Новое исследование показывает влияние длительного космического полета на мозг космонавтов
AstroNews.ru - 05 Мая 2022 14:02:24
Длительный космический полет изменяет заполненные жидкостью пространства вдоль вен и артерий в мозге, согласно новому исследованию Орегонского университета здоровья и науки и ученых со всей страны.
Исследование опубликовано сегодня в журнале Scientific Reports.
"Эти результаты имеют важное значение для дальнейшего освоения космоса", - сказал автор исследования Хуан Пиантино, доктор медицинских наук, доцент кафедры педиатрии (неврологии) медицинского факультета OHSU. "Это также заставляет задуматься о некоторых основных фундаментальных вопросах науки и о том, как развивалась жизнь на Земле".
В ходе исследования были получены изображения мозга 15 астронавтов до и после длительной работы на Международной космической станции.
Исследователи использовали магнитно-резонансную томографию для измерения периваскулярного пространства - пространства вокруг кровеносных сосудов - в мозге астронавтов до их запуска и сразу после их возвращения. Они также провели повторные измерения МРТ через один, три и шесть месяцев после возвращения. Изображения космонавтов сравнивались с изображениями того же периваскулярного пространства в мозге 16 землян.
Сравнивая снимки до и после, они обнаружили увеличение периваскулярных пространств в мозге астронавтов, впервые побывавших в космосе, но не обнаружили различий между астронавтами, которые ранее уже работали на борту космической станции, вращающейся вокруг Земли.
"Опытные астронавты, возможно, достигли некоего гомеостаза", - сказал Пиантино.
Во всех случаях ученые не обнаружили проблем с равновесием или зрительной памятью, которые могли бы свидетельствовать о неврологическом дефиците у астронавтов, несмотря на различия, измеренные в периваскулярных пространствах их мозга.
Сравнивая большую группу астронавтов, это исследование является первым сравнительным анализом важного аспекта здоровья мозга в космосе.
Мозг в космосе
Физиология человека основана на том факте, что жизнь развивалась в течение миллионов лет, будучи привязанной к гравитационному притяжению Земли. В космосе нормальный поток спинномозговой жидкости в головном мозге изменяется под воздействием силы гравитации.
"Мы все приспособились использовать гравитацию в свою пользу", - сказал Пиантино. "Природа не поместила наш мозг в ноги - она поместила его высоко вверх. Если убрать гравитацию из уравнения, как это повлияет на физиологию человека?".
Исследователи решили выяснить это, измерив периваскулярные пространства, через которые в мозг поступает спинномозговая жидкость.
Эти пространства являются неотъемлемой частью естественной системы очищения мозга, которая происходит во время сна. Известная как глимфатическая система, эта сеть, охватывающая весь мозг, очищает его от метаболических белков, которые в противном случае могли бы накапливаться в мозге. По мнению ученых, эта система оптимально работает во время глубокого сна.
Периваскулярные пространства, измеренные в мозге, представляют собой "аппаратное обеспечение" глимфатической системы. Увеличение этих пространств происходит при старении, а также связано с развитием деменции.
Исследователи использовали метод, разработанный в лаборатории соавтора Лизы К. Силберт, доктора медицинских наук, профессора неврологии Школы медицины OHSU, для измерения изменений в периваскулярных пространствах с помощью МРТ-сканирования.
По словам Пиантино, результаты исследования могут оказаться полезными для диагностики и лечения земных заболеваний, связанных со спинномозговой жидкостью, таких как гидроцефалия.
"Эти результаты помогают не только понять фундаментальные изменения, происходящие во время космического полета, но и помочь людям на Земле, страдающим от заболеваний, которые влияют на циркуляцию спинномозговой жидкости", - сказал Пиантино.