Нейробиологи обращаются к неожиданному источнику, чтобы изучить, как мозг ведет себя в космосе.

Как мозг ведет себя в космосе?

Есть некоторые вещи, с которыми человеческий мозг в течение миллионов лет эволюции просто никогда не сталкивался — из них полет в космосе, вероятно, самый экстремальный.

Как мозг справляется с внезапной потерей веса? Статья, опубликованная бельгийской группой на этой неделе в Frontiers in Physiology, проливает свет на то, как мозг определяет, где он находится и куда движется. Часть долгосрочного исследования того, как космос меняет мозг астронавтов, рассматривает пилотов-истребителей как замену, поскольку они являются другой профессией, которая регулярно сталкивается с высокими и низкими перегрузками как частью работы.

Когда мозг астронавта внезапно оказывается в невесомости, которую он никак не ожидал увидеть, как он понимает, как передвигаться? Ускорение, в том числе гравитационное, обнаруживается отолитовыми органами, или слуховыми камнями. Расположенные во внутреннем ухе, они дают всем позвоночным, от рыб до человека, чувство ускорения; информация от этой вестибулярной системы связана со зрением, чтобы дать ощущение места.

Однако в космосе системы не совпадают, как ожидалось, с Землей. Вместо этого они выдают противоречивые сигналы, которые потом приходится исправлять мозгу астронавтов. Обычно это происходит быстро, но менее ясно, как это сделать.

«Переход между гравитационными состояниями обычно представляет собой самую большую проблему для человеческой деятельности», — сказал Inverse Стивен Джиллингс, научный сотрудник Университета Антверпена и один из авторов исследования. «Сложнее всего будет справиться с гравитационными переходами».

В сознании летчика-истребителя!

Чтобы понять, как мозг адаптируется к внезапным изменениям гравитации, команда сделала МРТ-сканирование мозга 10 летчиков-истребителей и 10 непилотов, а затем сравнила их по количеству часов, в течение которых они фактически летали. Что изменилось? Части мозга пилотов, в том числе левая нижняя лобная извилина (отчасти отвечающая за обработку и прогнозирование сложной информации), меньше участвовали в связях всего мозга, в то время как другие части — части, связанные с обработкой зрительных образов и балансом — больше функционально связанные; другими словами, они с гораздо большей вероятностью будут активны одновременно.

Хотя эти изменения были ярко выражены у пилотов, команда «пыталась сопоставить эти изменения с количеством часов, которые они налетали, но это было не так», — говорит Джиллингс. Вместо этого, предлагает он, это одна из двух вещей. Поскольку это исследование не может сказать, когда и как произошли эти изменения, возможно, это просто что-то общее в боях между пилотами и астронавтами, «что-то, что заставляет их очень хорошо справляться с самыми ранними экзаменами», — объясняет он.

Или, возможно, это относительно распространенная адаптация для человеческого мозга, и «всего через пару раз полета это уже происходит и просто какие-то плато». Команда увидела изменения в регионах, которые они уже наблюдали ранее в исследованиях людей, совершивших параболический полет, где пассажиры подвергаются повторяющимся кратковременным условиям микрогравитации и высокой гравитации, поэтому «возможно, что эти гравитационные переходы могут вызвать это». от «очень низких до очень высоких G все время».

И именно здесь эта работа может быть наиболее важной для понимания опыта космонавтов в будущем. В настоящее время все пилотируемые космические миссии связаны с Международной космической станцией, где астронавты остаются на несколько месяцев.

Миссия на Луну или на Марс, где экипажи будут выполнять сложные задачи в относительно короткие сроки, может стать более сложной задачей. Астронавты «довольно хорошо справляются со всем на МКС, — объясняет Джиллингс, — труден обратный переход на Землю».

Миссия на Луну или Марс будет иметь еще больше сдвигов — от гравитации Земли к микрогравитации, к лунной 1/6 G или марсианской чуть более 1/3 G, обратно к микрогравитации, а затем, в конце концов, обратно к земной 1 G. .

На данный момент, говорит Джиллингс, «то, что мы делаем, носит более исследовательский характер, и мы пытаемся уловить определенные феноменологические результаты». Но в будущем команда надеется, что эта работа поможет понять, как — и работает ли — тренировка в условиях микрогравитации в мозгу. «Учитывая, что мы на самом деле эволюционировали здесь, на Земле, с силой, постоянной в ходе эволюции, новое гравитационное состояние — это довольно глубокое изменение».