دکتر تام مارشبرن، فضانورد با تجربه ناسا و مدیر ارشد پزشکی شرکت سیرا که مدتی را در ایستگاه فضایی بین‌المللی سپری کرده، نگاهی به تفاوت‌های میان تحقیقات پزشکی در محیط فضا و روی زمین دارد.
در شرایط ریزگرانشی مدارهای نزدیک به زمین، امکانات تحقیقاتی زیادی فراهم آمده که می‌تواند برای پیشرفت‌های پزشکی و گسترش فناوری‌های زیست‌پزشکی بسیار تاثیرگذار باشد. جالب است که حالت بی‌وزنی تغییرات قابل توجهی در گونه‌هایی نظیر باکتری‌های انسانی، ویروس‌ها و حتی DNA ایجاد می‌کند و بر روی نحوه عملکرد سلول‌ها اثر می‌گذارد. به همین دلیل، امکان انجام پژوهش‌هایی در این محیط فراهم می‌شود که در دیگر مکان‌ها غیرممکن است.
به‌علاوه، فضانوردان حاضر در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) علاوه بر اینکه آزمایش‌ها را انجام می‌دهند، خود نیز موضوع برخی پژوهش‌ها هستند و نتایج سفر به فضا بر سلامت آن‌ها و روش‌های درمانی مرتبط با مسائلی مانند پیری، پوکی استخوان و بهبود زخم‌ها بررسی می‌شود.
دکتر تام مارشبرن، فضانورد با سابقه ناسا که هم‌اکنون مدیریت پزشکی سیرا را به عهده دارد، نکات بسیار جالبی را در این زمینه مطرح کرده است.
معرفی دکتر مارشبرن
توماس مارشبرن در سه مأموریت فضایی STS-۱۲۷، Expedition ۳۴/۳۵ و Expedition ۶۶/۶۷ حضور داشت و پیش از آن‌که فضانورد شود، به‌عنوان جراح پرواز در عملیات پزشکی شاتل فضایی و همچنین در پروژه پزشکی مشترک آمریکا و روسیه مشغول بود و در نهایت رهبری عملیات پزشکی ایستگاه فضایی بین‌المللی را بر عهده گرفت. او در مأموریت اسپیس ایکس Crew-۳ ناسا که در تاریخ ۱۰ نوامبر ۲۰۲۱ به ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام شد، به‌عنوان خلبان فعالیت کرد.
دکتر مارشبرن در خصوص تحصیلات و تجارب خود گفت: «من دارای مدرک پزشکی و همچنین مدرک مهندسی هستم و پیش از پیوستن به تیم فضانوردان، به مدت ده سال در بخش اورژانس و به‌عنوان جراح پرواز در خدمت ناسا بودم. در فضای خارج از زمین وظایف زیادی وجود دارد و باید به‌طور هم‌زمان به‌عنوان لوله‌کش، برق‌کار و مکانیک عمل کنید؛ راه‌هایی را برای تعمیرات پیدا کنید. همچنین باید از نحوه عملکرد کنترل مأموریت آگاهی داشته باشید و بعضاً تصمیم‌های حیاتی بگیرید. تحقیقات اولیه من درباره پرواز فضایی و موضوع‌های مرتبط با فیزیولوژی فضایی بوده است.»
تفاوت‌ها در روی زمین و در فضا
دکتر مارشبرن در مقایسه مشاهدات خود در فضا و زمین اظهار داشت: «تمام کشفیات انجام‌شده در ایستگاه فضایی بین‌المللی که به بررسی تغییرات زندگی در سطح سلولی بدون تأثیر گرانش می‌پردازد، چشم‌انداز جدیدی نسبت به آنچه ممکن است در فضا روی دهد، به من داد. تجربه من به‌عنوان جراح پرواز در فضا کاملاً متفاوت بود. وقتی شش ماه را در فضا سپری می‌کنید، وابستگی به مسائلی مانند روند پیری را متوجه می‌شوید و می‌توانید مطالعاتی بر روی آتروفی، ضعف قلبی عروقی و ضعف عصبی وستیبولار انجام دهید؛ آنچه در چند ماه آینده برای فضانوردان اتفاق می‌افتد، ممکن است روی زمین سال‌ها زمان ببرد.
دکتر مارشبرن در مورد تأثیر بررسی‌های پزشکی در فضا بر پزشکی زمینی گفت: «ما به تازگی شروع به درک اثرات طبابت در فضا و چگونگی تأثیر آن بر پزشکی در کره زمین و بر بدن انسان کرده‌ایم. به‌عنوان مثال، در سندرم عصبی چشمی مرتبط با پرواز فضایی (SANS)، تغییرات قابل توجهی در بینایی مشاهده می‌شود و ممکن است فشار درون جمجمه‌ای ما در فضا تغییر کند؛ به طوری که مایع به مغز منتقل می‌شود و این موضوع فشار را افزایش داده و بر پشت چشم تأثیر می‌گذارد. با کشف این الگوها، پزشکان بر روی زمین شروع به بررسی عوامل مرتبط با سردرد‌های مبهم کرده‌اند.
این پزشک با تجارب بالای خود اشاره کرد که شاید بیشتر افراد ندانند که بسیاری از مشکلاتی که ما در زندگی روزمره با آن مواجه هستیم، ریشه در تحقیقاتی دارند که در پروازهای فضایی انجام می‌شود؛ به‌عنوان مثال، اسکن‌های CAT، نرم‌افزاری که تصاویر را به‌صورت سه‌بعدی از داخل بدن نمایش می‌دهد، از تکنولوژی‌های استخراج شده از برنامه آپولو نشأت می‌گیرد. آزمایشات مختلف دیگری نیز به تولید ابزارهایی منجر شد که به‌ویژه در آفریقا برای تشخیص اچ‌آی‌وی در جامعه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
عملکرد بیمارستان فضایی
مارشبرن به این نکته اشاره کرد که به دلیل کمبود تجهیزات پزشکی در فضا، آن‌ها راهکارهای متفاوتی برای کمک به فضانوردان استفاده می‌کنند و گفت: «ما در فضا به دستگاه اشعه ایکس دسترسی نداریم؛ بنابراین برای تشخیص و مراقبت از فضانوردان چه کارهایی انجام می‌دهیم؟ ما شروع به انجام مطالعات آلتراساوند (سونوگرافی) کردیم که این روش به ما اجازه انجام کارهای متعددی را می‌دهد. در زمین، با انجام مطالعات مختلف به سیستمعای بدن نگاه کرده‌ایم. مثلاً با بررسی حرکات پوشش داخلی ریه‌ها می‌توان مسائل بسیاری را ردیابی کرد که این روش یک راه بسیار مؤثر برای تشخیص پنوموتوراکس (از بین رفتن ریه) به حساب می‌آید. در فضا، ریه‌ها هم دچار فرورفتگی می‌شوند. ریه‌های از بین رفته یکی از دلایل مرگ پس از تروما هستند که می‌توان آن‌ها را قبل از استفاده از دستگاه‌های اشعه ایکس بزرگ شناسایی کرد؛ در تحقیقات پروازهای فضایی نیز به همین منوال است. با قرار دادن کاوشگر آلتراساوند روی ریه آسیب‌دیده فرد و استفاده از سوزن، می‌توان جان بیمار را نجات داد. در حال حاضر، این روش که به نام (FAST) شناخته می‌شود، در آمریکا و دیگر نقاط جهان هم به کار گرفته می‌شود.
او همچنین از چالش‌ها و محدودیت‌های موجود برای انجام تحقیقات پزشکی در فضا به دلیل عدم دسترسی به امکانات بیمارستانی کامل یاد کرد و گفت: «زیربنای ما در فضا محدود است و برای مثال من مجموعه عملیاتی در اختیار ندارم؛ اما همین تلاش‌ها برای هدایت از دور منجر به ابداع چندین تکنیک شده است. برای نمونه، زمانی که به مریخ سفر کنیم، امکان برقراری مکالمات زنده با پزشکان روی زمین نخواهیم داشت. شاید هوش مصنوعی بتواند پرسش‌های پزشکی را پاسخ دهد و روشی را ارائه کند که برای فضانوردانی که به منابع زمینی دسترسی ندارند، در دسترس و قابل‌درک باشد. قطعاً هوش مصنوعی می‌تواند به فضانوردان و همچنین به پزشکان در اورژانس‌های شلوغ کمک فراوانی بکند و بهره‌گیری از امکانات پزشکی از راه دور برای پروازهای فضایی یک دستاورد بزرگ به شمار می‌آید.
ادامه فعالیت‌ها در زمین
مارشبرن که مدت زمان زیادی را در ایستگاه فضایی بین‌المللی به پژوهش‌های فضایی اختصاص داده، اکنون در موسسه Sierra Space فعالیت می‌کند. او در این خصوص گفت: «یک جنبه از کار ما کمک به ایجاد برنامه پرواز فضایی انسانی است و جنبه دیگر بهینه‌سازی آزمایشگاهی است که قرار است در چند سال آینده در فضا راه‌اندازی شود. این روزها به دانشمندان و تیم توسعه کسب‌وکار توضیح می‌دهم که در هنگام پرواز فضانوردان با فضاپیما چه کارهایی باید به‌صورت دستی انجام دهند و چه وظایفی را می‌توان به‌صورت خودکار پیاده‌سازی کرد. باید به مزایای کار در آزمایشگاهی که در مدار زمین قرار دارد و هیچ گونه اثر گرانشی ندارد، اشاره کرد.
دکتر مارشبرن ادامه داد: «آنچه برای آینده طب و درمان افراد اهمیت دارد، تسریع در توسعه داروهاست. با قابلیت پرورش بلورهای کامل بدون اینکه این فرایند تحت تاثیر عیوب گرانش قرار گیرد، می‌توانیم بلورهای کاملی از پروتئین‌ها به وجود آوریم که به شرکت‌های داروسازی امکان شناخت جزئیات تاثیر گذار بر این پروتئین‌ها را می‌دهد و داروهایی با هدف‌گذاری بالاتر و اثربخشی بیشتر تولید گردد. این فعالیت‌ها پیشتر در مقیاس کوچکتر انجام شده و حالا ما در نظر داریم که این کار را با مقیاس بزرگتر بخواهیم پیش ببریم. پس از پرورش کریستال و انتقال آن به زمین، می‌توانید کریستال‌های بیشتری را که سازگار با آن می‌باشند، رشد دهید و بدین شکل، امکان توسعه آن در مقیاس صنعتی فراهم می‌شود.
توسعه امکانات پزشکی از طریق فضا
او در ادامه به تأثیر جاذبه بر سلول‌ها اشاره کرد و گفت: «نکته جالب دیگر، تغییرات جاذبه بر روی سلول‌های مجزا است. تحولات در ساختار اسکلت سلولی و تغییر در بیان ژنتیکی تمامی سلول‌ها بسیار جالب توجه است. سلول‌های سرطانی به حالت‌های با رشد سریع‌تری تغییر می‌کنند و برخی باکتری‌ها به خطرناکتر برای انسان تبدیل می‌شوند؛ اما در آزمایشگاه‌های ما در فضا، می‌توان سرعت توسعه واکسن‌ها و داروهای ضدسرطان را به شکل قابل توجهی افزایش داد. Redwire، شریک ما، بخشی از این تحقیقات را در ایستگاه فضایی بین‌المللی به انجام رسانده و ما در نظر داریم این کارها را به‌صورت گسترده‌تری ادامه دهیم.
از دیگر فعالیت‌های جالب انجام‌شده توسط مارشبرن و همکارانش می‌توان به قیام درباره اندام‌های انسانی اشاره کرد: «ما در حال توسعه اندام‌ها هستیم؛ که نه‌تنها امکان بازسازی یک عضو را فراهم می‌آورد، بلکه مهم‌تر از آن، آزمایش بر روی حدود ۱۰۰۰ اختلال ناشی از درمان‌های شیمیایی را انجام می‌دهد تا دریابیم چه عواملی برای اندام‌ها خطرناک و چه چیزهایی تأثیرگذار هستند. هدف ما در آینده این است که بافت‌های انسانی را در ایستگاه‌های فضایی تولید کنیم.»