Forskare från ESA SciSpacE-teamet tar hand om deltagarna i VIVALDI – ett experiment som undersöker torr nedsänkning som en teknik för att studera mikrogravitationens inverkan på kroppen. Även om torr nedsänkning är mer vanligt förekommande av ryska forskare, testar ESA SciSpacE-teamet för att se hur likt det är faktiska rymdfärder. Genom VIVALDI hoppas de kunna identifiera specifikt vilka förändringar som händer med kroppen under tyngdlöshet, hur lång tid det tar att dessa förändringar inträffar och hur de kan jämföras med både rymdflyg och andra markbaserade mikrogravitationsanaloger. Den första delen av detta experiment, VIVALDI I, innehöll en helt kvinnlig grupp deltagare, för att fylla en lucka i befintlig forskning. Vid sidan av VIVALDI II, det snart inledda andra etappen som involverar manliga deltagare, kommer de insamlade uppgifterna att ge forskare en uppfattning om vilka påfrestningar som mikrogravitationen utsätter för astronauter av vilket kön som helst, så att brett effektiva begränsningsmetoder kan utformas. Kredit:ESA
Under uppdrag på den internationella rymdstationen går astronauternas kroppar igenom ett brett spektrum av förändringar på grund av bristande gravitation – allt från syn till kardiovaskulär hälsa till bentäthet påverkas.
Även om astronauter tränar och tar kosttillskott för att mildra några av dessa effekter, kan en förståelse för mer om dekonditionering i mikrogravitation göra det möjligt för läkare att utforma bättre behandlingar. Detta skulle inte bara vara användbart för rymdfarare; det skulle också kunna förbättra behandlingsstrategier för vanliga hälsotillstånd här på jorden.
Förbli torr i en våt situation
För att göra detta designade ESA SciSpacE-teamet och ett team av europeiska forskare VIVALDI, som äger rum i MEDES Space Clinic (Institute for Space Medicine and Physiology) i Toulouse, Frankrike – en av de enda anläggningarna i Europa som kan vara värd för sådana studier .
VIVALDI är ett experiment som fokuserar på vad som kallas torr nedsänkning - en markbaserad analog av effekterna mikrogravitation har på kroppen. Som namnet antyder innebär torr nedsänkning att man sänks ned i vatten under långa perioder, samtidigt som man håller sig torr. För att göra detta kläds deltagarna i ett vattentätt tyg och läggs i specialdesignade vattenbad. Deras kropp är sedan nedsänkt till ovanför bålen, med en monterad vattentät presenning som håller deras armar och huvud ovanför vattnet.
Under VIVALDI tillbringar deltagarna fem hela dagar i denna position. Måltiderna intas med hjälp av en flytande bräda och en nackkudde. För badrumspauser och andra aktiviteter som kräver borttagning från vattnet, assisteras deltagarna upp på en vagn, bibehålla sin avslappnade position, och tillfälligt avlägsnas från vattnet av personal.
Att sänka ned deltagare på detta sätt tar vikten av kroppen, vilket inducerar mikrogravitationsliknande förändringar i neurologiska, kardiovaskulära och metabola system, för att bara nämna några. Vätskor i kroppen skiftar och fysiologiska processer börjar likna de som ses hos astronauter under rymdfärd.
Inga lunchpauser - VIVALDI-deltagare ligger tillbakalutade medan de äter. Kredit:European Space Agency
Bekvämligheten med att vara på plats gör det dock möjligt för forskare att göra alla typer av praktiska medicinska bedömningar och noggrant övervaka hur system förändras under tyngdlöshetens gång. En sådan analog gör det också möjligt för forskare att samla in data om kroppsliga förändringar från fler människor, samt dra fasta slutsatser om vad de observerar snabbare.
Mikrogravitation på jorden?
Även om torr nedsänkning är mer vanligt förekommande av ryska forskare, testar ESA SciSpacE-teamet för att se hur likt det är faktiska rymdfärder. Genom VIVALDI hoppas de kunna identifiera specifikt vilka förändringar som händer med kroppen under tyngdlöshet, hur lång tid det tar att dessa förändringar sker och hur de kan jämföras med både rymdflyg och andra markbaserade mikrogravitationsanaloger.
"Vårt första mål är att använda analogen för att få en bättre förståelse för hur människor fysiologiskt, och till viss del psykologiskt, reagerar och anpassar sig till en sådan extrem stimulans", säger Angelique, ESA Discipline Lead for Life Sciences. "Det är ett bra verktyg för att få en bättre förståelse för hur astronauter anpassar sig till rymdfärder, och det låter oss testa och validera motåtgärder."
Den första delen av detta experiment, VIVALDI I, innehöll en helt kvinnlig grupp deltagare, för att fylla en lucka i befintlig forskning. Vid sidan av VIVALDI II, den snart inledda andra etappen som involverar manliga deltagare, kommer de insamlade uppgifterna att ge forskare en uppfattning om vilka påfrestningar mikrogravitation utsätter för astronauter av vilket kön som helst, så att allmänt effektiva begränsningsmetoder kan utformas
Påverkan bortom rymdfärd
Men det är inte bara astronauter som drar nytta av denna forskning. Forskning som hjälper oss att nå månen och Mars kan också översättas till sjukvård här på jorden. Att förstå dekonditionering med torr nedsänkning kan också hjälpa forskare och läkare att utforma nya behandlingsmetoder för patientpopulationer, såsom de med muskuloskeletala tillstånd, de som är immobiliserade och äldre.
"På ESA försöker vi verkligen fokusera också på den translationella aspekten", delar Angelique. "Om vi kan testa motåtgärder, som specifika typer av träning eller kosttillskott, och vi ser att de fungerar bra, kanske hälsoforskare kan överväga att testa dem för specifika patientpopulationer också." + Utforska vidare
