Cuma Günkü SpaceX Lansmanı: Astronotlar Mikro Yerçekiminde Beyin İzleme Kaskları Takacak

Dört cesur insan uzaya çıkmak üzere. 10 gün boyunca arayacaklar Uluslararası Uzay istasyonu Axiom-1 görevinin bir parçası olarak, ilk tamamen özel mürettebatı uzaydaki laboratuvara getirmek için çığır açan bir çaba.

Kalkış gününde, Cuma için planlandıNASA’nın Kennedy Uzay Merkezi’nin ekibe tarihi bir geri sayım boyunca rehberlik ettiğine tanık olacağız – ancak sahne arkasında, bilinmeyen bir dörtlüsü biyolojik kontrol merkezleri de yüksek alarmda olacak.

Astronotların beyinleri, önlerindeki yorucu bir keşif için onları ikna edici kılacak şekilde ateşlenecek. Daha sonra, Dünya’nın atmosferinden çıktıklarında, bu önemli organlar, beyin dokusunu değiştirdiği bilinen mikro yerçekiminde çalışmaya devam etmek zorunda kalacaklar.

İsrailli sinirbilim girişimi beyin.uzay bu radikal değişimin tüm harika, zekice ayrıntılarını yakalamaya kararlı.

Brain.space’in kurucu ortağı ve CEO’su Yair Levy, Zoom üzerinden bana “Her organ uzayda ölçülüyor – vücut kütlesi, sıcaklık, kalp atış hızı – bu organ dışında her şey ölçülüyor” dedi. “Beynin uzayda yeni bir homeostaziye uyum sağlayıp sağlamadığını tespit edip edemeyeceğimizi göreceğiz.”

Brain.space, uçuş üyeleriyle yörüngeye özel bir kask gönderecek Larry Connor, Michael López-Alegría, Mark Pathy ve Eytan Stibbe Ax-1’in SpaceX Crew Dragon kapsülünde.

Beyin aktivitesi verilerini neredeyse gerçek zamanlı olarak çıkarmak için inşa edilmiştir. (Ayrıca, içini eşit şekilde kaplayan bir ton elektrik sensörü dışında, inkar edilemez bir şekilde eski savaş zırhını andırıyor).

Ax-1 mürettebatı, kalkıştan önce, kalkış sırasında ve sonrasında kask takarken bilişsel testler yapacaktır. Tamamlandığında, beyin verileri tüm araştırmacıların çalışması için hazır olacak. Bu, dünyanın dört bir yanındaki uzmanların bu deneysel kanıttan yararlanabileceği ve mikro yerçekimi tehlikeleriyle karşı karşıya kaldığında insan zihninin nasıl dönüştüğünü çözmeye başlayabileceği anlamına geliyor.

Şu anda bunun cevabını tam olarak bilmiyoruz.

Levy, “İnsanlık için iki büyük gizem var” dedi. “Biri boşluk, biri de zihin.”

İnsan beyni boşlukta

Bilim adamları şimdiye kadar mikro yerçekiminin insan vücudunu nasıl etkilediği hakkında bol miktarda veri derlese de, çoğu bilgi kas kütlesi zayıflaması veya kemik yoğunluğu kaybı gibi yönlerle sınırlıdır.

İnsan beyni hakkında yeterli veriye sahip değiliz – ve bu, evrende daha derinlere dalmakla ilgili geniş gözlü hayallerimiz için bir sorun oluşturabilir.

Ay üslerini güvenli bir şekilde kurmak, Mars yerleşimlerinde yaşamak ve hatta asteroitlerde kaynak avı yapmak istiyorsak, zihnimizin zorlu uzay ortamlarına karşı nasıl yığılacağını bilmemiz gerekir.

2021 incelemesi Nature dergisinde yayınlananÖrneğin, uzaya dayalı akışkan dinamiği ayarlamalarının ve ağırlıksızlığın vücudumuzun merkezi sinir sistemini veya beyin işleme merkezini etkilediğini bilmemize rağmen, “uzun süreli uzay uçuşunun insan üzerindeki etkileri” diyor. [central nervous system] ve bunun mürettebat sağlığı ve operasyonel performansı üzerindeki etkisi büyük ölçüde bilinmiyor.”

Levy, “Kırık delillerden bildiğimiz şey,” diye açıkladı, “uzun süreli görevlerden sonra astronotların MRI taramaları – aylar boyunca – anatomik değişiklikleri gösterdi. Ancak gerçekte, neler olduğu hakkında tam bir bilgi eksikliği var. gerçek bir uzay görevi sırasında beyne.”

Yıllar geçtikçe, bilim adamları beynimizin mikro yerçekimi ile nasıl değiştiği hakkında biraz bilgi edindiler. Bununla birlikte, ayrıntılı bilgi bulmak için genellikle deneyleriyle yenilik yapmak zorunda kalmışlardır. Bazıları nasıl olduğunu görmek için yerde ağırlıksızlığı simüle etti. gönüllülerin beyni değiştirilmiş ve diğerleri fareler üzerinde mikro yerçekimi deneyleri. Ancak bu açılardan hiçbiri gerçek şeyin kanıtını sunmaz. Araştırmada bir boşluk var ve Levy’ye göre devam etmiş olabilecek bir boşluk var, çünkü şu anda beyin tarama ekipmanı gerçekten yeterince taşınabilir veya kullanımı kolay değil.

Örneğin, manyetik rezonans görüntüleme veya MRI’lar, beynin ayrıntılı resimlerini oluşturmak için manyetik alanlar ve radyo dalgaları kullanır… ama uzaya fırlatılamayacak kadar büyüktürler. Elektroensefalogram cihazları veya EEG sensörleri çok daha küçüktür, ancak kendi zorlukları vardır.

Levy, “Nöronlar tarafından üretilen bir elektrik alanı ile beyin aktivitesini ölçer,” dedi, ancak “bu süreç gerçekten operatörün uzmanlığına bağlı ve sinyal kalitesi oldukça düşük.” Bu nedenle, çoğunlukla doktor olmayan astronotların EEG çalışması ve beyin bilgilerini kolayca Dünya’ya göndermesi zor olabilir.

Brain.space’in yeni teknolojisi burada devreye giriyor. EEG gibi ama kullanıcı dostu.

EEG 2.0

Diş fırçası kılları, bir bilgisayar ve bir mikroçip – hepsi, Levy’nin “dünyanın en verimli, en ucuz ve kullanımı en kolay EEG cihazı” dediği Brain.space’in kask ve veri toplama platformu olan şeyin ana bileşenleridir.

Levy, Ax-1’deki dört astronottan üçünün sırayla bir dizi diş fırçası kılı ile donatılmış 460 elektrik sensörü içeren bilim kurgu görünümlü kaskı takacağını söylüyor. Bu kıllar, optimum beyin verisi toplamak için her sensörün kullanıcının cildiyle temas etmesini kolaylaştırır.

Levy, bana her diş fırçası kıl sensörünü kaska nasıl takacağımı gösterirken, “Malzemeleri temin edebileceğimiz bir yer bulduk, bu yüzden donanım tasarımında çok fazla ustalık var” dedi. Bitirdiğinde, “Ve ‘boom’,” diye haykırdı. “Bu kadar basit.”

Katılan her astronot, kaskı takarken bilgisayar tabanlı bilişsel testler yapacak. Bu testler yapılırken, sensörler bir düğmeye tıklayarak nörolojik elektrik sinyallerini alacak. Bu sinyaller, aynı zamanda kaska gömülü olan bir mikroçipe kaydedilecek ve Levy, tüm sürecin yaklaşık 10 ila 15 dakika süreceğini açıkladı.

Ardından ekip, depolama çipini bir bilgisayara takacak ve Brain.space algoritmaları hepsini gözden geçirecek ve her yerdeki araştırmacılar için kolayca anlaşılabilir bilgilere dönüştürecek. Levy, her mürettebat üyesinin tüm prosedürü tam görev boyunca üç kez yapacağını söylüyor.

Ve uzay kaynaklı testleri hesaba katmak için Brain.space’in bilişsel sınavları, daha sonra çip verilerini Dünya’ya geri gönderecek olan ISS dizüstü bilgisayarı ile entegre edilmiştir. Bu son kısım biraz zor olsa da.

Levy, “Bunu planlamamız gerekiyor, çünkü hangi uydulardan sekeceğini anlamamız gerekiyor. Her şey NASA düzeyinde karmaşık,” dedi.

Uzayın ötesindeki beyin gizemleri

Levy ve ekibi Brain.space’i kurduklarında, bir gün NASA ile birlikte gökyüzüne bakacaklarını bilmiyorlardı. Aslında Levy, şirketin beyin izleme kaskları üreten bir donanım şirketi olmadığını belirtti.

Levy, her şeyden önce, “birincil hedefimiz buradaki insanlara yardım etmek” dedi.

Girişimin nihai arzusu, doktorlara, araştırmacılara ve hatta beyinle ilgili uygulamalar veya ürünler oluşturmakla ilgilenen geliştiricilere anlaşılır ve erişilebilir beyin aktivitesi verileri sağlamaktır.

Bu nedenle Levy, veri toplama yazılımının görevlerinin merkezinde olduğunu söylüyor.

Örneğin, araştırmacılar Ax-1 ekibinden beyin verilerini kontrol ettiklerinde, kullanıcı dostu bir uygulama programlama arayüzü veya API ile karşılaşacaklar. “Nihai hedef,” dedi Levy, “Bir Stripe API kullanmak veya Apple Watch’ınızdan tüm fitness verilerinizi eklemek kadar beyin aktivitesiyle bütünleşmeyi kolaylaştırmaktır.”

Tüm beyin verilerinin neden açık kaynak olabileceğini açıklayarak, “Şu anda tüm gizlilik düzenlemeleri altında çalışıyoruz ve gönüllülerden elde ettiğimiz veriler tamamen anonimdir” dedi. “Yaş, el becerisi – sol veya sağ – cinsiyet gibi genel demografik bilgileri ve en önemlisi, veri toplama sırasında gerçekleştirilen görev tarafından oluşturulan veri etiketlemesini topluyoruz.”

Geleceğe bakan Levy, Brain.space vizyonunu dünya çapındaki evrimimizle karşılaştırıyor. GPS ağınavigasyon sistemlerini Brain.space’in veri toplama algoritmalarına eşitleyerek.

“iPhone ilk GPS yonga setini aldığında, insanlar ‘Harika, haritalama’ gibiydi” dedi. “Ama kimse Uber’i, eve teslimatı veya coğrafi konumu kullanarak çevrimiçi buluşmayı hayal edemezdi.”

Fikir bir doktordan, video oyunu geliştiricisinden, akademik araştırmacıdan veya büyük veri yazılım mühendisinden kaynaklanıp kaynaklanmadığına bakılmaksızın, kolayca erişilebilen beyin verileriyle, inovasyonun bize ne getirebileceğini kim söyleyebilir? Gerçekten, olasılıklar sonsuzdur.

Ancak şu anda ekip, teknolojilerinin ilk büyük uygulamasına odaklanmış durumda: mikro yerçekiminde insan beynine ne olduğunu ortaya çıkarmak.

Yaklaşan lansman hakkında ne hissettiğini sorduğumda Levy’nin kullandığı kelime “gergin”. Ama hızla “gurur” ile takip ediyor. Brain.space’in beyin kaskı yakında ISS’de olacak ve insanların evrene her zamankinden daha fazla bakmalarının yolunu açmaya yardımcı olacak.