA表示，延长他们的在轨时间是出于安全考虑，避免让他们乘坐存在技术问题的Starliner返回地球。

其次，微重力对宇航员认知表现的影响也是一个重要的研究领域。2021年10月26日，发表在《Frontiers in Neural Circuits》上的一项研究探讨了长时间太空飞行对宇航员的感觉运动控制和认知功能的影响。研究发现，宇航员在返回地球后，通常会经历运动能力和平衡能力的暂时下降，尤其是在移动性、平衡和双手协调能力方面。具体数据显示，在立方体旋转任务中，宇航员的反应时间平均缩短了约10%，而在其他认知任务中，宇航员的表现没有显著变化。这些结果表明，尽管宇航员在某些认知任务中表现稳定，但微重力环境可能会影响他们的运动能力和协调性，尤其是在任务结束后的适应期中。

随着NASA的目标从国际空间站转向月球和火星，任务持续时间的增加使得理解微重力对感觉运动和认知功能的影响变得尤为重要。研究强调，未来的太空任务可能需要更深入的研究，以评估飞行持续时间、年龄和性别等因素对宇航员表现的影响。

NASA与大学的合作在推动太空研究方面发挥了重要作用。2023年12月8日，NASA宣布与八所美国大学团队合作，推动小型航天器技术的发展，以增强其在地球、月球及深空领域的科学和探索任务能力。这一合作是NASA小型航天器技术（SST）计划下的大学小型卫星技术合作伙伴关系（USTP）倡议的一部分，旨在通过技术进步，扩展小型航天器的潜力，使其能够支持更复杂的科学和探索任务。

此次被选中的大学团队包括乔治亚理工学院、明尼苏达大学、加州理工学院、加州州立理工大学波莫纳分校、犹他州立大学、密歇根大学安娜堡分校、宾夕法尼亚州立大学和代顿大学。通过这些合作，NASA希望推动小型航天器技术的成熟，进一步支持其科学探索和商业活动。

此外，太空旅行对衰老的长期健康后果也引起了科学家的关注。2024年7月2日，科学家们发现太空旅行可能会导致与地球上衰老相关的虚弱症状，揭示了宇航员在太空飞行期间的生物标志物变化。研究表明，微重力和太空辐射可能引发类似衰弱的状况，如炎症和肌肉萎缩。随着太空旅游和多年的载人航天任务的增加，了解太空旅行对健康的影响变得尤为重要。

最后，心理健康在太空任务中同样不可忽视。2024年6月11日，亚历山德拉·惠特迈尔博士在NASA的人类研究项目中专注于长期隔离和封闭环境对人类心理的影响。她的研究对于即将到来的月球和火星任务至关重要，尤其是在未来的太空飞行中，预计将面临更高的工作负荷、压力和通信延迟。惠特迈尔的团队致力于评估宇航员在长时间任务中的团队合作和应对压力的能力，研究结果将帮助制定保持宇航员心理健康的策略。

综上所述，长期太空飞行对宇航员的健康影响是一个多维度的研究领域，涉及生理、心理和认知等多个方面。随着人类对太空探索的不断深入，理解这些影响将为未来的太空任务提供重要的科学依据。Seidler博士的研究不仅为宇航员的健康提供了重要的科学依据，也为未来的太空探索任务奠定了基础。通过与NASA的合作，佛罗里达大学的研究人员正在为人类在太空中的生存和发展提供新的视角和解决方案。