Beberapa penelitian telah menyarankan bahwa risiko penerbangan luar angkasa sistem saraf pusat (SSP) dan efek kesehatan kompleks lainnya. Namun, gravitasi buatan tampaknya menawarkan perlindungan dari perubahan ini, menurut hasil terbaru dari sebuah penelitian yang dilakukan di Stasiun Luar Angkasa Internasional menggunakan lalat buah.
Lalat buah adalah organisme yang ideal untuk penelitian semacam ini karena kemiripannya dengan manusia. Ada tumpang tindih yang signifikan antara proses seluler dan molekuler lalat dan manusia. Hampir 75% gen penyebab penyakit manusia dimiliki oleh lalat buah, artinya semakin banyak kita mempelajari tentang lalat buah, semakin banyak informasi yang dimiliki para ilmuwan untuk menyelidiki bagaimana lingkungan luar angkasa dapat berdampak pada kesehatan manusia.
Dalam percobaan ini, para ilmuwan menerbangkan lalat ke stasiun luar angkasa selama sebulan dalam perangkat keras yang baru dikembangkan yang dikenal sebagai Multi-use Variable-gravity Platform (MVP), yang dapat menahan lalat dalam berbagai derajat gaya berat. Lalat di perangkat keras ini memiliki akses ke makanan segar saat mereka hidup dan berkembang biak. Dengan menggunakan kompartemen yang berbeda, MVP memungkinkan generasi lalat yang berbeda untuk dipisahkan.
Sebuah centrifuge, perangkat yang berputar untuk meniru gravitasi, digunakan untuk mensimulasikan gravitasi bumi untuk kelompok lain, mengekspos mereka ke gravitasi buatan. Kamera di perangkat keras menangkap perilaku "flyonauts" ini saat mereka berada di stasiun luar angkasa. Beberapa lalat beku dibawa kembali ke Bumi untuk menyelidiki ekspresi gen mereka.
Lalat diterbangkan kembali ke Ames untuk penelitian tambahan ketika mereka kembali ke Bumi dengan pesawat ruang angkasa SpaceX Dragon yang jatuh di Samudra Pasifik. Setelah lalat tiba, para peneliti di Ames bekerja tanpa henti selama dua hari untuk menyortir mereka dan mengevaluasi perilaku dan biokimia mereka. Analisis yang sama dijalankan pada satu set lalat yang dipelihara di Bumi sebagai eksperimen kontrol untuk memberikan dasar untuk membandingkan data dari "flyonauts."
Ini adalah studi pertama yang mengambil pendekatan terpadu tentang bagaimana lingkungan luar angkasa berdampak pada sistem saraf. Para ilmuwan mengamati perilaku lalat dengan mengamati gerakan mereka saat mereka bergerak di habitatnya, perubahan pada tingkat sel di otak lalat, bagaimana modifikasi ekspresi gen berdampak pada sistem saraf, dan banyak lagi.
Para ilmuwan mencatat, “Perubahan yang diamati datang dalam berbagai bentuk, beberapa mudah dilihat hanya dengan melihat kamera yang disertakan dalam kompartemen MVP, yang lain memerlukan studi lebih lanjut saat kembali ke Bumi. Perilaku yang dipelajari termasuk aktivitas terbang dalam penerbangan dan kemampuan memanjat saat kembali ke Bumi. Lalat memiliki respons alami untuk memanjat wadahnya saat dijatuhkan, dan ini digunakan sebagai ujian kemampuan mereka setelah terbang. Lalat di gravitasi mikro lebih aktif daripada di gravitasi Bumi buatan, tetapi juga menunjukkan kesulitan selama tes pendakian ini setelah kembali ke Bumi.”
Kelainan neurologis pada lalat yang terpapar gayaberat mikro ditemukan oleh penelitian yang lebih menyeluruh yang dilakukan tepat setelah mendarat. Setelah kembali ke Bumi, usia lalat berbeda tergantung pada apakah mereka telah menggunakan gravitasi buatan saat berada di luar angkasa. Mereka menghadapi kesulitan yang mirip dengan lalat dalam gayaberat mikro, meskipun tidak terlalu parah.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa penerbangan luar angkasa menyebabkan stres pada sel lalat yang mengarah pada dampak negatif perilaku dan neurologis, serta perubahan ekspresi gen pada sel lalat. otak lalat. Namun, gravitasi buatan untuk sementara dapat meringankan kesulitan yang disebabkan oleh gayaberat mikro di ruang angkasa pada sistem saraf lalat buah, bahkan jika masih ada komplikasi kesehatan jangka panjang.
Dr. Siddhita Mhatre, ilmuwan senior KBR Wyle di Ames dan penulis makalah yang diterbitkan, tersebut, “Karena lalat buah dan manusia adalah organisme yang sangat berbeda, terlepas dari tumpang tindih genetik mereka, hasil ini tidak dapat berbicara langsung dengan apa yang akan dialami manusia seumur hidup di luar angkasa—tetapi ini membuka jalan bagi para ilmuwan untuk menindaklanjuti ketika merancang cara untuk melindungi astronot. saat mereka melakukan perjalanan ke tujuan dengan berbagai tingkat gravitasi di masa depan.”
“Dengan misi luar angkasa jangka panjang yang akan datang, di mana astronot akan terpapar pada berbagai tingkat gravitasi, sangat penting bagi kita untuk memahami dampak perubahan gravitasi pada fungsi neurologis. Jika kita dapat menggunakan gravitasi buatan untuk menunda defisit terkait ruang angkasa, mungkin kita dapat memperpanjang jadwal misi di masa depan. Dan terbang di luar angkasa, bersama para astronot, akan membantu memajukan upaya kami dalam menjaga kesehatan para astronot.”
Referensi Jurnal:
- Siddhita D. Mhatre et al., Gravitasi buatan sebagian melindungi defisit neurologis yang diinduksi ruang di Drosophila melanogaster, Laporan sel (2022). DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111279
