Структура мозга космонавтов изменяется после полёта в космос

Во время космического полёта у людей происходит серьёзная сенсомоторная адаптация из-за изменения поступающих сигналов от вестибулярного аппарата. Так, недавно было сообщено о структурных изменениях зрительного нерва из-за повышенного внутричерепного давления, возникающего в условиях невесомости. Однако, существует очень мало исследований, которые бы оценивали влияние космического полёта на структуру человеческого мозга.

Рис. 1 Синим цветом показаны области мозга, где объём серого вещества уменьшен, что, вероятно, отражает смещение цереброспинальной жидкости. Оранжевый показывает те области мозга, где серое вещество увеличено в объемах, т.е. в областях, которые контролируют движения в нижних конечностях.

В новом исследовании американские учёные ретроспективно оценили T2-взвешанные МРТ снимки 27 космонавтов: 13 из них были членами экипажа шаттлов и находились в космосе 2 недели, а 14 других космонавтов находились в космосе около 6 месяцев и были членами экипажа на МКС. В итоге учёные обнаружили значительное уменьшение объёмов серого вещества в височных и лобных областях, а также вокруг орбит. Однако было также обнаружено и увеличение объёмов серого вещества в первичной медиальной сенсомоторной и моторной коре, т.е. в зонах мозга, которые контролируют движения нижних конечностей и участвуют в обработке сенсорной информации, поступающей от них (Рис. 1).

Описанные выше структурные изменения, как отмечает профессор кинезологии и психологии Мичиганского университета Rachael Seidler, могут быть связаны с перераспределением спинномозговой жидкости в космосе, т.к. гравитация не позволяет перемещаться жидкостям в организме в обычном режиме, что может привести к смещению положения мозга или его сжатию.

Также обнаружено, что данные изменения наблюдались более выражено у членов экипажей МКС, которые находились в космосе около 6 месяцев, нежели у космонавтов, которые прибывали в космосе 2 недели. “Представленные данные – это яркий пример нейропластичности головного мозга, потому что космонавты находились в условиях микрогравитации 24 часа в сутки” – заявили авторы работы (Рис. 2).

Рис. 2 Данный рисунок показывает дозозависимый эффект нахождения в космосе: область, выделенная синим цветом, показывает уменьшение серого вещества у членов экипажа МКС, в сравнении с мозгом членов экипажа шаттлов.

Стоит отметить, что данные интригующие результаты были получены в ретроспективном исследовании. Будущие же исследования должны исследовать более детально механизмы структурных изменений мозга, связанных с пребыванием в космосе, а также оценить поведенческие последствия.

Подготовил: Касьянов Е.Д.

Источник: Vincent Koppelmans, Jacob J Bloomberg, Ajitkumar P Mulavara & Rachael D Seidler. Brain structural plasticity with spaceflight. npj Microgravity 2, Article number: 2 (2016) doi:10.1038/s41526-016-0001-9