Как мозг космонавтов перестраивается для полета — новое исследование

Мозг человека обладает нейропластичностью, то есть может изменяться под воздействием опыта, формировать новые связи после повреждения и адаптироваться на протяжении всей нашей жизни. Благодаря нейропластичности наша личность меняется и усложняется, даже если мы вышли из студенческого возраста. А еще наш мозг умеет восстанавливать утерянные связи в случае травмы.

Подобные свойства человеческого сознания не могут не занимать ученых. В том числе в эпоху активного освоения космоса исследователей интересует влияние длительных полетов и невесомомсти на человеческий мозг. Ранее исследователи из России, Германии и Швеции обнаружили, что после возвращения на Землю в крови у космонавтов повышается содержание белков, характерных для травм мозга.

Ученые проанализировали образцы крови, взятые у космонавтов до и после полета на Международную космическую станцию (МКС), и выяснили, что длительное нахождение в космосе может провоцировать повреждение мозга. Эксперты подчеркнули, что этот факт нужно будет учитывать, если в будущем космические путешествия станут более распространенными.

Новое исследование, проведенное группой ученых под руководством доктора Флориса Вуйтса из Университета Антверпена, является первым, в котором анализируются структурные изменения, происходящие в мозге после длительного космического полета.

Результаты показывают значительные микроструктурные изменения в белом веществе мозга, а именно в сенсомоторных трактах — мозолистом теле, дугообразном пучке, кортикоспинальных, кортикостриарных и мозжечковых трактах. Это показывает, как человеческий мозг адаптируется к условиям невесомости и другим ограничениям на борту корабля. 

Серое вещество — это место, где происходит обработка информации, а белое вещество — та часть мозга, которая отвечает за связь между серым веществом и телом и за связь между разными областями серого вещества. 

Для изучения структуры и функций мозга, ученые использовали технику визуализации, которая называется трактографией волокон. Участниками исследования стали 12 космонавтов-мужчин, которые в среднем провели по 6 месяцев на МКС. Ученые изучили их диффузионные МРТ-сканы до и после полета в космос, а также через семь месяцев после приземления. 

Исследование подтвердило, что уровень нейропластичности мозга адаптируется к невесомости. «Мы обнаружили изменения в нейронных связях между несколькими двигательными областями мозга. В невесомости астронавту необходимо радикально адаптировать свои стратегии движения по сравнению с Землей. Наше исследование показывает, что их мозг перестраивается», — сказал первый автор работы Андрей Дорошин.

Это первое исследование, которое показывает, какие конкретные отделы мозга изменяют свою структуру после долгого космического полета. В будущем оно может помочь изучать функциональные и поведенческие изменения мозга, связанные именно с этими сенсомоторными трактами. Ученые подчеркивают, что данная работа может стать основой для будущих исследований изменений мозга в условиях невесомости.