Космічні польоти зміщують мозок астронавтів всередині черепа

Космічні польоти змінюють не лише світогляд астронавтів, а й фізичне розташування їхнього мозку всередині черепа. Про це свідчать результати нового дослідження, опублікованого 12 січня групою вчених з Массачусетського технологічного інституту.

Рейчел Зайдлер та її колеги провели магнітно-резонансне сканування мозку 26 астронавтів та 24 учасників контрольної групи, щоб визначити, які саме впливи має тривалий космічний політ на один з найважливіших органів людського тіла. Дослідження виявило послідовну закономірність зміщення мозку назад і вгору, а також його обертання вгору після перебування в умовах мікрогравітації. Деякі позиційні зміни залишалися помітними навіть через кілька місяців після повернення астронавтів на Землю.

Вчені давно відстежують вплив космічних польотів на людський організм, проте точні механізми впливу мікрогравітації на анатомію мозку залишаються предметом активних досліджень. У цьому дослідженні проаналізовано дані 15 астронавтів, які надали знімки магнітно-резонансної томографії до та після своїх місій у космос. Ці дані було поєднано з інформацією від ще 11 астронавтів та двох десятків учасників тривалого експерименту з ліжковим режимом у положенні з нахиленою вниз головою, який імітує умови мікрогравітації.

Замість відстеження руху всього мозку дослідники розділили його на 130 окремих ділянок і вивчили кожну індивідуально. Регіональний аналіз показав, що багато областей зазнали значного зміщення вздовж двох просторових осей, що вказує на широке переміщення, а не на локалізований ефект.

У всіх учасників дослідження мозок мав тенденцію зміщуватися назад і вгору, а також обертатися, що свідчить про вимірювану зміну положення мозку всередині черепа під впливом мікрогравітації. Набір даних включав учасників з різною тривалістю перебування в космосі, від коротких місій до тривалих польотів, розділених на групи з приблизною тривалістю місій два тижні, шість місяців та один рік. Дослідження виявило значні позиційні зміщення у великих частинах мозку, причому деякі переміщення сягали 2,52 міліметра у суб'єктів з найбільшим часом перебування в космосі.

Порівнюючи астронавтів з учасниками експерименту з ліжковим режимом, дослідники виявили рух у загалом подібних напрямках, але з ключовими відмінностями. Астронавти демонстрували сильніший рух вгору, тоді як учасники ліжкового режиму показували сильнішу складову руху назад. Крім того, лише частина змін форми мозку, виявлених після космічного польоту, була присутня в групі ліжкового режиму. Точні механізми впливу космічних польотів на окремі ділянки мозку залишаються незрозумілими.

Автори зазначають, що порівняння допомагає з'ясувати, що саме мікрогравітація робить з анатомією мозку, і підкреслює обмеження сучасних методів симуляції.

Дослідження також перевірило, чи корелюють зміни в певних ділянках мозку з відмінностями у виконанні завдань астронавтами після повернення на Землю. Одна з функцій, яка не відновлюється відразу після повернення з космосу, це відчуття напрямку внутрішнього вуха, що призводить до проблем з рівновагою у багатьох астронавтів. Дослідники виявили, що зміщення, яке впливає на сенсорні ділянки мозку, корелювало з більшим погіршенням рівноваги астронавтів після космічного польоту.

Хоча астронавти зазвичай відновлюють рівновагу протягом тижня або близько того після повернення, фізичні зміщення в їхньому мозку зберігалися до шести місяців після космічного польоту. Це підкреслює, як зазначається в дослідженні, тривалі наслідки космічних польотів для нейроанатомії.

Вчені визнають, що їхня робота стикається з обмеженнями, типовими для досліджень космічних польотів, включаючи обмежені розміри вибірок та жорсткі графіки візуалізації. Вони рекомендують майбутні дослідження з більшими екіпажами астронавтів та широким діапазоном тривалості місій, щоб краще зрозуміти, як швидко можуть розпочатися зміщення мозку, як вони розвиваються і як це впливає на відновлення після повернення на Землю.