Trong nhiều thập kỷ, nhân loại vẫn nuôi dưỡng giấc mơ chinh phục những miền không gian xa xôi. Từ việc đặt chân lên Mặt Trăng đến tham vọng đưa con người lên Sao Hỏa, các cơ quan vũ trụ luôn tìm kiếm lời giải cho một câu hỏi quan trọng: cơ thể con người sẽ thay đổi như thế nào khi sống lâu dài ngoài Trái Đất?
Để tìm ra câu trả lời, NASA đã thực hiện một trong những thí nghiệm độc đáo nhất lịch sử y học không gian, sử dụng chính hai anh em sinh đôi giống hệt nhau là Scott Kelly và Mark Kelly.
Tháng 3/2015, Scott Kelly bắt đầu nhiệm vụ kéo dài 340 ngày trên Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS. Trong khi đó, Mark Kelly vẫn sống bình thường trên Trái Đất. Nhờ sở hữu bộ gene gần như giống hệt nhau, cặp song sinh này trở thành đối tượng lý tưởng để các nhà khoa học quan sát tác động của môi trường không gian lên cơ thể con người.
Suốt gần một năm, NASA liên tục thu thập mẫu máu, nước tiểu, dữ liệu sinh học và tiến hành nhiều bài kiểm tra thể chất lẫn nhận thức đối với cả hai anh em. Kết quả công bố năm 2019 đã khiến giới khoa học bất ngờ.
Mặc dù sức khỏe tổng thể của Scott vẫn được đánh giá là tốt, cơ thể ông đã trải qua hàng loạt biến đổi đáng chú ý. Trong môi trường vi trọng lực, cột sống giãn nở khiến ông cao thêm so với trước chuyến bay. Tuy nhiên, giống như nhiều phi hành gia khác, Scott cũng bị suy giảm khối lượng cơ bắp do cơ thể không phải chống chọi với lực hấp dẫn như trên Trái Đất.
Điều gây chú ý nhất lại nằm sâu bên trong các tế bào. Nhiều người từng hiểu lầm rằng chuyến bay đã làm thay đổi ADN của Scott Kelly. Thực tế, bộ gene của ông không biến thành một thứ hoàn toàn khác. Điều thay đổi là cách các gene hoạt động.
Các nhà nghiên cứu phát hiện khoảng 7% biểu hiện gene của Scott vẫn khác biệt ngay cả sau 6 tháng trở về Trái Đất. Điều này đồng nghĩa với việc một số gene vẫn tiếp tục hoạt động theo cách khác trước chuyến bay.
Đáng chú ý hơn, có tới 811 gene chưa trở lại trạng thái ban đầu. Phần lớn trong số này liên quan đến hệ miễn dịch và cơ chế sửa chữa ADN, những hệ thống đóng vai trò sống còn trong việc bảo vệ cơ thể khỏi tổn thương.
Một phát hiện khác còn khiến giới khoa học kinh ngạc hơn. Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra telomere, những đoạn ADN nằm ở đầu nhiễm sắc thể có chức năng bảo vệ vật chất di truyền. Trong nhiều nghiên cứu trước đây, telomere thường ngắn dần theo tuổi tác và được xem là một trong những dấu hiệu của quá trình lão hóa.
Thế nhưng trong thời gian sống ngoài không gian, telomere của Scott Kelly lại dài ra. Hiện tượng này khiến nhiều người liên tưởng đến việc phi hành gia đã "trẻ lâu hơn" khi ở ngoài Trái Đất. Tuy nhiên, các nhà khoa học nhanh chóng cảnh báo rằng ý nghĩa thực sự của phát hiện này vẫn chưa được hiểu rõ. Sau khi trở về, telomere của Scott lại ngắn đi và quay về mức gần giống ban đầu.
Không chỉ tác động đến cấp độ tế bào, môi trường không gian còn ảnh hưởng đến hoạt động của não bộ. Các bài kiểm tra nhận thức cho thấy Scott gặp suy giảm về tốc độ xử lý thông tin cũng như độ chính xác trong một số nhiệm vụ. Đáng chú ý, những thay đổi này vẫn tồn tại sau khi ông trở về Trái Đất thay vì biến mất ngay lập tức.
Những phát hiện đó đang trở nên đặc biệt quan trọng khi nhân loại chuẩn bị bước vào kỷ nguyên khám phá không gian sâu. Một hành trình tới Sao Hỏa có thể kéo dài hơn hai năm. Nếu môi trường không gian thực sự gây ra những thay đổi kéo dài đối với hệ miễn dịch, ADN và chức năng nhận thức, các cơ quan vũ trụ sẽ phải phát triển những biện pháp bảo vệ hiệu quả hơn cho phi hành đoàn.
Từ chế độ dinh dưỡng, tập luyện, hỗ trợ tâm lý cho tới các công nghệ giảm tác động của bức xạ vũ trụ, mọi yếu tố đều có thể trở thành chìa khóa quyết định sự thành công của các sứ mệnh tương lai.
Dẫu vậy, chính NASA cũng thừa nhận rằng đây mới chỉ là bước khởi đầu. Nghiên cứu trên cặp song sinh Kelly là nghiên cứu đầu tiên thuộc loại này và chưa đủ để đưa ra kết luận cho toàn bộ nhân loại.
Cần thêm nhiều nghiên cứu với số lượng phi hành gia lớn hơn để xác định liệu những thay đổi này có phải là phản ứng phổ biến của cơ thể con người trước môi trường không gian hay chỉ là đặc điểm riêng biệt của Scott Kelly.
Tuy nhiên, thí nghiệm đặc biệt ấy đã mang lại một bài học quan trọng: vũ trụ không chỉ thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về vị trí của loài người trong vũ trụ rộng lớn, mà còn có thể âm thầm viết lại cách cơ thể con người vận hành ở cấp độ sâu nhất. Và trước khi đặt những bước chân đầu tiên lên Sao Hỏa, có lẽ điều chúng ta cần hiểu rõ nhất không phải là hành tinh đỏ, mà chính là giới hạn sinh học của bản thân mình.
Tham khảo: BGR
Đức Khương
