科學報導 跨領域生物科技

淺談太空醫學

從美蘇兩國在冷戰時期進行的太空競賽開始,到採取合作、建立國際太空站,再到近年 Space X、Blue Origin 等民營太空企業的蓬勃發展,太空探索越來越受到重視,其中與之相關的「太空醫學(Space medicine)」[1]也成為具有潛力的研究領域。

「太空醫學」容易讓人們聯想到科幻電影裡的手術機器人,角色們只要躺到手術台上就能自動完成診斷與治療;就筆者的認知而言,2015 年的電影《絕地救援(The Martian)》[2]可能是更有趣的例子,片中男主角被困在火星、等待救援時,曾自行處理傷口、栽種馬鈴薯提供食物來源、面臨巨大的孤獨壓力等,可以擴大解讀為太空人如何在意外發生時實施醫療處置?[3]生物體如何適應高能輻射、微重力(microgravity)、極端溫度等與地球大不相同的環境?[4]太空人在長期處於太空後又會出現哪些病、生理變化呢[5]?這些不只是科幻電影才會發生的場景,而是人類探索太空的過程中必須克服的難題,針對不同環境下的研究設計、提供保護太空人健康的訓練、載體與設備的改良等,都是當代太空醫學探討和欲解決的目標。

微生物體適應太空環境的過程,包括壓力反應、代謝調整、基因變異等。

你可能會好奇:「吾人終其一生都不會離開地球,太空醫學對我有什麼重要?」筆者認為這門學問的重要係透過不同的觀點探索生物醫學,在與地球不同的重力、氣壓、輻射量的環境中探究生命的奧妙,其精彩程度不亞於人類為前往太空冒險所做的種種準備呢!本月我們一共挑選九篇文章,涵蓋如何為太空人進行遠距醫療、進行長期任務後太空人的腦部結構和腦血管會出現哪些變化、高能輻射危害與神經電生理變化的關聯、模擬地外環境並探究其對生命體之 DNA 結構的影響,及月球(或其他天體)之粉塵對呼吸道的危害等,這些研究僅是整個領域的冰山一角,卻都有著相當的重要性和代表性,敬請期待將陸續刊出的深入介紹!

參考文獻:

[1] Courage KH. (2014). Space: the final medical frontier. Are overeager space tourists endangering their health? Sci Am. 2014 Mar;310(3):32, 34. DOI: 10.1038/scientificamerican0314-32. PMID: 24660324.

[2] Fox, S. (2015, August 13). Nine Real NASA Technologies in ‘The Martian’. Retrieved from https://www.nasa.gov/feature/nine-real-nasa-technologies-in-the-martian

[3] Alexander D.J. (2016). Trauma and Surgical Capabilities for Space Exploration. In: Gillman L., Widder S., Blaivas MD M., Karakitsos D. (eds) Trauma Team Dynamics. Springer, Cham. DOI: 10.1007/978-3-319-16586-8_33.

[4] Milojevic T and Weckwerth W. (2020). Molecular Mechanisms of Microbial Survivability in Outer Space: A Systems Biology Approach. Front. Microbiol. 11:923. DOI: 10.3389/fmicb.2020.00923

[5] Demontis GC, Germani MM, Caiani EG, Barravecchia I, Passino C and Angeloni D. (2017). Human Pathophysiological Adaptations to the Space Environment. Front. Physiol. 8:547. DOI: 10.3389/fphys.2017.00547

撰文|吳冠廷
審稿|陳昱慈

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吳冠廷

現為陽明醫學系 B 組五年級學生,也是生醫光電所一年級碩士生。曾領導 2017 年陽明 iGEM 團隊並獲得金牌,重建、主導並規劃 Entropyspace 亂度空間諸多活動與訪談文撰寫,期盼建立一個讓醫學生研究者得以自由交流的平台。目前持續撰寫部落格、學習電腦科學和邏輯學,對生物資訊學和電腦視覺辨識感興趣。

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