Новое исследование, опубликованное в Frontiers in Neural Circuits , является первым исследованием, в котором анализируются структурные изменения связности, которые происходят в мозге после длительного космического полета. Результаты показывают значительные микроструктурные изменения в некоторых трактах белого вещества, таких как сенсомоторные тракты. Исследование может стать основой для будущих исследований полного спектра изменений мозга во время освоения космоса человеком.
Наш мозг может изменяться и адаптироваться по структуре и функционированию на протяжении всей нашей жизни. По мере того, как люди в космосе выходят на новые горизонты, 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.
В рамках совместного проекта Европейского космического агентства (ЕКА) и «Роскосмоса» группа международных исследователей под руководством доктора Флориса Вуйтса из Университета Антверпена изучает мозг людей, путешествующих в космос.
Вуйтс и его коллеги впервые исследовали структурные изменения в мозге после космического полета на уровне трактов белого вещества глубокого мозга.
Белое вещество относится к частям мозга, которые отвечают 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.
Обученный мозг
Чтобы изучить структуру и функции мозга после космического полета, исследователи использовали технику визуализации мозга, называемую трактографией волокон.
«Трактография волокон дает своего рода схему проводки мозга. Наше исследование является первым, в котором используется этот специфический метод для обнаружения изменений в структуре мозга после космического полета», — пояснил Вуйтс.
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 участвовали в длительных полетах средней продолжительностью 172 дня.
Исследователи нашли подтверждение концепции «наученного мозга»; Другими словами, уровень нейропластичности мозга должен адаптироваться к космическому полету. «Мы обнаружили изменения в нейронных связях между несколькими двигательными областями мозга», — сказал первый автор, доктор Андрей Дорошин из Университета Дрекселя. «Моторные области — это мозговые центры, где инициируются команды для движений. В невесомости астронавту необходимо радикально адаптировать свои стратегии движения по сравнению с Землей. Наше исследование показывает, что их мозг, так сказать, перестраивается».
Последующие сканирования показали, что после семи месяцев возвращения на Землю эти изменения все еще были видны.
«Из предыдущих исследований мы знаем, что эти двигательные области проявляют признаки адаптации после космического полета. Теперь у нас есть первое указание на то, что это также отражается на уровне связей между этими областями», — продолжил Вуйтс.
Авторы также находят 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 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 в прилегающей нервной ткани», — сказал Вуйтс. «Там, где изначально считалось, что в мозгу есть реальные структурные изменения, мы наблюдаем только изменения формы. Это ставит результаты в другую точку зрения ».
Будущее космических исследований
Исследование иллюстрирует необходимость понимания того, как космический полет влияет на наше тело, 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 результаты дают нам дополнительные части всей головоломки. Поскольку это исследование настолько новаторское, мы еще не знаем, как будет выглядеть вся головоломка. Эти результаты способствуют нашему общему пониманию того, что происходит в мозгу космических путешественников». Крайне важно поддерживать это направление исследований, изучая изменения мозга , вызванные космическим полетом , с разных точек зрения и с использованием разных методов», — заключил Вуйтс.
Теги: мкс, МРТ
