Pirmadienis, 3 spalio, 2022
Mokslas

Mokslininkai nustatė, kad kosmonautų smegenys yra „perjungiamos“ kosmose

Mūsų smegenys keičiasi, kai mes senstame ir augame čia, Žemėje. Bet kas nutinka žmogaus smegenims ilgai išbuvus kosmose?

Naujame tyrime, bendradarbiaujant Europos kosmoso agentūrai ir Rusijos kosmoso agentūrai „Roscosmos“, mokslininkai ištyrė, kaip keičiasi kosmonautų smegenys po kelionės į kosmosą ir atgal. Ir jie parodė, kaip smegenys prisitaiko prie skrydžio į kosmosą ir nustatė, kad smegenys yra beveik „perjungtos“ ir įvyksta skysčių poslinkiai ir formos pasikeitimai. Tyrėjai nustatė, kad šie pokyčiai gali trukti mėnesius po to, kai žmogus grįžta į Žemę.

Keisti smegenų pokyčiai, kuriuos pastebėjo komanda, buvo „labai nauji ir labai netikėti“, Space.com sakė tyrimo vadovas Florisas Wuytsas, Belgijos Antverpeno universiteto mokslininkas.

Kaip ištirti smegenis erdvėje


Šiam tyrimui tarptautinė tyrimų grupė ištyrė 12 vyrų kosmonautų smegenis prieš pat ir po jų skrydžio į Tarptautinę kosminę stotį. Jie taip pat stebėjo tų pačių kosmonautų smegenis praėjus septyniems mėnesiams po grįžimo į Žemę. Visi šiame tyrime dalyvavę kosmonautai dalyvavo ilgalaikiuose skrydžiuose, kurie vidutiniškai truko 172 dienas arba šiek tiek daugiau nei penkis su puse mėnesio.

„Iš pradžių mes sutelkėme dėmesį į neuroplastiškumą, kad pamatytume, kaip smegenys prisitaiko prie skrydžio erdvėje“, – sakė Wuyts ir pridūrė, kad komanda taip pat sutelkė dėmesį į kosmonautų smegenų ryšį.

„Jau buvo atlikta [astronautų smegenų] struktūrinė analizė, bet dar nėra ryšio tyrimų“, – sakė Wuyts. „Naudodamiesi šiuo dokumentu [apie] ryšį, mes pagaliau pateikiame atsakymus dėl šio neuroplastiškumo.“

Norėdami tai padaryti, komanda naudojo smegenų vaizdavimo metodą, vadinamą pluošto traktografija, 3D rekonstrukcijos techniką, kuri naudoja difuzijos MRT (magnetinio rezonanso tomografijos) arba dMRI skenavimo duomenis, kad ištirtų smegenų struktūrą ir ryšį.

„Skaidulinė traktografija suteikia tam tikrą smegenų laidų schemą. Mūsų tyrimas yra pirmasis, kuris panaudojo šį specifinį metodą smegenų struktūros pokyčiams aptikti po skrydžio į kosmosą“, – sakė Wuyts el. paštu išsiųstame pranešime.

MRT duomenys gali daug pasakyti tyrėjams apie tiriamojo smegenis, paaiškino Wuyts.

„MRT tiria struktūrą pilkosios medžiagos (kaip mikroprocesorių kompiuteryje) ir baltosios medžiagos (kompiuterio pagrindinės plokštės jungtys tarp visų apdorojimo blokų) lygiu. MRT taip pat nagrinėja smegenų skystį. , vadinamas smegenų skysčiu (CSF),“ – Space.com pasakojo Wuyts.

Kokie pokyčiai smegenyse?


„Atrodo, kad po skrydžio į kosmosą šios struktūros pasikeitė, daugiausia dėl deformacijų, kurias sukelia erdvėje vykstantis skysčio poslinkis“, – sakė Wuyts. Įdomu tai, kad komanda taip pat nustatė pilkosios ir baltosios medžiagos padidėjimą. Smegenyse baltoji medžiaga palengvina ryšį tarp pilkosios medžiagos smegenyse ir tarp pilkosios medžiagos bei likusio kūno.

Be šio skysčių poslinkio, komanda pastebėjo formos pokyčius smegenyse, ypač corpus callosum, kuris yra didelis nervinių skaidulų pluoštas, kurį Wuyts apibūdino kaip „centrinį greitkelį, jungiantį abu smegenų pusrutulius“.

Anksčiau buvo manoma, kad skrydis į kosmosą gali sukelti struktūrinius pokyčius pačiame korpuso kūne. Tačiau komanda nustatė, kad šalia esantys skilveliai iš tikrųjų išsiplečia, todėl šio regiono nervinis audinys pasislenka aplink korpusą ir keičia jo formą, paaiškino Wuyts. Smegenų skilveliai yra kišenės, kurios gamina ir kaupia CSF – skystį, kuris supa smegenis ir nugaros smegenis.

Tyrėjai taip pat „rado pakitimų neuroniniuose jungtyse tarp kelių motorinių smegenų sričių“, – teigė pagrindinis autorius Andrejus Dorošinas, Drexel universiteto Pensilvanijoje mokslininkas. „Motorinės sritys yra smegenų centrai, kuriuose inicijuojamos judesių komandos. Esant nesvarumui, astronautas turi drastiškai pritaikyti savo judėjimo strategijas, palyginti su Žeme. Mūsų tyrimas rodo, kad jų smegenys yra perjungtos, taip sakant.“

„Iš ankstesnių tyrimų žinome, kad šios motorinės zonos rodo prisitaikymo po skrydžio į kosmosą požymių. Dabar turime pirmuosius požymius, kad tai atsispindi ir ryšių tarp tų regionų lygmenyje“, – pridūrė Wuyts pareiškime.

Tačiau šie pokyčiai buvo pastebėti ne tik iš karto po to, kai kosmonautai grįžo į Žemę. Atlikdama tiriamųjų smegenų skenavimą praėjus septyniems mėnesiams po nusileidimo, komanda nustatė, kad šie pokyčiai vis dar egzistuoja.

Ką galima padaryti?


Šis tyrimas yra dalis vis daugiau tyrimų, kuriuose tiksliai tiriama, kaip skrydžiai į kosmosą, ypač ilgalaikės kelionės į kosmosą, veikia žmogaus kūną. Tai dar ne mūsų supratimo šia tema pabaiga, tačiau ji atskleidžia naujų įžvalgų apie tai, kaip gali būti paveiktos smegenys, informaciją, kurią mokslininkai gali panaudoti, kad geriau apsaugotų žmones, keliaujančius į kosmosą.

„Mūsų tyrimai rodo, kad turėtume imtis atsakomųjų priemonių, kad įsitikintume, jog smegenų skysčių poslinkiai ir formos pokyčiai yra riboti“, – Space.com sakė Wuyts.

Wuytsas pridūrė, kad viena priemonė, galinti sumažinti šį poveikį, būtų dirbtinė gravitacija. Dirbtinė gravitacija teoriškai yra sukurta inercinės jėgos, kad atkartotų gravitacijos jausmą, kaip, pavyzdžiui, mes jį patiriame čia, Žemėje. Pastaraisiais metais mokslininkai pradėjo įgyvendinti šią koncepciją, kuri yra nusidėvėjusi mokslinės fantastikos dalis.

„Dirbtinės gravitacijos naudojimas kosminėje stotyje arba [raketos] į Marsą greičiausiai išspręs skysčių poslinkio problemą. Besisukanti spurga, kaip Stanley Kubricko filme „Kosminė odisėja 2001″, yra puikus pavyzdys, kas būtų idealu. Tačiau tai sudėtinga suvokti. Vis dėlto tai gali būti teisingas kelias. Ateities tyrimai parodys“, – sakė Wuyts.

Siųskite el. laišką Chelsea Gohd adresu cgohd@space.com arba sekite ją Twitter @chelsea_gohd. Sekite mus Twitter @Spacedotcom ir Facebook.

Palikti atsakymą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.