Космические полеты оказывают серьезное воздействие на организм астронавтов, вызывая потерю мышечной массы, снижение плотности костей и нарушение водно-солевого баланса. Теперь, согласно новому исследованию, к этим эффектам следует добавить и еще один — изменения структуры мозга под действием микрогравитации.
На Земле гравитация обеспечивает стабильное расположение мозга, а спинномозговая жидкость выполняет защитную функцию. При отсутствии постоянного земного тяготения мозг смещается вверх, однако нынешнее исследование выявило, что при этом происходит не просто перемещение, но и деформация — мозг растягивается и сжимается в различных участках.
Группа ученых во главе с Рэйчел Зайдлер из Университета Флориды проанализировала МРТ-сканы 26 астронавтов до и после полетов на МКС, а также данные 24 добровольцев, принимавших участие в аналогичном эксперименте с длительным лежачим режимом под наклоном головой вниз в течение 60 дней. Такой метод моделирует распределение жидкостей в теле в условиях невесомости, когда внутренние органы сдвигаются к черепу.
Выявлены отличия между двумя группами: хотя изменения мозга наблюдались в обоих случаях, у астронавтов они были более выражены. Мозг у них смещался вверх значительно сильнее, особенно у тех, кто проводил в космосе больше времени. У некоторых астронавтов во время годичных миссий наблюдалось смещение моторной коры — зоны, ответственной за управление двигательными действиями — примерно на 2,5 мм.
При этом деформации происходят неравномерно: в верхних и задних отделах мозг сдавливается, тогда как другие области растягиваются. Подобные изменения связаны с нарушением координации и чувства равновесия. Пациенты с наиболее выраженными смещениями мозга демонстрировали наибольшие затруднения в восстановлении стабильности после возвращения на родную планету.
Понимание этих изменений жизненно важно для будущих космических экспедиций, как подчеркивают авторы исследования в своей статье.
«Мы выявили комплексные сдвиги в положении мозга внутри черепа, как после космического полета, так и в условиях, имитирующих его. Эти данные имеют первостепенное значение для того, чтобы понять, как космический полет воздействует на мозг и поведение человека», — отмечают исследователи.
Несмотря на то, что мозг обычно восстанавливается спустя несколько месяцев после возвращения на Землю, ученым требуется дополнительная информация для обеспечения безопасности длительных космических миссий, например, полета на Марс.
Результаты работы опубликованы в журнале PNAS.
