Новые исследования о влиянии космических полетов на человеческий мозг: что говорит наука?

Путешествие в космос представляет собой серьезное испытание для человеческого организма. Недавнее исследование команды ученых показало, что после возвращения из космоса мозг изменяет свое положение внутри черепа, смещаясь вверх и назад. Эти изменения оказываются более выраженными у тех, кто проводит в космосе длительное время. Это открытие особенно актуально в свете предстоящих длительных космических миссий, которые планирует NASA в рамках своей программы Artemis.

Почему это важно?

На Земле гравитация постоянно воздействует на жидкости в нашем теле, включая мозг, притягивая их к центру планеты. В условиях космоса эта сила исчезает, что приводит к перераспределению телесных жидкостей, создавая у астронавтов отечность лица. При нормальной гравитации между мозгом, спинномозговой жидкостью и окружающими тканями устанавливается стабильный баланс. Однако в условиях микрогравитации этот баланс нарушается.

Когда гравитация не тянет вниз, мозг «плавает» внутри черепа и подвергается различным силам со стороны окружающих мягких тканей и самого черепа. Ранее проведенные исследования показали, что после космических полетов мозг поднимается внутри черепа. Однако большинство из них фокусировались на усредненных данных, что могло скрывать важные изменения в разных областях мозга.

Методология исследования

В ходе нашего исследования мы проанализировали МРТ снимки мозга 26 астронавтов, проводивших в космосе от нескольких недель до больше года. Мы выровняли череп каждого участника по снимкам до и после полёта, что позволило измерить, как именно мозг сместился относительно черепа.

Мы разделили мозг на более чем 100 участков, отслеживая смещения каждого из них. Такой подход позволил выявить закономерности, которые не были видны при анализе усредненных данных. Мы обнаружили, что мозг постоянно смещался вверх и назад, причем с увеличением времени пребывания в космосе смещения становились значительными. В частности, у астронавтов, находившихся около года на Международной космической станции, некоторые участки, расположенные в верхней части мозга, поднялись более чем на 2 миллиметра — это расстояние, хотя и небольшое, но в ограниченном пространстве черепа имеет важное значение.

Наибольшие изменения наблюдались в участках, отвечающих за движение и сенсорное восприятие. Интересно, что структуры в двух полушариях мозга смещались к срединной линии, но в противоположных направлениях, что объясняет, почему ранее проведенные исследования не фиксировали эти эффекты.

Перспективы исследования

Были также обнаружены интересные наблюдения: большинство смещений и деформаций постепенно возвращались к норме в течение шести месяцев после возвращения на Землю. Однако изменения, связанные с задним смещением, восстанавливались не так быстро — вероятно, из-за того, что гравитация тянет вниз, а не вперед, что может означать, что не все эффекты космических полетов имеют одинаковую продолжительность.

В условиях нового космического этапа, объявленного программой Artemis от NASA, крайне важно понимать, как мозг реагирует на такие условия, чтобы учесть долгосрочные риски и разработать стратегии для их минимизации. Хотя исследования выявили корреляцию между смещениями в области обработки сенсорной информации и изменениями в балансе после полета, у членов экипажа не возникало серьезной симптоматики, такой как головные боли или «мозговой туман».

Это открытие не предполагает, что людям следует избегать космических путешествий. Знание о том, как движется мозг в условиях микрогравитации и как он восстанавливается, помогает ученым глубже понять влияние космоса на физиологию человека. Это знание необходимо для обеспечения более безопасных космических миссий.

Таким образом, новое исследование добавляет важную информацию к нашему пониманию воздействия космической среды на человека и открывает новые горизонты для будущих космических миссий.