• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18.05.2022
НИУ ВШЭ
33 826

Ученые узнали, что происходит с космонавтами после долгих полетов

5.1

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.

Ученые узнали, что происходит с космонавтами после долгих полетов / ©Getty images / Автор: Никита Тарасов

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — один из крупнейших и самых востребованных вузов России. В университете учится 54 тысячи студентов и работает почти 4,5 тысячи учёных и преподавателей. НИУ ВШЭ ведёт фундаментальные и прикладные исследования в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также креативных индустрий. В университете действуют 47 центров превосходства, или международных лабораторий. Вышка объединяет ведущих мировых исследователей в области изучения мозга, нейротехнологий, биоинформатики и искусственного интеллекта. Университет входит в первую группу программы «Приоритет-2030» в направлении «Исследовательское лидерство». Кампусы НИУ ВШЭ расположены в четырех городах — Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Перми, а также в цифровом пространстве — «Вышка Онлайн».
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 11:06
НИУ ВШЭ

Энцелад — один из крупнейших спутников Сатурна, где потенциально может существовать внеземная микробная жизнь. Исследователи НИУ ВШЭ и ИКИ РАН вычислили характеристики пылевой плазмы и электрических полей, а также концентрацию фотоэлектронов вблизи поверхности спутника. Несмотря на удаленность Энцелада от Солнца, фотоэффект на его поверхности оказался важен для формирования пылевой плазмы.

Позавчера, 08:27
Александр Березин

Популярная гипотеза о доставке большого объема легких элементов на древнюю Землю с кометами и астероидами получила существенный удар: «импорт» был весьма невелик. Значит, вода и многое другое, необходимое для возникновения жизни, никогда не исчезали с лица нашей планеты.

18 июня
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

18 июня
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Позавчера, 16:57
ПНИПУ

Шаровая молния — выдумка или реальное явление, что такое темная материя и как она влияет на массу Вселенной? Для чего предназначены узоры на кончиках пальцев? Как мы «заражаемся» зевотой и почему мы чихаем, глядя на солнце? Отчего правшей больше, чем левшей и что нужно, чтобы сработал эффект плацебо? Об этом рассказали ученые Пермского Политеха.

17 июня
Игорь Байдов

Американские военные планируют разработать психостимулятор, действие которого можно активировать в мозге с помощью ближнего ИК-излучения. Такая технология поможет пилотам ВВС США сохранять бдительность во время длительных боевых вылетов. Привыкания или побочных эффектов препарат вызывать не будет.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно