宇航員帶著持久的大腦變化返回地球

在微重力的無重環(huán)境中度過一段時間，可能會帶來一些影響戲劇效果在人體但科學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)了一個新理論，可能有助于解釋為什么一些宇航員在返回地球后難以適應(yīng)。

宇航員在太空短短幾周后，大腦結(jié)構(gòu)就能發(fā)生可測量的變化。對于較長的太空旅行，這些變化可能持續(xù)至少六個月。

這些變化很微妙——最多只有幾毫米——但它們似乎在與平衡、本體感覺和感覺運動控制相關(guān)的大腦區(qū)域中最為強烈地持續(xù)存在，這可能是一些宇航員長期努力在地球引力下恢復(fù)平衡的原因。

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“我們展示了太空飛行和模擬環(huán)境后顱腔內(nèi)大腦位置的全面變化，”由生理學(xué)家瑞秋·賽德勒領(lǐng)導(dǎo)的團隊寫道佛羅里達大學(xué)的。

“這些發(fā)現(xiàn)對于理解太空飛行對人類大腦和行為的影響至關(guān)重要。”

宇航員在太空中待時，組織往往會大幅移動。沒有重力的調(diào)節(jié)作用，體內(nèi)的液體開始更均勻地重新分布。

這本身并不特別有問題，但它確實改變了大腦在顱骨內(nèi)的位置。以往的研究顯示宇航員大腦的質(zhì)心在太空飛行后頭骨內(nèi)向上移動，這與太空飛行前的測量相比。

這并不是里面可能有點奇怪的唯一線索。一個2015年關(guān)于被限制在傾斜床上的人們的研究他們頭部朝下——這是一種基于地球的研究技術(shù)，旨在模擬微重力體的再分布效應(yīng)——還發(fā)現(xiàn)不僅重心發(fā)生變化，大腦某些區(qū)域的體積也發(fā)生了變化。

賽德勒和她的同事們希望借鑒這些線索，明確量化宇航員在太空中時大腦發(fā)生了什么變化。

他們的研究涉及26名宇航員——其中15人在航天前后有意測量了大腦，11名宇航員的航天前后腦部測量被納入先前發(fā)表的論文中。

他們的分析包括歐洲航天局進行的一項為期60天的床傾研究中24名參與者的大腦測量。

他們的詳細測量顯示，在太空飛行過程中，大腦在顱骨內(nèi)會向上和向后移動，同時還會稍微向后傾斜，這種微小而微妙的滾動與以往研究的結(jié)果一致。

然而，大腦在其他方面也發(fā)生了變化;不是均勻分布，而是不同區(qū)域朝不同方向變化，這種變化無法歸因于整個大腦的運動。

這表明大腦的形狀本身會發(fā)生變化。最顯著的轉(zhuǎn)變出現(xiàn)在較長的太空飛行中——在太空中待了一年的宇航員大腦變化可達兩到三毫米。

這一觀點得到了床傾研究的數(shù)據(jù)支持，該研究還顯示腦室——大腦中充滿液體的口袋——在微重力和類似微重力下也會向上移動，強烈暗示液體重新分布與這些變化有關(guān)。

這些都與性格、智力或認知的變化無關(guān)。相反，最大的變化似乎影響的是參與大腦追蹤身體位置和空間運動功能的腦區(qū)。

最大的變化發(fā)生在后島葉，即大腦中過程平衡.研究人員發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)最強烈的轉(zhuǎn)變與回到地球后更糟的平衡.宇航員經(jīng)常報告在穩(wěn)定性方面遇到困難好幾天自幾周著陸后，感覺運動的細微恢復(fù)持續(xù)了幾個月。

如果大腦形狀的變化在宇航員康復(fù)中起作用，這些信息將有助于科學(xué)家設(shè)計更好的程序，將他們的身體恢復(fù)到地球模式。

“這項工作推動了我們對微重力下神經(jīng)解剖變化的理解，并為開發(fā)干預(yù)措施和優(yōu)化飛行后恢復(fù)策略提供了定量目標(biāo)，以保障宇航員在未來太空探索中的健康。”研究人員寫道.

“這些與太空飛行相關(guān)的腦部位移和畸形對健康和人體表現(xiàn)的影響需要進一步研究，以為更安全的人類太空探索鋪平道路?！?/p>

這些發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊.

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