Мозг космонавтов меняется в длительном космическом полете: исследование выяснило, как организм адаптируется к необычной среде

Мозг меняется и адаптируется как по структуре, так и по функциям на протяжении всей нашей жизни, но это новое исследование показало, что последствия космического полета могут вызвать свои собственные изменения.

Исследовали мозг астронавтов до и после того, как они провели месяцы на орбите. Спустя 7 месяцев исследователи также исследовали белое вещество головного мозга. Мозг меняется и адаптируется как по структуре, так и по функциям на протяжении всей нашей жизни, но новое исследование показало, что последствия космического полета могут вызвать свои собственные изменения.

Результаты показывают значительные изменения в нескольких отделах белого вещества головного мозга. Например, сенсомоторные пути, отвечающие за сенсорную, моторную и обрабатывающую.

Согласно новому исследованию, мозг астронавтов «перестраивается» во время длительного космического полета, чтобы помочь им адаптироваться к необычной среде, пишет dailymail.co.uk.

Международная группа под руководством Антверпенского университета в Бельгии изучала мозг российских космонавтов, которые находились в космосе в среднем 172 дня.

Мозг меняется и адаптируется как по структуре, так и по функциям на протяжении всей нашей жизни, но это новое исследование показало, что последствия космического полета могут вызвать свои собственные изменения.

Результаты показывают значительные микроструктурные изменения в нескольких трактах белого вещества, таких как сенсомоторные тракты, отвечающие за чувствительность, моторику и обработку.

Исследование, финансируемое Европейским космическим агентством и Роскомосом, станет основой для будущих исследований полного спектра изменений мозга во время космических путешествий. Имена космонавтов, участвовавших в исследовании, исследователями не называются.

По словам ученых, по мере того, как люди в космосе выходят на новые горизонты, например, проводят больше времени на низкой околоземной орбите, а также путешествуют на Луну и обратно на Марс, понимание влияния космических полетов на человеческий мозг имеет решающее значение.

Предыдущие исследования показали, что космический полет может изменить как форму, так и функцию мозга взрослого человека.

Ведущий автор, доктор Флорис Вуйтс и его коллеги, исследовали структурные изменения в мозге после космического полета на уровне путей белого вещества глубокого мозга. Это часть мозга, отвечающая за связь между серым веществом и телом, а также между различными областями серого вещества. Короче говоря, белое вещество — это канал связи мозга, а серое вещество — место, где происходит обработка информации.

Чтобы изучить структуру и функции мозга после космического полета, исследователи использовали технику визуализации мозга, называемую трактографией волокон.

«Трактография волокон дает своего рода проводную схему мозга. Наше исследование — первое, в котором используется этот специфический метод для обнаружения изменений в структуре мозга после космического полета», — пояснил доктор Вуйтс.

КОГДА ЛЮДИ ПОСЕТЯТ МАРС?

На протяжении десятилетий люди стремились ступить на Марс.

Каждому поколению астронавтов НАСА после высадки на Луну Аполлона говорили, что они могут быть первыми, кто ступит на Красную планету.

Поколение Артемиды, выбранное для полета на Луну в этом десятилетии, является первым, где это вполне может иметь место.

НАСА планирует высадить первых людей на Марс к середине 2030-х годов, что соответствует сроку, установленному Китаем.

SpaceX Илона Маска имеет более амбициозные планы, надеясь отправить звездолет с экипажем для постройки базы на Марсе к концу этого десятилетия.

Вуйтс и его команда получили диффузионные МРТ-сканы (dMRI) 12 мужчин-космонавтов до и сразу после их космических полетов. Они также сделали восемь последующих сканирований через семь месяцев после космического полета.

Все космонавты, отправленные в космос российским космическим агентством «Роскосмос», участвовали в длительных полетах средней продолжительностью 172 дня.

Исследователи нашли подтверждение концепции «наученного мозга», которая представляет собой уровень нейропластичности, который мозг должен адаптировать к космическим полетам.

«Мы обнаружили изменения в нейронных связях между несколькими двигательными областями мозга», — сказал первый автор Андрей Дорошин из Университета Дрекселя.

«Моторные области — это мозговые центры, в которых инициируются команды для движений. В невесомости космонавту необходимо радикально адаптировать свои стратегии движения по сравнению с Землей.

«Наше исследование показывает, что их мозг, так сказать, перепрограммирован».

Последующее сканирование через семь месяцев после их возвращения на Землю показало, что изменения, произошедшие после космического полета, все еще видны в мозгу.

«Из предыдущих исследований мы знаем, что эти двигательные области демонстрируют признаки адаптации после космического полета. Теперь у нас есть первые признаки того, что это также отражается на уровне связей между этими регионами», — сказал доктор Вуйтс.

Авторы также нашли объяснение анатомическим сдвигам мозга, наблюдаемым после космического полета.

«Первоначально мы думали, что обнаружили изменения в мозолистом теле, которое является центральной магистралью, соединяющей оба полушария мозга», — объяснил доктор Вуйтс.

Мозолистое тело граничит с желудочками мозга, сообщающейся сетью камер, заполненных жидкостью, которые расширяются из-за космического полета.

«Структурные изменения, которые мы первоначально обнаружили в мозолистом теле, на самом деле вызваны расширением желудочков, которое вызывает анатомические сдвиги прилегающей нервной ткани», — сказал доктор Вуйтс.

«Там, где изначально считалось, что в мозгу есть реальные структурные изменения, мы наблюдаем только изменения формы. Это помещает выводы в другую перспективу».

По его словам, исследование иллюстрирует необходимость понимания того, как космический полет влияет на наш организм, в частности, посредством долгосрочных исследований воздействия на человеческий мозг.

В настоящее время существуют контрмеры против потери мышечной массы и костей, такие как физические упражнения не менее двух часов в день. Будущие исследования могут предоставить доказательства того, что контрмеры необходимы для мозга.

«Эти находки дают нам дополнительные кусочки всей головоломки. Поскольку это исследование настолько новаторское, мы еще не знаем, как будет выглядеть вся загадка.

«Эти результаты способствуют нашему общему пониманию того, что происходит в мозгу космических путешественников.

«Очень важно поддерживать это направление исследований, изучая изменения мозга, вызванные космическим полетом, с разных точек зрения и с использованием разных методов», — сказал доктор Вуйтс.

Результаты были опубликованы в журнале Frontiers in Neural Circuits .

Путешествие на Марс может ускорить процесс старения, опасаются ученые, поскольку они начинают исследование этого явления, тестируя первый полностью гражданский экипаж, который полетит на Международную космическую станцию.

По словам ученых, люди, совершившие 40-миллионное путешествие на Марс, могут стареть быстрее, чем оставшиеся на Земле, считают ученые, которые ищут способ остановить это.

Эксперты из клиники Мэйо в Рочестере, штат Миннесота , изучат первый полностью гражданский экипаж, который посетит Международную космическую станцию ​​в следующем месяце, до и после их полета.

Они ищут ранние признаки старения — процесса, при котором клетка стареет и перестает делиться, но не умирает, накапливаясь в тканях по всему телу.

Хотя 10-дневная прогулка экипажа на Международную космическую станцию ​​не будет представлять серьезной угрозы старения, есть надежда, что обнаружение ранних признаков может помочь в более длительных поездках.

Axiom Mission 1 отправит бывшего астронавта НАСА и вице-президента Axiom Майкла Лопеса-Алегриа в космос в качестве командира вместе с тремя другими.

Это американский предприниматель и некоммерческий активист-инвестор Ларри Коннор в качестве пилота, канадский инвестор и филантроп Марк Пати, а также влиятельный инвестор и филантроп Эйтан Стиббе из Израиля.

Команда клиники Мэйо возьмет образцы крови и мочи у четырех членов гражданской команды и выявит признаки старения.

Цель состоит в том, чтобы выяснить, связаны ли обычные космические полеты со старением клеток, и если да, то это потребует дальнейшего вмешательства, прежде чем кто-либо отправится на Марс.

МКС находится в поясе Ван Аллена, защитном магнитном пузыре, окружающем Землю, который снижает воздействие солнечной радиации.

Это означает, что путешественники на МКС должны быть защищены от наихудших последствий космического полета, в отличие от экипажа, отправляющегося на Марс. «Этот полет даст нам представление о том, связаны ли обычные космические полеты, даже не выходя за пределы пояса Ван Аллена, со старением клеток», — сказал доктор Киркланд.
Добавьте новости «Курьер.Среда» в избранное ⭐ – и Google будет показывать их выше остальных.

Партнерские материалы