-सुजाता बाबर
अंतराळवीर व्हावे असे अनेक उत्साही खगोल अभ्यासकांचे स्वप्न असते. अर्थातच यासाठी केवळ इच्छा आणि उत्साह असून चालत नाही. अभ्यास तर लागतोच शिवाय शारीरिक क्षमतादेखील असावी लागते. प्रत्यक्ष अंतराळात जाण्याकरिता अनेक प्रशिक्षणांमधून जावे लागते. अंतराळामध्ये सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण असते. त्यामुळे त्या वातावरणात राहण्यासाठी शरीराला प्रशिक्षण देऊन तयार करावे लागते. अंतराळवीरांना कक्षेत दीर्घकाळ राहताना अनेक बदलांचा अनुभव येतो, ज्यामध्ये जनुकांमध्ये माहितीचे सांकेतीकीकरण, शरीराचे वजन आणि आतड्यांतील मायक्रोबायोम रचनेतील बदल यांचा समावेश असतो.
सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणामध्ये जास्त वेळ घालवणार्या अंतराळवीरांना स्नायू आणि हाडांची झीज, दृष्टी समस्या, प्रतिकारशक्ती कमी होणे, रक्ताच्या गुठळ्या, सूज येणे आणि जळजळ होण्याचा धोका आणि डीएनएचे नुकसान यांसारखे परिणाम होण्याची शक्यता असते. यातील बहुतांश बदल पृथ्वीवर आल्यावर सहा महिन्यांनंतर पुन्हा सामान्य होतात. तरीही अंतराळ वास्तव्याचा मानवी आरोग्यावरील होणार्या परिणामांचा अभ्यास अजूनही बाल्यावस्थेत आहे. ही अंतराळ विज्ञानाची नवीन शाखा म्हणून विकसित होत आहे.
अंतराळात मानवी वास्तव्य दीर्घकाळाचे असते तेव्हा अनेक गोष्टी त्यात गुंतलेल्या असतात. प्रामुख्याने अन्न, पाणी, ऑक्सिजन यांची मूलभूत गरज असते. अंतराळवीर अंतराळात घालवलेल्या दर महिन्याला त्यांच्या हाडांच्या वस्तुमानाच्या १-२ टक्के आणि सहा महिन्यांच्या कालावधीत १० टक्क्यांपर्यंत गमावू शकतात. पृथ्वीवर, वृद्ध पुरुष आणि स्त्रिया दरवर्षी ०-५ ते १ टक्के गतीने हाडांचे वस्तुमान गमावतात.
यासाठी अंतराळवीरांना दिवसाला २.५ तास व्यायाम आणि तीव्र प्रशिक्षण घ्यावे लागते. दीर्घ कालावधीच्या वास्तव्याने मूत्रपिंडाच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो. डोक्यात नेहमीपेक्षा जास्त रक्त जमा होते. यातील काही द्रव डोळ्यांच्या मागील बाजूस आणि ऑप्टिक मज्जातंतूभोवती जमा होते आणि सूज येते. यामुळे दृष्टीमध्ये बदल होतो. यातले काही बदल कायमस्वरूपी असू शकतात. गॅलेक्टिक कॉस्मिक किरण आणि ऊर्जावान सौर कणांच्या संपर्कामुळे डोळ्यांच्या इतर समस्या होऊ शकतात. अनेदा आकलनशक्तीवर प्रभाव पडतो. काही काळाने ही शक्ती पूर्ववत होऊ शकते.
सुनीता विल्यम्स यांना अनेक दिवस आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकावर राहावे लागत असल्याच्या बातम्यांमधून आपण या बदलांशी परिचित झालोच आहोत, परंतु मेंदूवर त्याचा विशिष्ट परिणाम कसा होतो याबद्दल अजून तरी फारशी माहिती नाही. मेंदूच्या पेशी सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणाला कसा प्रतिसाद देतात हे शोधण्यासाठी स्क्रिप्स रिसर्चच्या शास्त्रज्ञांनी न्यूयॉर्क स्टेम सेल फाऊंडेशनच्या सहकार्याने ऑर्गनॉइड्स नावाच्या स्टेम-सेलमधून व्युत्पन्न झालेले मेंदूच्या पेशींचे छोटे गुच्छ आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकात पाठवले.
आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे एका महिन्यानंतर जेव्हा कक्षेतून त्यांना बाहेर काढले तेव्हा ऑर्गेनॉइड्स निरोगी अवस्थेत होते, परंतु पृथ्वीवर वाढलेल्या समान ऑर्गेनॉइड्सच्या तुलनेत पेशी जलद परिपक्व झाल्या होत्या. त्यांची वाढ जवळपास परिपक्व न्यूरॉन्सपर्यंत झाली होती. ते तयार होण्याच्या जवळ होते आणि विशेषीकरणाची चिन्हे दाखवू लागले होते.
अंतराळ प्रवासाच्या संभाव्य न्यूरोलॉजिकल प्रभावांवर प्रकाश टाकणारे हे संशोधन स्टेम सेल्स ट्रान्सलेशनल मेडिसिन या जर्नलमध्ये प्रकाशित झाले आहे. या पेशी अवकाशात टिकून राहिल्या हे सत्यच एक मोठे आश्चर्यकारक आहे. अंतराळातील भविष्यातील प्रयोगांसाठी या संशोधनाने एक आधार निर्माण केला आहे. यात न्यूरोडीजनरेटिव्ह रोगाने प्रभावित मेंदूच्या इतर भागांचा समावेश करू शकतो.
संशोधकांच्या चमूने कॉर्टिकल किंवा डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स असलेले ऑर्गेनॉइड्स तयार करण्यासाठी स्टेम सेल्सचा वापर केला. हे काम पृथ्वीवर करण्यात आले होते. हे न्यूरॉन्स मल्टिपल स्क्लेरोसिस आणि पार्किन्सन रोगात प्रभावित आहेत. लॉरिंग या संशोधकाने दशकांपासून या आजारांचा अभ्यास केला आहे. काही ऑर्गेनॉइड्समध्ये मायक्रोग्लिया ही मेंदूमध्ये राहणारी एक प्रकारची रोगप्रतिकारक पेशीदेखील समाविष्ट होती. सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणाचा सूज, जळजळ किंवा दाह यावर होणारा परिणाम तपासला गेला.
ऑर्गेनॉइड्स सहसा पोषक तत्त्वांनी समृद्ध द्रव माध्यमात वाढवले जातात. पेशींना पुरेसे पोषण मिळावे आणि टाकाऊ पदार्थ काढून टाकावेत यासाठी हे द्रव माध्यम नियमितपणे बदलले पाहिजे. आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकावर प्रयोगशाळेत प्रयोग करण्याची गरज टाळण्यासाठी संशोधकांच्या चमूने क्रायोव्हियल्समध्ये नेहमीपेक्षा लहान ऑर्गेनॉइड्स वाढवण्याची पद्धत शोधली. क्रायोव्हियल्स म्हणजे लहान, हवाबंद कुपी. द्रव नायट्रोजन वापरून क्रायोजेनिक पदार्थ साठवून ठेवण्यासाठी सामान्यत: क्रायोव्हियलचा वापर केला जातो.
हे ऑर्गेनॉइड्स केनेडी स्पेस स्टेशनवरील प्रयोगशाळेत तयार केले गेले आणि एका लहान इन्क्यूबेटरमधून आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकावर नेण्यात आले. कक्षेत एक महिना घालवल्यानंतर ते पृथ्वीवर परत आणले. स्थानकावरून परत आल्यावरदेखील ते निरोगी आणि आबाधित असल्याचे आढळले.
अवकाशातील वातावरणाचा पेशींच्या कार्यावर कसा परिणाम होतो हे तपासण्यासाठी संशोधकांनी पेशींच्या रायबोन्यूक्लिक आम्ल अभिव्यक्त नमुन्यांची म्हणजेच जनुकांच्या क्रियांच्या मोजमापाची तुलना पृथ्वीवर राहिलेल्या समान ग्राऊंड कंट्रोल्ड ऑर्गेनॉइड्सशी केली. आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणात वाढलेल्या ऑर्गेनॉइड्समध्ये परिपक्व जीन्सचे प्रमाण जास्त होते आणि जमिनीवरील नियंत्रणांच्या तुलनेत प्रसार करणारे जीन्सचे प्रमाण कमी होते.
म्हणजेच सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणाच्या संपर्कात आलेल्या पेशी पृथ्वीवरील पेशींपेक्षा वेगाने विकसित होतात आणि कमी प्रतिकृती बनवतात. यात असेही नोंदवले की सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणात वाढणार्या ऑर्गेनॉइड्समध्ये सूज, जळजळ आणि तणाव-संबंधित जनुकांची अभिव्यक्ती कमी होती, परंतु का हे उत्तर शोधण्यासाठी अधिक संशोधन आवश्यक आहे. पारंपरिक प्रयोगशाळेत आणि गुरुत्वाकर्षणात वाढलेल्या ऑर्गेनॉइड्सच्या तुलनेत सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणाची परिस्थिती पेशींनी अनुभवलेल्या मेंदूतील परिस्थितींशी अधिक जवळून जुळवून घेऊ शकतात असा लॉरिंग यांचा अंदाज आहे.
सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणाची वैशिष्ठ्ये कदाचित लोकांच्या मेंदूमध्येदेखील कार्यरत असतील. कारण सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणात कोणतेही संवहन नसते. म्हणजे गोष्टी हलत नाहीत. अवकाशात हे ऑर्गेनॉइड्स मेंदूसारखे असतात. कारण ते संपूर्ण कल्चर माध्यम किंवा ऑक्सिजनने निघून जात नाहीत. ते खूप स्वतंत्र आहेत. ते ब्रेनलेटसारखे (लहान मेंदू) मेंदूचे एक सूक्ष्म जग बनवतात.
यापुढील संशोधनामध्ये अल्झायमर रोगामुळे मेंदूच्या कोणत्या भागावर सर्वात जास्त परिणाम होतो याचा अभ्यास केला जाईल. अंतराळात न्यूरॉन्स एकमेकांशी कसे जोडतात, यात काही फरक आहे का हे शोधणे गरजेचे आहे. या अभ्यासामुळे परिणाम काय असेल याचा अंदाज करण्यासाठी आधीच्या कामावर अवलंबून राहू शकत नाही. कारण याविषयी पूर्वी काही काम झालेले नाही. याबाबत अजूनही आपण पहिल्या पायरीवर म्हणजे अंतराळातील पहिल्या पायरीवर आहोत. पुढील रस्ता न संपणारा आहे.