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(shí)間，可能會(huì)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(gè)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(cè)量的變化。對(duì)于較長的太空旅行，這些變化可能持續(xù)至少六個(gè)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(yùn)動(dòng)控制相關(guān)的大腦區(qū)域中最為強(qiáng)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(tuán)隊(duì)寫道佛羅里達(dá)大學(xué)的。

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

宇航員在太空中待時(shí)，組織往往會(huì)大幅移動(dòng)。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(shí)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(dòng)，這與太空飛行前的測(cè)量相比。

這并不是里面可能有點(diǎn)奇怪的唯一線索。一個(gè)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(shí)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(cè)量了大腦，11名宇航員的航天前后腦部測(cè)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(jìn)行的一項(xiàng)為期60天的床傾研究中24名參與者的大腦測(cè)量。

他們的詳細(xì)測(cè)量顯示，在太空飛行過程中，大腦在顱骨內(nèi)會(huì)向上和向后移動(dòng)，同時(shí)還會(huì)稍微向后傾斜，這種微小而微妙的滾動(dòng)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(gè)大腦的運(yùn)動(dòng)。

這表明大腦的形狀本身會(huì)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(dá)兩到三毫米。

這一觀點(diǎn)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(huì)向上移動(dòng)，強(qiáng)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(rèn)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(yùn)動(dòng)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(qiáng)烈的轉(zhuǎn)變與回到地球后更糟的平衡.宇航員經(jīng)常報(bào)告在穩(wěn)定性方面遇到困難好幾天自幾周著陸后，感覺運(yùn)動(dòng)的細(xì)微恢復(fù)持續(xù)了幾個(gè)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(jì)更好的程序，將他們的身體恢復(fù)到地球模式。

“這項(xiàng)工作推動(dòng)了我們對(duì)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?！?a>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(duì)健康和人體表現(xiàn)的影響需要進(jìn)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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