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Wie blaues Licht und Koffein den Menschen helfen, zum Mars zu gelangen

2021

Ein Roboter auf dem Mars stellvertretend zu durchleben, scheint glamourös zu sein, und in vielerlei Hinsicht ist es das, Steine ​​zu zerbrechen und Sand und so weiter zu schöpfen. Aber der Zeitplan ist brutal - der Mars hat einen längeren Tag als die Erde, und dies ist für alle, die an einer Mission auf dieser Welt beteiligt sind, legendär schmerzhaft. Jetzt sagt eine neue Studie, dass es möglich ist, unsere erdgebundenen circadianen Rhythmen anzupassen, um dem Zyklus des Mars zu folgen, anstatt unserem Heimatplaneten.

Die angeborene menschliche biologische Uhr ist keine perfekte 24-Stunden-Uhr, sondern ungefähr 24 Stunden und 12 Minuten - nicht zu kurz für ein Mars-Sol, das nach 24 Stunden und 39 Minuten klingelt. Laut Steven Lockley, Associate Professor für Medizin am Brigham and Women's Hospital und an der Harvard Medical School, werden unsere Uhren jedoch täglich nach dem Hell-Dunkel-Zyklus der Erde zurückgesetzt, der uns auf Kurs hält. "Unsere Körperuhren haben sich nicht entwickelt, um an einem Mars-Tag zu leben, und wenn wir versuchen, sie dazu zu zwingen, ist es für unsere Körperuhren sehr schwierig, jeden Tag neu einzustellen, sagte er.

Dies ist ein großes Problem und ein aktives Forschungsgebiet für die Raumfahrt. Astronauten auf der Internationalen Raumstation (und früher auf den Raumfähren) haben ebenfalls Probleme mit dem Schlafen, was größtenteils mit dem 90-minütigen Fenster zwischen jedem Sonnenaufgang und Sonnenuntergang zusammenhängt. Schlafmittel sind die am häufigsten verwendeten Medikamente im Weltraum, sagte Lockley.
Oft hört man Dinge wie "Schlaf ist für Weicheier" oder "Du kannst schlafen, wenn du tot bist" ... Wir legen nicht viel Wert darauf, genug zu schlafen.

Dies ist übrigens auch ein Problem für Blinde, die häufig an Schlafstörungen aufgrund mangelnder Lichtwahrnehmung leiden. "Bei einigen der völlig blinden Menschen, die ich studiere, sind ihre Körperuhren viel näher an einem Mars-Tag, und tatsächlich würden sie es viel einfacher finden, nach diesem Zeitplan zu leben - aber sehende Menschen können es nicht, sagte Lockley.

In einer Studie, die diesen Monat veröffentlicht wird, berichten Lockley und mehrere Kollegen, dass es möglich, aber schwierig ist, unsere Uhren neu zu programmieren. Der Schlüssel liegt in der richtigen Kombination von Licht, Koffein und Drogen - und in der Erkenntnis, dass man nicht einfach aufstehen und mit Erschöpfung umgehen kann, sagte er.

"Sie hören oft Dinge wie" Schlaf ist für Weicheier ", " Sie können schlafen, wenn Sie tot sind ", sagte er. "In manchen Berufen ist es eine Art Übergangsritus, 20-Stunden-Tage zu arbeiten. Als Gesellschaft schätzen wir den Schlaf nicht genug. Die Leute werden sagen: 'Mir geht es gut, mir geht es gut, ich werde es tun in der Lage sein, meinen Weg durch zu schieben. '"

Das Team untersuchte Mitglieder der Mars-Phoenix-Mission, die 2008 einen Lander in der Nähe des kalten Nordpols betrieb. Licht ist der stärkste Zeitsprung, daher verwendete das Experiment Licht, um die Körperuhren des Teams neu zu trainieren. Im Jahr 2006 haben Wissenschaftler einen neuen Photorezeptor in Säugetieraugen entdeckt, der Licht am blauen Ende des Spektrums erkennt, um die Zeit zu berechnen. Das Set befindet sich in Ganglienzellen auf der Vorderseite der Netzhaut und ist von den bekannten Stäbchen und Zapfen auf der Rückseite, die wir sehen, getrennt.

Lockley und seine Kollegen wollten dieses Fotorezeptionssystem anregen, daher erhielten die Teilnehmer jeweils eine Box mit 276 blauen LEDs und einem 20-Zoll-Stück Schnur, damit sie wussten, wie weit es entfernt sein sollte. Sie schalteten es während ihrer Schichten ein - was je nach Tag bei irdischem Tageslicht oder mitten in der Nacht geschehen sein kann. "Es ist so, als würde man alle zwei Tage drei Zeitzonen nach Westen reisen. Das verursacht im Grunde genommen einen Jetlag, erklärte Lockley.

Die Teammitglieder erhielten auch einen Crashkurs, um zu lernen, wie man richtig abstürzt - wann man Koffein verwendet und wann man aufhört, damit das System vor dem Schlafengehen gelöscht wird. wie man ein dunkles und bequemes Schlafzimmer richtig ordnet; und eine "Anerkennung, dass Menschen nicht übermenschlich sind", sagte Lockley. Wenn Teammitglieder müde waren, sollten sie sich bei einem höheren Mitarbeiter melden und jemanden finden, der ihnen hilft. Die Teilnehmer mussten auch Urinproben geben, damit das Team nach Metaboliten suchen konnte der circadiane Rhythmus und trug am Handgelenk montierte Bewegungs- und Licht-Tracker, um ihre Belichtung und Schlafzyklen zu überwachen.

Es stellte sich heraus, dass 87 Prozent von ihnen mit der Marsuhr synchronisiert waren. Sie schliefen durchschnittlich sechs Stunden pro Nacht, waren aber weniger müde und wacher als diejenigen, die sich nicht mit dem Mars synchronisierten.

Lockley glaubt, dass ein Mars-Synchronisationsprogramm nicht nur Mars-Wissenschaftlern hilft, besser zu schlafen, sondern auch dazu beitragen kann, Unfälle zu verhindern.

"Wir investieren viel Geld und Mühe in die Planung der Ausrüstung, der Kommunikation und aller technischen Aspekte einer Mission, aber wir scheinen nicht so viel in die menschlichen Faktoren zu investieren, wie er sagte." Wir müssen offener und offener sein eine ehrlichere Diskussion über Müdigkeit, und dies wird wichtiger, wenn wir jemals eine bemannte Mission zum Mars entwickeln. "

Die Studie erscheint in der Oktoberausgabe der Zeitschrift Sleep .

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