Длительные космические полеты могут вредить зрению

Когда космонавты начали проводить на борту Международной космической станции (МКС) по шесть месяцев и более, они начали замечать изменения в своем зрении. Например, некоторые из них отметили, что со временем стали видеть хуже на орбите и для чтения им требовались более сильные очки. Ученые, исследовав этот феномен, обнаружили основные симптомы — отек диска зрительного нерва (места его соединения с сетчаткой) и уплощение формы глазного яблока. Вместе это явление получило название космический нейроокулярный синдром.

В условиях микрогравитации кровь и спинномозговая жидкость перераспределяются, приливая к голове. Исследователи предполагают, что именно это может быть причиной выявленного синдрома. Предположительно, смещение жидкостей вызывает повышение внутричерепного давления, которое, в свою очередь, давит на зрительный нерв и деформирует глаз.

Чтобы проверить эту гипотезу, NASA запустило эксперимент Thigh Cuff («Манжета на бедро»), в ходе которого астронавты носят тугие манжеты на бедрах. Предполагается, что сжатие тканей может ограничить приток жидкости к голове и снизить нагрузку на глаза. Если метод окажется эффективным, такие манжеты станут способом защиты зрения в долгих космических полетах — в том числе на Луну или Марс. Технологию можно будет применить и на Земле — для пациентов с отеками из-за долгого постельного режима или некоторых заболеваний.

С 2015 по 2020 год ученые американского агентства проводили масштабное исследование Fluid Shifts («Смещение жидкости»), которое впервые показало, как в невесомости меняется отток крови из мозга. Другой проект, VIIP («Ухудшение зрения и внутричерепное давление»), исследовал связь между перераспределением жидкостей, внутричерепным давлением и развитием космического нейроокулярного синдрома. В нем участвовали около 300 астронавтов, прошедших МРТ зрительного нерва и анкетирование. 

Полученные данные легли в основу разработки шлема виртуальной реальности, который может проводить мультимодальную неинвазивную оценку зрения, чтобы отследить его возможное ухудшение. Исследователи также пришли к выводу, что измерение диаметра оболочки зрительного нерва может стать ключевым методом диагностики зрения во время космического полета.

В одном из случаев у астронавта после шести месяцев в космосе зрение ухудшилось сильнее обычного, но затем состояние улучшилось. Ученые связали это с приемом витаминов группы B и снижением уровня углекислого газа в воздухе на станции после возвращения части экипажа на Землю. Хотя выводы делать рано, это первый успешный случай частичного смягчения симптомов с помощью витаминов прямо в полете.

Еще одно исследование, проведенное Канадским космическим агентством (CSA), показало, что в невесомости снижается жесткость тканей глаза — то же самое на Земле происходит при старении, глаукоме или близорукости. В то же время эксперимент Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) на мышах подтвердил, что искусственная гравитация может уменьшать изменения зрительного нерва и ткани сетчатки глаза.

Ранее NASA представило системы поддержки зрения для космонавтов — специальное покрытие, которое может быть встроено в стекла шлемов скафандров или окна будущей лунной базы и космических кораблей. Это поможет будущим покорителям Луны и других небесных тел Солнечной системы видеть как в темноте, так и в условиях сильной освещенности без нагрузки на глаза.

Астронавт Шейн Кимбро. Фото NASA