Тривалі польоти в космос впливають на обсяг мозку космонавта

Давно відомо, що тривалі періоди в космосі викликають проблеми із зором у космонавтів. Зараз нове дослідження в журналі "Radiology" припускає, що вплив тривалих космічних подорожей є більш далекосяжним, що потенційно може спричинити зміни об'єму мозку та деформацію гіпофіза.

Більше половини членів екіпажу на Міжнародній космічній станції (МКС) повідомили про зміни у своєму баченні після тривалого впливу мікрогравітації космосу. Оцінка після польоту виявила набряк зорового нерва, крововиливи в сітківку та інші структурні зміни очей.

Вчені припустили, що хронічний вплив підвищеного внутрішньочерепного тиску або тиску всередині голови під час польотів у космос є фактором, що сприяє цим змінам. На Землі гравітаційне поле створює гідростатичний градієнт, тиск рідини, який поступово збільшується від голови до ніг, стоячи або сидячи. Цей градієнт тиску відсутній у просторі.

"Коли ви перебуваєте в мікрогравітації, рідина, така як ваша венозна кров, більше не об'єднується до нижніх кінцівок, а перерозподіляється вгору", - сказав провідний автор дослідження Ларрі А. Крамер, доктор медичних наук, з Технічного центру охорони здоров'я Техаського університету в Х'юстоні. Доктор Крамер далі пояснив: "Цей рух рідини до вашої голови може бути одним із механізмів, що спричиняють зміни, які ми спостерігаємо в оці та внутрішньочерепному відділі".

Щоб дізнатись більше, доктор Крамер та його колеги провели МРТ головного мозку 11 космонавтів, включаючи 10 чоловіків та одну жінку, перед тим, як вони відправились на МКС. Дослідники продовжили дослідження МРТ через день після повернення астронавтів, а потім через кілька інтервалів протягом наступного року.

Результати МРТ показали, що тривалий вплив мікрогравітації спричинив розширення об’єму мозку та спинномозкової рідини космонавтів. СМЖ - це рідина, яка тече в порожнинах головного та спинного мозку та навколо них. Комбіновані обсяги залишались підвищеними протягом одного року після польоту, що свідчить про постійні зміни.

"Ми визначили, що раніше ніхто насправді не ідентифікував, - це те, що в білій речовині мозку значно збільшується обсяг від передпольотового до післяполітного", - сказав доктор Крамер. "Розширення білої речовини насправді відповідає за найбільше збільшення об'єму мозку та спинномозкової рідини після польоту".

МРТ також показав зміни гіпофіза - структури розміром з горошину біля основи черепа, яку часто називають «головною залозою», оскільки вона регулює функцію багатьох інших залоз в організмі. У більшості астронавтів були дані МРТ про деформацію гіпофіза, що свідчить про підвищений внутрішньочерепний тиск під час польотів у космос.

"Ми виявили, що гіпофіз втрачає висоту і є меншим після польоту, ніж це було перед польотом", - сказав доктор Крамер. "Крім того, купол гіпофіза переважно опуклий у астронавтів без попереднього впливу мікрогравітації, але показав свідчення сплощення або увігнутості після прольоту. Цей тип деформації відповідає впливу підвищеного внутрішньочерепного тиску".

Дослідники також спостерігали збільшення обсягу після польоту в середньому в бічних шлуночках космонавтів, просторах мозку, що містять ліквор. Однак загальний обсяг, що виходить, не буде розглядатися поза межами здорових дорослих. Зміни були подібні до тих, що відбуваються у людей, які проводять тривалі періоди постільного режиму з трохи нахиленою головою вгору в наукових дослідженнях, що імітують зміщення вгору рідини в мікрогравітації.

Крім того, збільшилась швидкість потоку ліквору через мозковий акведук, вузький канал, який з'єднує шлуночки мозку. Подібне явище спостерігалося при гідроцефалії нормального тиску - стані, при якому шлуночки в мозку аномально збільшуються. Симптоми цього стану включають труднощі з ходьбою, проблеми з контролем сечового міхура та деменцію. На сьогоднішній день ці симптоми не були зареєстровані у астронавтів після космічних подорожей.

Дослідники вивчають способи протидії наслідкам мікрогравітації. Одним з варіантів, що розглядається, є створення штучної гравітації за допомогою великої центрифуги, яка може крутити людей як у сидячому, так і в лежачому положенні. Також досліджується використання негативного тиску на нижні кінцівки як способу протидії зміщенню рідини вгору внаслідок мікрогравітації.

Доктор Крамер сказав, що дослідження також може мати програми для не космонавтів.

"Якщо ми зможемо краще зрозуміти механізми, які спричиняють збільшення шлуночків у космонавтів, і розробити відповідні заходи протидії, то, можливо, деякі з цих відкриттів можуть принести користь пацієнтам із гідроцефалією нормального тиску та іншими пов'язаними з ними станами", - сказав він.