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未来载人火星任务,太空人的睡眠与心理是关键

2013-02-07 14:15 · 稿源:wired.tw

未来太空人前往火星的长程途中,可能出现失眠、无精打采、心理脆弱等症状。

隔离群体心理调适因人而异

俄罗斯科学院与欧洲及中国航太单位合作,一同进行名为Mars500的国际测试,因而归纳出上述结论,这项实验横跨2010年及2011年,让六人团队待在模拟前往火星的太空船内,时间长达520天。

这项研究希望瞭解,太空人在如此与世隔绝的环境中,生理与心理会产生什么影响,志愿受试者受到严密监控与管制,每日检验血液与尿液,睡眠情况也一併记录。

巴斯纳(Mathias Basner)为美国宾州大学医学院精神病学家,协助进行睡眠实验,他在1月7日发表的《国家科学院论文集》内表示,「研究主要结果认为,每个人对于隔离的反应大不相同,其中四人都出现至少一项症状,对火星任务会产生严重负面衝击。」

过往类似实验亦曾研究隔离群体心理,例如在南极洲过冬的探险队成员,不过Mars500是首次详细模拟载人火星任务中,可能出现的情况。

在长期孤独之下,其中两名成员表现杰出,每个人的反应差距颇大,多数组员维持24小时制的睡眠周期,但有一人改变为25小时周期,巴斯纳表示,这位组员脱离了团体规律,在大约两成的时间裡,他都是唯一睡着或清醒的成员。

在美国航太总署的强森太空中心内,生医专家李维顿(Lauren B. Leveton)负责研究行为健康,此次并未参与上述研究,他表示,「若组员清醒与睡眠时段不一致,对团队气氛与和谐不利」,尤其在实际长途太空飞行任务内,必须克服作息错乱。

实验中亦观察到,所有受试者睡眠时间都比平常增加许多,巴斯纳指出,漫长任务期间常无事可做,现代社会多数民众长期睡眠不足,是因为生活型态鼓励不断活动与摄取咖啡因;由于睡眠充足,多数受试者的认知表现其实明显进步。

受试组员也常感到无聊与单调,电玩游戏终究也会玩腻,久坐不动的时间变长,清醒时活动力下降,睡眠与休息时间提高。

不过这一点的个别差异也很大,一位组员每次睡眠时间逐渐缩短,拖累认知能力,另一人则变得情绪低落与沮丧。

李维顿指出,此类研究颇具价值,未来实验可试图釐清在不同条件下,个别因素是否牵动组员表现,例如隐私程度、社交时间等。

然而其他研究人员则主张,应分析火星昼夜对组员的影响,由于在火星上,每一天(约24.65小时)比在地球略长,太空人登陆火星后,昼夜循环可能因此打乱,未参与实验的哈佛医学院神经科学家洛克雷(Steven W. Lockley)认为,「若在实际探险任务中,太空人可能得依据火星上的昼夜作息,导致各项反应加剧。」

太空人作息可由光源波长调整

儘管在Mars500实验中,成员并未出现严重问题,但有助于未来长途太空任务裡,筛选合适组员,科学家必须归纳出重要指标,才能预测每个人可能产生的睡眠或情绪问题。由于在实验之中,许多问题很早便已浮现,巴斯纳希望未来航太单位挑选成员时,应纳入类似的短版模拟情况,以辨别哪些候选人会受影响。

未来太空任务,若要统整组员作息,可以调整太空人在每天各时段见到的蓝光比例。这是因为视网膜内含名为黑视素的天然色素,对于蓝色波长很敏感,会直接影响脑内控制作息系统的丘脑下部,增加蓝光可提高活动,增加红光则会引人入睡。

2015年,国际太空站将把萤光灯全面更换为LED灯,即可调整蓝色波长,帮助太空人调整睡眠习惯,对未来火星任务而言,因为昼夜比地球稍长,灯光调控更显重要。

纵然各位不会上太空,这项研究也有助益,巴斯纳表示,「地球居民只要增加睡眠时间,亦可改善认知能力。」

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