เมื่อสมองได้รับข้อมูลขัดแย้งจากตาและหูชั้นใน ร่างกายจึงต้องเรียนรู้การใช้ชีวิตใหม่ในสภาวะไร้น้ำหนัก กุญแจสำคัญสู่อนาคตการเดินทางไปดาวอังคารและการตั้งถิ่นฐานนอกโลก
เมื่อพูดถึงการเดินทางสู่อวกาศ หลายคนอาจจินตนาการถึงภาพนักบินอวกาศลอยตัวอย่างอิสระภายในสถานีอวกาศนานาชาติ หรือมองเห็นโลกสีฟ้าผ่านหน้าต่างจากวงโคจรเหนือพื้นโลกหลายร้อยกิโลเมตร แต่เบื้องหลังภาพอันสวยงามเหล่านั้น ร่างกายของมนุษย์กลับต้องเผชิญกับความท้าทายครั้งใหญ่ทันทีที่เข้าสู่สภาวะไร้น้ำหนัก (Microgravity) หนึ่งในอาการที่พบบ่อยที่สุดคือภาวะที่เรียกว่า Space Adaptation Syndrome หรือ “อาการเมาอวกาศ” ซึ่งเกิดขึ้นกับนักบินอวกาศประมาณครึ่งหนึ่งถึงสองในสามของผู้ที่เดินทางสู่อวกาศ
เมาอวกาศนั้นไม่เหมือนกับเมารถบนโลก
แม้ชื่อของอาการดังกล่าวจะฟังดูคล้ายอาการเมารถหรือเมาเรือบนโลก แต่ในความเป็นจริงแล้ว Space Adaptation Syndrome เป็นปรากฏการณ์ทางชีววิทยาที่ซับซ้อนกว่านั้นมาก เพราะเกี่ยวข้องกับวิธีที่สมองมนุษย์รับรู้ตำแหน่ง การเคลื่อนไหว และทิศทางของร่างกายภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างจากที่วิวัฒนาการมานับล้านปี
บนโลก ระบบประสาทของมนุษย์อาศัยข้อมูลจากหลายแหล่งเพื่อสร้างการรับรู้ว่า “เราอยู่ตรงไหน” และ “กำลังเคลื่อนที่อย่างไร” แหล่งข้อมูลสำคัญประกอบด้วยดวงตา ระบบรับสัมผัสจากกล้ามเนื้อและข้อต่อ รวมถึงอวัยวะสำคัญภายในหูชั้นในที่เรียกว่า Vestibular System ซึ่งทำหน้าที่ตรวจจับการเคลื่อนไหวและแรงโน้มถ่วงของโลก โดยภายในระบบดังกล่าวมีโครงสร้างขนาดเล็กที่บรรจุของเหลวและผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งจะเคลื่อนตัวตามแรงโน้มถ่วง ทำให้สมองสามารถรับรู้ได้ว่าศีรษะกำลังเอียงหรือร่างกายกำลังเคลื่อนที่ในทิศทางใด
ปัญหาเกิดขึ้นทันทีที่ยานอวกาศเข้าสู่วงโคจร เมื่อสภาวะไร้น้ำหนักทำให้แรงโน้มถ่วงซึ่งเคยเป็นข้อมูลพื้นฐานของร่างกายหายไปอย่างกะทันหัน อวัยวะในหูชั้นในที่เคยใช้แรงโน้มถ่วงเป็นจุดอ้างอิงไม่สามารถทำงานในรูปแบบเดิมได้อีกต่อไป ขณะที่ดวงตายังคงส่งข้อมูลว่าสิ่งต่าง ๆ รอบตัวกำลังเคลื่อนที่หรือร่างกายกำลังหมุนไปมา สมองจึงได้รับข้อมูลที่ขัดแย้งกันจากระบบรับรู้ต่าง ๆ จนเกิดสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า Sensory Conflict หรือ “ความขัดแย้งของข้อมูลประสาทสัมผัส”
ผลลัพธ์คืออาการคลื่นไส้ เวียนศีรษะ สูญเสียการทรงตัว ปวดศีรษะ เหงื่อออกผิดปกติ อ่อนเพลีย และในบางกรณีอาจอาเจียน อาการเหล่านี้มักเริ่มปรากฏภายในไม่กี่ชั่วโมงแรกหลังเข้าสู่อวกาศ และอาจรุนแรงจนส่งผลต่อการปฏิบัติงานของนักบินอวกาศในช่วงแรกของภารกิจ
อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าสนใจคือร่างกายมนุษย์มีความสามารถในการปรับตัวอย่างน่าทึ่ง แม้ว่าระบบประสาทจะเกิดความสับสนในช่วงแรก แต่สมองจะเริ่มเรียนรู้ว่าข้อมูลจากอวัยวะรับรู้บางส่วนไม่สามารถใช้ได้เหมือนเดิมอีกต่อไป นักประสาทวิทยาเรียกกระบวนการนี้ว่า Neuroplasticity หรือความสามารถของสมองในการปรับเปลี่ยนรูปแบบการทำงานเพื่อตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมใหม่
ในช่วงการเดินทางวันแรก ๆ ร่างกายของลูกเรือยังต้องปรับตัว
ในช่วงสองถึงสามวันแรกของภารกิจ สมองจะค่อย ๆ ลดความสำคัญของข้อมูลจากระบบที่อาศัยแรงโน้มถ่วง และหันไปพึ่งพาข้อมูลจากสายตาและระบบรับรู้ตำแหน่งของกล้ามเนื้อมากขึ้น ส่งผลให้อาการเมาอวกาศค่อย ๆ ลดลง นักบินอวกาศส่วนใหญ่สามารถกลับมาปฏิบัติงานได้ตามปกติภายในเวลาประมาณ 48 - 72 ชั่วโมง แม้ในบางรายอาจต้องใช้เวลานานกว่านั้น
นอกจากอาการเมาอวกาศแล้ว การหายไปของแรงโน้มถ่วงยังส่งผลต่อสรีรวิทยาของร่างกายในหลายด้าน ของเหลวในร่างกายที่ปกติจะถูกดึงลงสู่ช่วงล่างด้วยแรงโน้มถ่วงกลับเคลื่อนตัวขึ้นสู่ส่วนบนของร่างกายมากขึ้น ทำให้ใบหน้าของนักบินอวกาศดูบวม ขณะที่ขาและเท้าดูเล็กลง ปรากฏการณ์นี้มักถูกเรียกว่า Puffy Face, Bird Legs Syndrome นอกจากนี้ยังส่งผลต่อระบบไหลเวียนโลหิต ความดันในกะโหลกศีรษะ และอาจเกี่ยวข้องกับปัญหาการมองเห็นที่พบในนักบินอวกาศที่ปฏิบัติภารกิจระยะยาว
ในระยะเวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน ร่างกายยังต้องเผชิญกับการสูญเสียมวลกล้ามเนื้อและมวลกระดูก เนื่องจากกล้ามเนื้อและโครงกระดูกไม่จำเป็นต้องรับน้ำหนักของร่างกายเหมือนบนโลก นักบินอวกาศจึงต้องออกกำลังกายวันละหลายชั่วโมงเพื่อชะลอการเสื่อมถอยของระบบเหล่านี้
หลังจากกลับจากอวกาศลูกเรือก็ยังต้องใช้เวลาปรับตัวกับโลก
ที่น่าสนใจคือกระบวนการปรับตัวไม่ได้เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว เมื่อนักบินอวกาศเดินทางกลับสู่โลก พวกเขาต้องเผชิญกับสิ่งที่เรียกได้ว่าเป็น “อาการเมาโลก” ในทางกลับกันอีกครั้ง หลังจากที่สมองใช้เวลาหลายเดือนเรียนรู้การใช้ชีวิตในสภาวะไร้น้ำหนัก ระบบประสาทจะต้องกลับมาเรียนรู้การรับมือกับแรงโน้มถ่วงโลกใหม่ หลายคนมีอาการเวียนศีรษะ เดินไม่มั่นคง หรือสูญเสียความสามารถในการทรงตัวชั่วคราวในช่วงวันแรกหลังลงจอด
คำถามสำคัญสำหรับอนาคตคือ หากมนุษย์ต้องเดินทางไปยังดาวอังคารหรือใช้ชีวิตในอวกาศเป็นเวลาหลายปี ร่างกายจะสามารถปรับตัวได้อย่างสมบูรณ์หรือไม่ ปัจจุบันข้อมูลจากภารกิจระยะยาวบนสถานีอวกาศนานาชาติแสดงให้เห็นว่าสมองและระบบประสาทสามารถปรับตัวกับสภาวะไร้น้ำหนักได้ค่อนข้างดีในระดับหนึ่ง แต่ยังคงมีการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาหลายอย่างที่สะสมตามระยะเวลา เช่น การสูญเสียมวลกระดูก การเปลี่ยนแปลงของระบบหัวใจและหลอดเลือด รวมถึงผลกระทบต่อระบบภูมิคุ้มกัน
ลูกเรือบนสถานีอวกาศนานาชาติในโมดูลคูโปลา
ภารกิจสำรวจดาวอังคารซึ่งอาจใช้เวลาเดินทางไปกลับรวมกันมากกว่าสองปี จึงกลายเป็นห้องทดลองขนาดใหญ่สำหรับการศึกษาขีดจำกัดของร่างกายมนุษย์ นักวิจัยกำลังพัฒนาเทคโนโลยีและแนวทางใหม่ ๆ ตั้งแต่ยาป้องกันอาการเมาอวกาศ โปรแกรมการออกกำลังกายเฉพาะทาง ไปจนถึงแนวคิดการสร้างแรงโน้มถ่วงเทียมภายในยานอวกาศผ่านการหมุนของโครงสร้าง เพื่อช่วยลดผลกระทบจากการอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักเป็นเวลานาน
ท้ายที่สุดแล้ว อาการเมาอวกาศไม่ใช่เพียงอาการคลื่นไส้ชั่วคราวที่เกิดขึ้นระหว่างการเดินทาง แต่เป็นหลักฐานสำคัญที่สะท้อนว่าร่างกายมนุษย์ถูกออกแบบและวิวัฒนาการมาเพื่อใช้ชีวิตภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก การเดินทางสู่อวกาศจึงไม่ใช่เพียงการนำร่างกายออกจากโลกเท่านั้น แต่ยังเป็นการท้าทายระบบชีววิทยาพื้นฐานที่สุดของมนุษย์ และเป็นบทพิสูจน์ถึงความสามารถอันน่าทึ่งของสมองและร่างกายในการเรียนรู้ ปรับตัว และอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่ไม่เคยมีอยู่ในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของเผ่าพันธุ์มนุษย์มาก่อน
เรียบเรียงโดย โชติวัฒน์ จิตต์ประสงค์
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล : NASA
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
