Влияние длительного космического полета на мозг

Согласно новому исследованию, проведенному Орегонским университетом здравоохранения и науки и учеными по всей стране, длительный космический полет изменяет заполненные жидкостью пространства вдоль вен и артерий в мозгу. Исследование опубликовано сегодня в журнале Scientific Reports.

«Эти результаты имеют важное значение, поскольку мы продолжаем исследование космоса», — сказал старший автор Хуан Пьянтино, доктор медицинских наук, доцент педиатрии (неврологии) в Медицинской школе OHSU. «Это также заставляет вас задуматься о некоторых основных фундаментальных вопросах науки и о том, как развивалась жизнь здесь, на Земле».

Исследование включало визуализацию мозга 15 астронавтов до и после длительных командировок на Международной космической станции. Исследователи использовали магнитно-резонансную томографию для измерения периваскулярного пространства — или пространства вокруг кровеносных сосудов — в мозгу астронавтов до их запуска и снова сразу после их возвращения.

Они также снова сделали МРТ-измерения через один, три и шесть месяцев после возвращения. Изображения астронавтов сравнивали с изображениями того же периваскулярного пространства в мозге 16 контрольных субъектов, находящихся на Земле.

Сравнивая изображения до и после, они обнаружили увеличение периваскулярных пространств в мозге у космонавтов-новичков, но никакой разницы у астронавтов, которые ранее служили на борту космической станции на орбите Земли. «Опытные астронавты, возможно, достигли некоторого гомеостаза», — сказал Пьянтино. Во всех случаях ученые не обнаружили проблем с равновесием или зрительной памятью, которые могли бы свидетельствовать о неврологическом дефиците у астронавтов, несмотря на различия, измеренные в периваскулярных пространствах их мозга. При сравнении большой группы обезличенных астронавтов исследование является первым, в котором проводится сравнительная оценка важного аспекта здоровья мозга в космосе.

Человеческая физиология основана на том факте, что жизнь развивалась в течение миллионов лет, будучи привязанной к гравитационному притяжению Земли. Свободный от сил гравитации нормальный поток спинномозговой жидкости в головном мозге изменяется в пространстве. «Мы все приспособились использовать гравитацию в свою пользу», — сказал Пьянтино.

«Природа не поместила наши мозги в наши ноги — она поставила их высоко. Как только вы уберете гравитацию из уравнения, что это сделает с человеческой физиологией?» Исследователи решили выяснить это путем измерения периваскулярных пространств, по которым в головном мозге течет спинномозговая жидкость.

Эти пространства являются неотъемлемой частью естественной системы очистки мозга, которая происходит во время сна. Эта сеть, известная как глимфатическая система, очищает метаболические белки, которые в противном случае накапливались бы в мозгу. Ученые говорят, что эта система оптимально работает во время глубокого сна. Периваскулярные пространства, измеренные в головном мозге, составляют основное «аппаратное обеспечение» глимфатической системы. Увеличение этих пространств происходит при старении, а также связано с развитием деменции.

Исследователи использовали метод, разработанный в лаборатории соавтора Лизы С. Силберт, доктора медицинских наук, MCR, профессора неврологии в Медицинской школе OHSU, для измерения изменений в этих периваскулярных пространствах с помощью МРТ. Пьянтино сказал, что исследование может быть полезным для диагностики и лечения связанных с Землей заболеваний, связанных со спинномозговой жидкостью, таких как гидроцефалия. «Эти результаты помогают понять не только фундаментальные изменения, происходящие во время космического полета, но и помогают людям на Земле, страдающим заболеваниями, влияющими на циркуляцию спинномозговой жидкости», — сказал Пьянтино.

Источник