Исследование: Влияние космических полетов на мозг человека

Космические миссии сильно влияют на человеческий организм, и новое исследование группы ученых из Университета Флориды выявило значительные изменения в мозге астронавтов после возвращения с орбиты. В ходе исследования выяснилось, что мозг смещается и деформируется внутри черепа, особенно у тех, кто проводит длительное время в условиях микрогравитации. Эти результаты становятся особенно актуальными в свете планов NASA по увеличению продолжительности космических экспедиций и росту числа туристических полетов в космос.

Почему это важно

На Земле силу тяжести испытывают все жидкости в организме и мозгу – они постоянно стремятся к центру планеты. В условиях микрогравитации эта сила исчезает, и жидкости смещаются к голове, что приводит к отечности лица у астронавтов. При нормальной гравитации мозг, спинномозговая жидкость и окружающие его ткани находятся в стабильном равновесии; однако в отсутствие гравитации это равновесие нарушается.

Как ранее показали научные исследования, после полета в космос мозг оказывается выше в черепе. Однако большинство из них сосредоточились на общей картине, что могло скрыть важные изменения в отдельных областях мозга. Поэтому ученые решили провести более детальное исследование.

Методология исследования

В исследовании были проанализированы МРТ снимки 26 астронавтов, проведших разное время в космосе — от нескольких недель до более года. Ученые выровняли черепа каждого из участников исследования по снимкам до и после полета, что позволило измерить, насколько смещается мозг в сравнении с черепом. Каждый мозг был разделен на более чем 100 областей, и отслеживалось смещение каждой из них, что позволило выявить паттерны, которые могли быть упущены при анализе в целом.

Результаты показали, что мозг систематически смещается вверх и назад по сравнению с начальным состоянием. У астронавтов, проводивших около года на Международной космической станции, некоторые зоны мозга сместились более чем на 2 миллиметра, тогда как в других областях движений практически не наблюдалось. Это может показаться небольшим расстоянием, но внутри ограниченного пространства черепа оно имеет важное значение.

Наиболее значительное смещение наблюдалось в областях, связанных с движением и ощущениями. Условия микрогравитации также вызвали противоположные смещения стерео структур обеих полушарий мозга, что отменяло эти изменения в общем анализе.

Долгосрочные последствия и риски

По итогам исследования выяснили, что большинство смещений постепенно возвращаются к норме в течение шести месяцев после возвращения на Землю. Однако смещения назад восстанавливаются медленнее, вероятно, из-за того, что гравитация направлена вниз, а не вперед, что может приводить к долгосрочным эффектам.

С учетом того, что NASA планирует подарить человечеству новые вершинные достижения с помощью программы Artemis, понимание реакции мозга на космические условия поможет разработать эффективные меры безопасности и оценки долгосрочных рисков для астронавтов.

Несмотря на обнаруженные сдвиги в расположении мозговых структур, космическим путешествиям не стоит угрожать. Группа астронавтов не сообщала о серьезных симптомах, таких как головные боли или забывчивость, которые могли бы свидетельствовать о негативных воздействия на здоровье. Существование этих данных не указывает на непосредственные риски здоровья, но позволяет ученым глубже понять воздействие микрогравитации на физиологию человека. Эти знания помогут космическим агентствам разрабатывать более безопасные миссии.

Источники:
— Rachael Seidler, University of Florida
— Tianyi (Erik) Wang, University of Florida

Учитывая рост интереса к космическим путешествиям, данные исследования могут сыграть ключевую роль в формировании будущих подходов к изучению человеческого организма в условиях космоса и разработке программ психофизиологической адаптации для астронавтов.