在國際空間站（ISS）上的微重力，或非常微弱的重力，讓宇航員毫不費力地滑行和翻筋斗，因為他們圍繞地球執行。它也是一個有用的環境，可以深入瞭解人類健康，包括長期太空飛行的影響以及對地球上人們所患疾病的新視角。
在亞特蘭大舉行的國際空間站研發會議上週討論的關鍵議題之一是天基生物醫學研究。研究人員重點介紹了空間站目前的一些工作，以及美國國家航空航天局和國際空間站國家實驗室希望在尋求將近地軌道商業化的同時開展的進一步研究。他們的目標還在於將國際空間站作為重返月球並最終登陸火星的跳板。
作為一名獲得內科和航空航天醫學認證的醫生，宇航員塞雷娜·奧農-錢斯勒對這項工作有著濃厚的興趣。在2018年第56和57次遠征期間，她作為飛行工程師在國際空間站上工作了197天，幫助進行了幾項生物醫學實驗，她在會議上向聽眾描述了這段經歷。《大眾科學》與奧農-錢斯勒進行了座談，討論了她進行的研究以及她自己對微重力對人體影響的體驗。
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[以下是採訪的編輯稿。]
您體驗到了微重力的哪些影響？
每個人的體驗都是不同的。這是我的第一次飛行。多年來，我瞭解了身體會發生的所有不同變化，但在你到達那裡之前，你不知道自己會感覺如何。所以當我到達那裡時——當然，你的胃感覺不太好，最初幾天。你只是感覺不太想吃東西。你感覺一切都在裡面漂浮。快速地朝一個方向轉動你的頭，然後再朝另一個方向轉動，大腦有點滯後 [才能跟上]。但這消退得如此之快，以至於大約在第一個星期之後，你開始想，“好吧，我開始感覺自己又恢復正常了。”
我們都看到了免疫系統的變化。我們看到了他們所說的潛伏病毒再啟用 [當休眠病毒開始繁殖時]，這是在我們的唾液中測量的。我們幾乎對所有東西都進行了取樣和測試，從糞便到唾液到尿液到血液。但有趣的是，一旦你回到地球，事情會多麼迅速地幾乎恢復正常。
關於微重力如何影響人類健康，有哪些關鍵問題？
我認為最大的健康挑戰——當然對於探索級任務，越來越長的任務——第一是輻射。我們在國際空間站上得到了很好的保護——航天器的厚遮蔽層、地球磁場和大氣層都提供了保護。一旦你改變了這個基線標準——使用不同的航天器，可能更薄的遮蔽層，沒有大氣層——你受到的照射就會更大。而且，在長時間的 transit 中，比如去火星，你更有可能遇到太陽粒子事件。
持續的骨質流失也是一個問題。我們如何緩解這種情況？我們在空間站上使用的鍛鍊裝置很大。我們很喜歡它們，但我們能把這麼大的東西帶到下一個航天器上嗎？可能不行。所以我們正在尋找在將我們帶到更遠地方的航天器上使用的裝置。
然後我們有對眼睛的影響——我們看到的眼球形狀本身發生變化、視神經腫脹、視力變化的問題。我沒有經歷過這些，但當然，我們有其他宇航員經歷過。所以這是我們正在跟蹤的事情；我們正在努力弄清楚如何預測它，然後如果它真的出現，我們該如何治療它。
作為一名醫生，觀察和比較你和你的機組人員發生的事情一定很有趣。
這有點像一句老話，除非你穿上別人的鞋子，否則你真的不知道。但隨後你也會意識到，每個人的身體是多麼不同。例如，學習如何在微重力中優雅地移動需要時間。我和歐洲航天局的亞歷山大·格斯特一起飛到那裡，這是他的第二次長期飛行。當我們第一次進入國際空間站時，我非常清楚地記得他說，“哇，我的身體記得如何在上面移動。”他的第一次飛行是在那之前的四年，但他的大腦記住了。那裡有神經記憶，它說，“當你進入微重力時，這裡輕輕一碰，這裡輕輕一踩。只需用你的腳趾在這裡把自己固定住。在這裡推開，輕輕地。”所以他只是記住了。對我來說，這告訴你大腦在適應新環境方面是多麼的非凡。
是什麼使微重力成為進行生物科學研究的理想場所？
細胞在微重力下的生長方式不同。科學家們能夠培養內皮細胞 [內皮細胞排列在血管和淋巴管內] 等細胞的時間稍長一些。它們以更好、更立體的三維方式生長，而不是在地球上的平板上生長，這使得科學家能夠研究不同的東西。
另一個變化是，軌道上發生的事情有點像快速衰老過程。因此，我們觀察軌道上所有分子標記物和細胞變化的方式。在地面上需要數年才能完成的過程，例如骨質疏鬆症，在軌道上發生得更快。因此，科學家們將其視為一個試驗平臺。
最後，我非常喜歡研究的第三件事是蛋白質晶體實驗。無論是與帕金森病相關的蛋白質，還是製藥公司正在研究以改進的藥物，這些蛋白質晶體都是在 [國際空間站] 上生長得更好的結構。它們在軌道上以更三維、更有序的結構生長，因為它們不受限於那個平坦的二維平板。微重力中缺乏對流，這有助於這些晶體的生長。這讓科學家們更好地瞭解蛋白質結構。因此，如果他們能夠觀察到一種引起帕金森病的蛋白質，並且獲得 30% 甚至 20% 的更多瞭解，他們就能夠觀察它並說，“嗯，我們看到了抑制劑藥物的新靶點”或者“我們可以稍微調整我們的藥物並減少副作用，因為現在我們能夠更好地觀察這種蛋白質。”
您認為哪些醫學實驗最令人興奮？
當然，我們在上面進行的 Angiex 化學療法研究——我花了大約六到八週的時間來做這件事。這佔據了我任務中的很大一部分時間。科學家正在研究：內皮細胞是如何生長的？我們能否在它們身上測試化學治療劑？我想從首席研究員那裡知道的是，“國際空間站是否幫助您建立了一種化學治療劑來靶向腫瘤的血管供應？”因為這對我們來說很重要。癌症仍然是，並且長期以來一直是萬病之王。因此，我們可以在這場戰鬥中盡一份微薄之力，我會接受的。因為我的很多病人都患有癌症。每個人都以某種方式與癌症打過交道，無論是家庭成員、朋友還是他們自己。這是每個人都在關注和有興趣解決的問題。我希望看到更多這樣的研究。
您在太空的工作是否會影響您與地球上的患者的關係？
我會和我的病人談論癌症研究。我經常談論阿爾茨海默病，因為 β-澱粉樣蛋白參與了許多不同的疾病過程。我說，“看，透過蛋白質晶體生長，我們對 β-澱粉樣蛋白有了更好的瞭解，這意味著在三到五年後，我們可能會有更好的治療方法。”他們喜歡聽到這些。他們非常喜歡。