科普丨宇航员进入微重力环境后，眼睛会发生什么变化？

北京时间6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。

人类对太空的探索随载人航天事业的发展已取得许多成果，但太空环境复杂，宇航员在航天飞行时需面临各种不同于地面正常环境的因素影响。这些异常环境因素中唯有微重力难以屏蔽，对宇航员带来持续影响。

那么你知道宇航员进入微重力环境后，眼睛会有什么变化吗？

微重力环境可引起全身各系统的改变，其对脑功能的影响已有相关研究。视功能作为脑功能的延伸，在微重力环境下也会出现相应的改变。这些改变若得不到及时干预或治疗，将导致宇航员出现长期或永久的视力损害，不仅影响飞行任务的执行，还威胁宇航员的人身安全。

据2012年美国国家航空航天局（NationalAeronautics and Space Administration，NASA）公开的资料显示，对7名完成6个月太空飞行任务的宇航员行眼部检查（具体眼部改变见下表1）发现，尽管部分宇航员仅有视力改变，但仍有宇航员发生如视盘水肿等其他眼部改变。

视神经鞘扩张和视盘水肿

微重力环境导致宇航员出现一定比例的视神经鞘扩张和视盘水肿。

目前确切机制不明，有假说认为，宇航员进入太空后，重力的减少使得积聚在人体下肢的血液头向转移，由于头部和眼部的静脉血管内既无静脉泵，也无静脉瓣，头面部血流难以回流，故在此积聚大量血液。头颈部静脉血液瘀滞的状态可能导致脑脊液引流入静脉系统功能障碍和脑静脉充血，二者均可导致颅内压升高，继而引起视盘水肿。

脉络膜皱褶

Nelson等报道，部分执行长期飞行任务的宇航员可出现脉络膜皱褶。正常重力环境下，脉络膜皱褶可以特发，也可与视盘水肿、眼球后极部扁平样形变、颅内压升高等病理改变同时出现，其病因和发生机制尚存争议。

视网膜棉絮斑

有学者推测宇航员进入太空后出现棉絮斑是由于微重力环境引起眶内脑脊液分布不均，引起脑脊液生化改变，对视神经产生代谢毒性， 使视网膜前小动脉关闭，形成棉絮斑。

眼压改变

德国科学家最先发现宇航员进入太空44 min后，眼内压较基线升高20%～25%。后有学者报道，宇航员进入太空数分钟后眼内压即可升高，且这种升高的状态可持续数小时，甚至数天。

但眼内压升高仅出现在宇航员进入太空的早期阶段，随飞行时长的累积，眼内压逐渐回落， 返回地球后，宇航员眼内压可下降至基线水平甚至达基线水平以下。

视觉追踪能力下降

微重力环境一旦影响视觉通路的正常信息传入，将导致宇航员视觉空间能力下降，出现空间运动病，典型表现为视觉追踪能力下降。

Manzey等和Bock等的研究发现，宇航员在短期航天飞行初期，视觉追踪任务的失败率和按键反应测验的失败率显著高出飞行前。

这种视觉追踪能力的下降不仅出现在短期航天飞行中，还出现在长期航天飞行中，且多出现在飞行早期，3～5 d内便可通过环境适应恢复正常水平。

视力改变

Mader等报道，在执行飞行任务6 个月的7名宇航员中，6人出现近视力的减退，5人出现不同程度（0.50～1.75 D） 的远视漂移，且这5 名宇航员的眼眶MRI均呈现眼球后部变扁。

同期一项宇航员视力情况的调查问卷显示，23%短期处于微重力环境和50%长期处于微重力环境的宇航员均有不同程度的近视力下降。

尽管大多数宇航员视力下降在一段时间后可自行恢复，或通过矫正达到1.0 的视力，但仍有宇航员存在视力下降不恢复并持续多年的情况。

航天飞行相关神经眼科综合征

2012 年，NASA 将宇航员进入太空后出现的上述眼部改变定义为视觉障碍颅内压综合征，强调颅内压升高是导致这些眼部改变的主要原因。

进一步研究发现，进入太空后宇航员出现部分眼部改变与神经系统改变、生化改变及淋巴、静脉系统循环障碍相关。Lee等提出，航天飞行相关神经眼科综合征比视觉障碍颅内压综合征更能恰当描述宇航员进入太空后出现的上述眼部改变。

注：本文摘自：张晨晨, 李佳, 牛灵芝, 等. 微重力环境引起宇航员眼部改变及其机制的研究进展. 中华眼视光学与视觉科学杂志, 2020, 22(1): 72-77. 文章所有权归原作者所有。