Изминаха повече от 50 години, откакто хората за първи път напуснаха нашата планета и се впуснаха в космическото пространство. Стотици астронавти и космонавти са обикаляли около Земята и малцина избрани са пътували до Луната, за да обиколят около спътника или да стъпят на повърхността му.
През десетилетията от началото на космическата надпревара научихме много за това как човешкото тяло взаимодейства с околната среда на космоса и с какви предизвикателства може да се сблъскаме при продължителни мисии до други светове. Въпреки всичките си познания обаче, знаем много малко за това как пътуването в космоса влияе върху мозъка.
Ново проучване, публикувано в списание Frontiers in Neural Circuits, е първото, което изследва начина, по който пространството променя структурата и връзките на мозъка. Флорис Уитс от Лабораторията за равновесни изследвания и аерокосмическо пространство към Университета в Антверпен и колеги измерват структурните промени в мозъците на астронавти и космонавти преди и след полети до Международната космическа станция.
„Това е наистина пионерска работа. Ние изследваме не самото пространство, а това, което космосът прави на човека“, казва Уитс пред SYFY WIRE. „Не всичко е в мускулите, не е всичко в костите и сърдечно-съдовата система или вътрешното ухо. Имаме мозък и въздействието върху него всъщност не е било засягано досега.“
Уитс за първи път се интересува от изследване на структурните промени в мозъците на космическите пътници, след като присъства на конференция за мозъка в средата на зимата в Copper Mountain през 2009 г. Там гледат презентация, анализираща мозъците на войници, претърпели наранявания от взрив. Това проучване използва метод, известен като трактография, който използва сканиране с ЯМР за визуализиране на нервните пътища в мозъка.
„Мислех, че изглежда интересно изследване за правене и при астронавтите и космонавтите. По това време нямах представа какво ще намерим“, казва Уитс.
Събирането на данни за начините, по които космоса променя мозъка в реално време, е особено предизвикателство. Машините за ЯМР тежат хиляди килограми и извеждането им в орбита би било проблематично начинание. Вместо това екипът прави мозъчни сканирания преди и след полет, за да търси промени в нервните пътища. След завръщането си на Земята те откриват, че астронавтите и космонавтите са имали значителни промени в мозъчните структури, свързани с двигателната функция.
„Космосът е екстремна среда. Това е подобно ако отидете до Антарктида или в дълбокото море. Няма друг вариант освен да се адаптираме и очевидно мозъкът на човек е доста добър в адаптирането“, казва Уитс. „Пътуване в космоса изисква адаптиране към факта, че начинът, по който се движим там е напълно различен от начина, по който се движим на Земята.
Понастоящем не е ясно колко време е необходимо на мозъка да се пренастрои, за да работи в космоса, но произтичащите промени изглежда продължават месеци или повече след завръщането на Земята.
Учените са правили допълнителни сканирания на мозъка осем месеца след като космонавтите са се завърнали на Земята и откриват, че новите нервни пътища все още присъстват. Те вярват, че тези пътища се отпечатват в мозъка по постоянен или полупостоянен начин, така че астронавтите, които извършват последващи полети, по-лесно се адаптират към околната среда, отколкото по време на първото си пътуване.
„Това, което виждаме, е свързаност, но дори и да има връзки, това не означава, че ще бъдат използвани. Все едно ако карате колело или мотоциклет само от време на време, след като сте се научили, връзките се запазват“, казва Уитс.
Въздействието на изследването има потенциал за разработване на по-добри системи за обучение за бъдещи астронавти, като им помага по-бързо да развият необходимите нервни пътища. То също има потенциални приложения и тук, на Земята.
Уитс открива прилики в начина, по който мозъците на астронавтите са свързани след полет, и мозъчните връзки при пациенти, страдащи от световъртеж. Пациентите със световъртеж, на Земята, нямат полза от сканиране на мозъка преди и след, но анализът на структурните промени при космическите пътници може да предостави нещо като пътна карта, казвайки на лекарите и учените къде да търсят и как мозъкът се адаптира или не се адаптира при различни обстоятелства.
Разбирането на въздействието на космическото пътуване върху мозъка ще бъде критична стъпка в бъдещето на човешките космически полети, особено когато се придвижваме към мисии с екипаж до Марс. Първите ни стъпки на Червената планета няма да бъдат много впечатляващи, ако дори не можем да се изправим, когато стигнем там.
