Ученые выяснили, как невесомость влияет на мозг космонавтов
Ученые изучили мозг тринадцати российских космонавтов, которые совершали полеты на МКС с 2014 по 2020 год. Выяснилось, что под длительным воздействием микрогравитации у космонавтов перестраиваются связи между структурами мозга, отвечающими за адаптацию к незнакомым условиям. И эти связи не всегда возвращаются к исходному состоянию после полета.
О том, что длительное пребывание в космосе вызывает в организме человека определенные физические изменения, ученые знают уже давно. Скажем, ухудшается состояние костей и мышц. Исследования, которые проводились ранее учеными разных стран, показали: за месяц пребывания в условиях невесомости космонавты и астронавты теряют от 1% до 2% плотности костей. И это только один пример.
Вот почему здоровье космонавтов пристально изучается медиками и учеными. Однако о том, как такие экстремальные условия влияют на мозг, по-прежнему известно немного.
Мозг человека обладает нейропластичностью - высокой адаптивностью к изменениям среды. Это свойство помогает учиться новому и восстанавливаться после травм. Один из механизмов нейропластичности - изменение силы связей между отделами мозга, утрата этих связей и приобретение новых.
Так, в полете космонавты постепенно привыкают к отсутствию земной гравитации. Но до сих пор мало известно о том, какие мозговые структуры обеспечивают это привыкание. Также неизвестно, возвращаются ли системы мозга в прежнее состояние по возвращении на Землю.
Чтобы разобраться, тринадцати космонавтам сделали сканирование мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) трижды: до полета в космос, а также сразу после него и спустя восемь месяцев. Двое космонавтов прошли диагностику дважды за весь период исследования - после двух своих полетов.
Используя фМРТ-данные, ученые оценили, как изменилась сила связей между различными участками мозга до и после полета. Активность мозга космонавтов в состоянии покоя сравнивали с результатами сканирования четырнадцати человек в контрольной группе. В результате исследователи обнаружили изменения в связях мозга космонавтов, влияющих на адаптацию к новым ощущениям.
По словам ведущего научного сотрудника Научно-учебной лаборатории когнитивных исследований НИУ ВШЭ Екатерины Печенковой, эти изменения функциональные, они опасны не более, чем любая другая адаптация к сложным условиям. У людей с наземными экстремальными профессиями и увлечениями существуют такие же риски с точки зрения работы мозга. "Поэтому основное направление работы с этими изменениями у космонавтов - использовать полученные знания для разработки упражнений. Они сделают подготовку к еще более длительным (в перспективе - межпланетным) космическим полетам легче и при этом позволят быстро адаптироваться по возвращении на Землю", - подчеркивает ученый.
Статья опубликована в журнале Communications Biology.
