美国宇航局（NASA）承诺在2030年代将人类送入火星。
当您认为一次典型的往返旅程将持续三到六个月，并且在行星对准允许返回之前，机组人员将在红色星球上停留长达两年之久，这是一个雄心勃勃的目标。这意味着宇航员必须在降低的（微）重力中生活大约三年-远远超过了俄罗斯宇航员瓦列里·波利亚科夫（Valery Polyakov）所保持的连续438天的当前记录。
在太空旅行的早期，科学家们努力研究如何克服重力，从而使火箭能够弹射而不受地球的拉动，从而使人类降落在月球上。今天，重力仍然是科学议程的重中之重，但是这次我们对重力的降低如何影响宇航员尤其是他们的大脑的健康更加感兴趣。毕竟，我们已经进化为存在于地球重力（1 g）内，而不是存在于空间失重（0 g）或火星微重力（0.3 g）中。
那么人脑究竟如何应对微重力呢？简而言之，可怜的是–尽管有关此方面的信息有限。这是令人惊讶的，因为我们熟悉宇航员在失重期间的脸变得红肿的现象-这种现象被亲切地称为“ 查理·布朗效应 ”或“ 浮肿的鸟腿综合症”。这是由于液体中的血液主要是血液（细胞和血浆）和脑脊液移向头部，导致它们的脸圆而浮肿，腿也变细。
这些体液变化还与晕车，头痛和恶心有关。最近，由于压力增加，随着血流量的增加和大脑在颅骨内上浮，它们也与视力模糊有关。这种情况称为视觉障碍和颅内压综合症。尽管美国宇航局认为这种综合症是任何火星任务的最大健康隐患，但弄清楚是什么原因导致了它，以及一个甚至更棘手的问题-如何预防它，仍然是一个谜。
那么我的研究适合什么呢？好吧，我认为大脑的某些部分最终会吸收过多的血液，因为一氧化氮（通常漂浮在血液中的一种看不见的分子）会在血液中积聚。这使向大脑供血的动脉松弛，从而使它们过度张开。由于这种持续不断的血流激增，血脑屏障（大脑的“减震器”）可能会不堪重负。这会使水缓慢积聚（一种称为水肿的状况），导致脑部肿胀和压力升高，由于排水能力的限制，这种情况也可能变得更糟。
可以把它想像成一条河流泛滥成河。最终结果是没有足够的氧气足够快地进入大脑部分。这是一个大问题，可以解释为什么会出现视力模糊以及对其他技能的影响，包括宇航员的认知敏捷性（他们的思维，注意力，推理和移动方式）。
彗星之旅
为了确定我的想法是否正确，我们需要对其进行测试。但是，我们没有要求美国宇航局（NASA）进行登月之旅，而是通过模拟一架名为“呕吐彗星”的特殊飞机的失重逃脱了地球引力的束缚。
通过爬升然后浸入空中，这架飞机可以在一次飞行中执行多达30个“抛物线”，以模拟失重感。它们仅持续30秒，我必须承认，这非常容易上瘾，您确实会浮肿！
牢牢固定好所有设备后，我们从八名志愿者那里进行了测量，他们每天一次飞行了四天。我们使用便携式多普勒超声仪测量了供给大脑的不同动脉的血流量，该超声仪通过循环的红细胞反射高频声波来工作。我们还测量了从前臂静脉采集的血液样本中的一氧化氮水平，以及包括自由基和大脑特异性蛋白（反映对大脑的结构性损伤）在内的其他不可见分子，这些分子可以告诉我们血脑屏障是否具有被迫打开。
我们的初步发现证实了我们的预期。反复失重后，一氧化氮水平升高，这与血流量增加相吻合，尤其是通过供应至大脑后部的动脉。尽管没有证据表明脑部结构受损，这迫使血脑屏障打开。
我们现在正在计划对这些研究进行后续研究，使用磁共振等成像技术来更详细地评估大脑中的血液和液体移位，以证实我们的发现。我们还将探索诸如橡胶吸管裤之类的对策的影响，这种吸管在身体的下半部产生负压，其思想是可以帮助从宇航员的大脑中“吸走”血液以及药物以抵消一氧化氮的增加。
但是，这些发现不仅可以改善太空旅行，还可以提供有价值的信息，说明为什么“重力”运动对大脑有益，以及如何在以后的生活中预防痴呆和中风。
