美國宇航局（NASA）承諾在2030年代將人類送入火星。
當您認為一次典型的往返旅程將持續三到六個月，並且在行星對準允許返回之前，機組人員將在紅色星球上停留長達兩年之久，這是一個雄心勃勃的目標。這意味著宇航員必須在降低的（微）重力中生活大約三年-遠遠超過了俄羅斯宇航員瓦列裡·波利亞科夫（Valery Polyakov）所保持的連續438天的當前記錄。
在太空旅行的早期，科學家們努力研究如何克服重力，從而使火箭能夠彈射而不受地球的拉動，從而使人類降落在月球上。今天，重力仍然是科學議程的重中之重，但是這次我們對重力的降低如何影響宇航員尤其是他們的大腦的健康更加感興趣。畢竟，我們已經進化為存在於地球重力（1 g）內，而不是存在於空間失重（0 g）或火星微重力（0.3 g）中。
那麼人腦究竟如何應對微重力呢？簡而言之，可憐的是–儘管有關此方面的信息有限。這是令人驚訝的，因為我們熟悉宇航員在失重期間的臉變得紅腫的現象-這種現象被親切地稱為“ 查理·布朗效應 ”或“ 浮腫的鳥腿綜合症”。這是由於液體中的血液主要是血液（細胞和血漿）和腦脊液移向頭部，導致它們的臉圓而浮腫，腿也變細。
這些體液變化還與暈車，頭痛和噁心有關。最近，由於壓力增加，隨著血流量的增加和大腦在顱骨內上浮，它們也與視力模糊有關。這種情況稱為視覺障礙和顱內壓綜合症。儘管美國宇航局認為這種綜合症是任何火星任務的最大健康隱患，但弄清楚是什麼原因導致了它，以及一個甚至更棘手的問題-如何預防它，仍然是一個謎。
那麼我的研究適合什麼呢？好吧，我認為大腦的某些部分最終會吸收過多的血液，因為一氧化氮（通常漂浮在血液中的一種看不見的分子）會在血液中積聚。這使向大腦供血的動脈鬆弛，從而使它們過度張開。由於這種持續不斷的血流激增，血腦屏障（大腦的“減震器”）可能會不堪重負。這會使水緩慢積聚（一種稱為水腫的狀況），導致腦部腫脹和壓力升高，由於排水能力的限制，這種情況也可能變得更糟。
可以把它想像成一條河流泛濫成河。最終結果是沒有足夠的氧氣足夠快地進入大腦部分。這是一個大問題，可以解釋為什麼會出現視力模糊以及對其他技能的影響，包括宇航員的認知敏捷性（他們的思維，注意力，推理和移動方式）。
彗星之旅
為了確定我的想法是否正確，我們需要對其進行測試。但是，我們沒有要求美國宇航局（NASA）進行登月之旅，而是通過模擬一架名為“嘔吐彗星”的特殊飛機的失重逃脫了地球引力的束縛。
通過爬升然後浸入空中，這架飛機可以在一次飛行中執行多達30個“拋物線”，以模擬失重感。它們僅持續30秒，我必須承認，這非常容易上癮，您確實會浮腫！
牢牢固定好所有設備後，我們從八名志願者那裡進行了測量，他們每天一次飛行了四天。我們使用便攜式多普勒超聲儀測量了供給大腦的不同動脈的血流量，該超聲儀通過循環的紅細胞反射高頻聲波來工作。我們還測量了從前臂靜脈採集的血液樣本中的一氧化氮水平，以及包括自由基和大腦特異性蛋白（反映對大腦的結構性損傷）在內的其他不可見分子，這些分子可以告訴我們血腦屏障是否具有被迫打開。
我們的初步發現證實了我們的預期。反覆失重後，一氧化氮水平升高，這與血流量增加相吻合，尤其是通過供應至大腦後部的動脈。儘管沒有證據表明腦部結構受損，這迫使血腦屏障打開。
我們現在正在計劃對這些研究進行後續研究，使用磁共振等成像技術來更詳細地評估大腦中的血液和液體移位，以證實我們的發現。我們還將探索諸如橡膠吸管褲之類的對策的影響，這種吸管在身體的下半部產生負壓，其思想是可以幫助從宇航員的大腦中“吸走”血液以及藥物以抵消一氧化氮的增加。
但是，這些發現不僅可以改善太空旅行，還可以提供有價值的信息，說明為什麼“重力”運動對大腦有益，以及如何在以後的生活中預防痴呆和中風。
