Ученые узнали, что происходит с космонавтами после долгих полетов
В рамках международного проекта при участии Роскосмоса и Европейского космического агентства ученые впервые проанализировали данные, полученные с помощью диффузионной магнитно-резонансной томографии с трактографией головного мозга космонавтов. Исследователи увидели существенные изменения в связях между различными отделами головного мозга, причем некоторые изменения сохранялись даже спустя семь месяцев после возвращения на Землю.
Статья опубликована в журнале Frontiers in Neural Circuits. Пребывание на орбите — большое испытание для организма человека. Отсутствие земной гравитации приводит к сбоям в работе вестибулярного аппарата, заставляет иначе работать мышцы, влияет на зрение и другие органы восприятия. Однако о том, как меняется мозг человека под воздействием невесомости, известно довольно мало.
При этом космическая отрасль развивается такими темпами, что миссии на Марс могут стать реальностью уже очень скоро, а это значит, что космонавты должны будут проводить в полетах еще больше времени, возможно, несколько лет. Ученые стремятся получить более полную картину влияния невесомости на организм человека, что в дальнейшем поможет найти способы обезопасить здоровье космонавтов.
В своем недавнем исследовании ученые из России, Бельгии, Германии, США и Австралии проанализировали изменения в проводящих путях (трактах) белого вещества головного мозга космонавтов. Белое вещество представляет собой пучки нервных волокон, которые соединяют участки серого вещества, состоящего из клеточных тел нейронов. Серое вещество — это процессор, место обработки информации, а белое вещество — проводник, канал коммуникации, по которому сигналы передаются между различными зонами мозга, а также от мозга к телу.
Чтобы увидеть изменения в трактах белого вещества, участникам сделали диффузионную магнитно-резонансную томографию головного мозга (дМРТ), а для анализа данных применялась техника дифференциальной трактографии. Метод дМРТ лишь недавно стал использоваться среди космонавтов, а трактография головного мозга им была сделана впервые. Метод уникален тем, что позволяет получить точное трехмерное изображение трактов, изучить их на микроструктурном уровне. Кроме того, диффузионная МРТ чувствительна к изменениям циркуляции внеклеточной воды в белом веществе. Это важно, поскольку предыдущие исследования мозга показали, что в космосе жидкость внутри черепа перераспределяется.
Ученым было интересно проследить динамику изменений в мозге космонавтов. Поэтому участники прошли томографию до полета, через 10 дней после полета и спустя семь месяцев после возвращения на Землю. Всего в проекте приняли участие 12 российских космонавтов, которые провели на МКС в среднем 172 дня.
В результате ученые обнаружили множественные изменения в трактах белого вещества мозга, связанных с сенсомоторными, зрительными и речевыми функциями. Ранее исследователи уже отмечали изменения, например, в моторных зонах коры головного мозга, но то, что изменения происходят и на более глубинном уровне, в самих связях между участками мозга, было продемонстрировано впервые.
Такая способность мозга меняться и перестраивать свои связи под воздействием опыта называется нейропластичностью. Благодаря этому человек способен хотя бы частично адаптироваться к экстремальным условиям окружающей среды. Правда, пока нет достоверных данных о том, как эти изменения влияют на здоровье и когнитивные способности человека.
С другой стороны, авторы исследования отмечают, что изменения в мозге объясняются не только нейропластичностью. Часть трактов перестраивается из-за изменений формы некоторых отделов мозга и перераспределения жидкости внутри черепа под воздействием невесомости. Например, мозолистое тело — главная нервная магистраль, соединяющая два полушария мозга, — изменяется под давлением соседствующих с ним желудочков. Это полости в мозге, наполненные жидкостью, которые в космосе расширяются.
Интересно, что при повторной томографии через семь месяцев после полета часть изменений в мозге космонавтов все еще сохранялась. «Наше исследование — один из важных шагов к пониманию того, что происходит с мозгом в космосе. Многое нам еще предстоит узнать: какова природа наблюдаемых изменений — какие из них обусловлены нейропластичностью, а какие перераспределением жидкости и связанными с ним анатомическими изменениями мозга в полете.
Какова их динамика — почему одни быстро исчезают после полета, а другие сохраняются. Наконец, как эти изменения связаны с успешностью адаптации человека к условиям космического полета. Все это перспективы для дальнейших исследований», — считает Екатерина Печенкова, один из авторов работы и ведущий научный сотрудник Научно-учебной лаборатории когнитивных исследований НИУ ВШЭ.
Такие исследования помогут понять, какая система тренировки и поддержания работоспособности необходима для мозга космических путешественников наряду с уже существующими комплексами упражнений и тренажерами для опорно-двигательного аппарата.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно