Leute, die Weltraummissionen planen und durchführen, werden nicht müde, uns zu erzählen, wie schwierig es ist, Dinge im Weltraum zu tun.
Unser nächstes großes Ziel ist Menschen zum Mars bringen , und dort eine Kolonie zu gründen. Es gilt eine Vielzahl technischer und ingenieurtechnischer Hürden zu nehmen, aber wir denken, dass wir es schaffen.
Aber die Kehrseite der Medaille sind die zu überwindenden physiologischen Hürden. Diese können sich als viel schwieriger erweisen. Die Zwillingsstudie der NASA wird unser wachsendes Wissen über die Auswirkungen der Raumfahrt auf den Menschen um eine enorme Menge an Daten erweitern.
Die Astronauten-Zwillinge der NASA, Scott Kelly (l) und Mark Kelly (r). Bild: NASA
Die Astronauten-Zwillinge Scott und Mark Kelly sind die Grundlage der Studie der NASA. Scott verbrachte a Jahr im Weltraum , kehrte am 1. März 2016 nach 340 Tagen an Bord der ISS zur Erde zurück. Mark, selbst ein Astronaut im Ruhestand, blieb während Scotts Jahr im Weltraum auf der Erde und lieferte eine Grundlage für die Untersuchung der Auswirkungen einer so langen Zeit außerhalb der Erde auf den menschlichen Körper.
Im Februar 2016 veröffentlichte die NASA vorläufige Ergebnisse des Studiums. Jetzt hat das Team, das die Ergebnisse der Zwillingsstudie untersucht hat, mit der Integration der Daten begonnen. Die Art und Weise, wie sie dies tun, unterscheidet sie von anderen Studien.
„Niemand hat sich jemals so intensiv mit einem menschlichen Subjekt befasst und es so detailliert profiliert.“ – Tejaswini Mishra, Ph.D., Stanford University School of Medicine.
Typischerweise werden einzelne Studien mehr oder weniger einzeln in entsprechenden Zeitschriften veröffentlicht. In der Zwillingsstudie werden die Daten jedoch integriert und zusammengefasst, bevor einzelne Artikel zu unterschiedlichen Themen veröffentlicht werden. Die Idee ist, dass ihre Auswirkungen auf unser Verständnis der längeren Zeit im Weltraum zusammengenommen viel größer sein werden.
„Das Schöne an dieser Studie besteht darin, dass man bei der Integration umfangreicher Datensätze mit physiologischen, neuroverhaltensbezogenen und molekularen Informationen Korrelationen ziehen und Muster erkennen kann“, sagte Tejaswini Mishra, Ph.D., Research Fellow an der Stanford University School of Medicine, der die die integrierte Datenbank, erfasst Ergebnisse und sucht nach Zusammenhängen. „Niemand hat sich jemals so intensiv mit einem menschlichen Subjekt befasst und es so detailliert profiliert. Die meisten Forscher kombinieren vielleicht zwei bis drei Arten von Daten, aber diese Studie ist eine der wenigen, die viele verschiedene Arten von Daten und eine beispiellose Menge an Informationen sammelt.“
„Jede Untersuchung innerhalb der Studie ergänzt die andere.“ – Brinda Rana, Ph.D., U of C, San Diego School of Medicine
Mike Snyder, Ph.D., ist der Leiter eines Teams von Mitarbeitern in Stanford, das daran arbeiten wird, die Daten zu synthetisieren. Der Gesamtprozess umfasst grob drei Schritte:
- Einzelne Forscher in Bereichen wie Kognition, Biochemie und Immunologie werden ihre Daten analysieren und zusammenstellen und dann ihre Ergebnisse mit dem Stanford-Team teilen.
- Das Stanford-Team wird diese Ergebnisse dann weiter in größere Datensätze integrieren.
- Diese größeren Datensätze werden dann überprüft und analysiert, um die anfänglichen Ergebnisse zu bestätigen und zu modifizieren.
'Diese Studie hat viele Neuerungen und das macht sie spannend', sagte Brinda Rana, Ph.D., außerordentliche Professorin für Psychiatrie an der San Diego School of Medicine der University of California. „Eine vergleichende Studie mit einem Zwilling im Weltraum und einem auf der Erde hat es noch nie gegeben. Jede Untersuchung innerhalb der Studie ergänzt die andere.“
Die NASA vergleicht die Zwillingsstudie und die neue integrierte Methode, alle Ergebnisse zu verarbeiten, mit einer Symphonie. Jede Studie ist wie ein Instrument, und anstatt jedes einzelne Solo zu spielen, werden sie zu einem größeren Ganzen hinzugefügt. Das Team in Stanford ist wie der Dirigent. Wenn Sie jemals einem Orchester zugehört haben, wissen Sie, wie mächtig das sein kann.
„Die menschlichen Systeme im Körper sind alle miteinander verflochten, weshalb wir die Daten ganzheitlich betrachten sollten“, sagte Scott M. Smith, Ph.D., NASA-Manager für Ernährungsbiochemie am Johnson Space Center. Er führt biochemische Profile von Astronauten durch und seine Forschung richtet sich auf spezifische Metaboliten, Endprodukte verschiedener biologischer Wege und Prozesse.
'Es ist eine umfassendere Art, Forschung zu betreiben.' – Chris Mason, Ph.D., außerordentlicher Professor, Department of Physiology and Biophysics Weill Cornell Medicine
Chris Mason Ph.D. von Weill Cornell Medicine sagte: „Sowohl das Universum als auch der menschliche Körper sind komplizierte Systeme und wir untersuchen etwas, das schwer zu erkennen ist. Es ist, als hätte man eine neue Taschenlampe, die die zuvor dunklen Zahnräder molekularer Wechselwirkungen beleuchtet. Es ist eine umfassendere Art der Forschung.“
Wissenschaftler, die an der Zwillingsstudie beteiligt sind, sind von diesem neuen Ansatz sehr begeistert. Zwillings-Astronauten zu haben ist eine außergewöhnliche Gelegenheit und wird unser Verständnis der Raumfahrt in Bezug auf die menschliche Physiologie enorm verbessern.
„Es besteht kein Zweifel, dass die Erkenntnisse aus der Integration unserer Daten von unschätzbarem Wert sein werden“, sagte Emmanuel Mignot, M.D., Ph.D., Direktor des Center for Sleep Science and Medicine der Stanford University School of Medicine. Er untersucht das Immunsystem und ist begeistert, spezifische Immunzellpopulationen zu untersuchen, da sich viele der anderen Immunstudien nur auf allgemeine Faktoren konzentrieren.
Eine Zusammenfassung der ersten Ergebnisse soll bis Anfang 2018 oder möglicherweise Ende 2017 vorliegen. Einzelne Papiere zu detaillierteren Themen folgen in Kürze.