Мозг астронавтов страдает во время длительных космических полетов

Астронавты регулярно проводят шесть месяцев во время чередующихся миссий на борту Международной космической станции.

Согласно новому исследованию, космические полеты, длящиеся шесть месяцев и более, сказываются на мозге астронавтов, и членам экипажа, возможно, придется ждать не менее трех лет, прежде чем вернуться в космос.

Ученые сравнили сканирование мозга 30 астронавтов, сделанное перед космическими полетами продолжительностью две недели, шесть месяцев или год, со сканированием, сделанным после их возвращения на Землю. Сканирование показало, что желудочки или полости в головном мозге, заполненные спинномозговой жидкостью, значительно расширились в мозге астронавтов, отправившихся на Международную космическую станцию ​​с миссиями продолжительностью не менее шести месяцев.

Полученные результаты имеют значение для будущих долгосрочных миссий, поскольку НАСА и его международные партнеры стремятся установить устойчивое присутствие человека на Луне с помощью программы Artemis с конечной целью отправки людей в дальний космос, такие как Марс. Исследование с подробным описанием результатов было опубликовано в четверг в журнале Scientific Reports .

Спинномозговая жидкость обеспечивает мозгу защиту и питание, удаляя отходы. Но когда астронавты отправляются в космос, жидкости внутри тела смещаются к голове и прижимают мозг выше к черепу, вызывая расширение желудочков.

«Мы обнаружили, что чем больше времени люди проводили в космосе, тем больше становились их желудочки», — заявила в своем заявлении ведущий автор исследования Рэйчел Зайдлер, профессор прикладной физиологии и кинезиологии в Университете Флориды. «Многие астронавты летают в космос более одного раза, и наше исследование показывает, что для полного восстановления желудочков требуется около трех лет между полетами».

Восемь астронавтов, участвовавших в исследовании, отправились в двухнедельные миссии, а 18 отправились в шестимесячные миссии. У четырех астронавтов были миссии, которые длились около года. В ходе анализа исследователи определили, что степень увеличения желудочков варьировалась в зависимости от того, как долго астронавты находились в космосе.

«Самый большой скачок происходит, когда вы переходите от двух недель до шести месяцев в космосе», — сказал Зайдлер, который также является членом Института неврологических заболеваний им. Нормана Фикселя при UF Health.

По словам Зайдлера, дальнейшего увеличения между шестью месяцами и одним годом не наблюдалось, а это означает, что увеличение желудочков, по-видимому, уменьшается через шесть месяцев, что удивило исследователей. «Это хорошая новость для будущих путешественников на Марс, которые могут провести (примерно) два года в условиях микрогравитации».

И воздействие было минимальным для астронавтов во время двухнедельных полетов в космос — положительный результат для коммерческой космической отрасли, поскольку популярность краткосрочных туристических полетов растет.

«У людей, которые проводят всего пару недель, эти структуры почти не изменяются», — сказал Зайдлер. «Это хорошая новость для тех, кто отправляется в короткие космические путешествия».

Время восстановления после космического путешествия

У 11 астронавтов, у всех из которых было более трех лет на восстановление между миссиями, исследователи отметили увеличение объема желудочков после каждой из их последних миссий. Семь астронавтов с более коротким периодом восстановления между миссиями показали небольшое увеличение желудочков после их последнего полета.

Хотя это открытие звучит положительно, оно предполагает, что в мозгу опытных астронавтов желудочки остаются увеличенными перед их следующей миссией и «имеют меньше доступного места или соответствия для расширения желудочков во время космического полета», — пишут авторы в исследовании.

Ученые не знают, сколько времени требуется желудочкам, чтобы полностью восстановиться после космического полета, но их анализ показал, что астронавты испытали от 55% до 64% ​​восстановления до своего предполетного уровня примерно через шесть-семь месяцев после шестимесячной миссии на космическую станцию.

Основываясь на результатах исследования, команда пришла к выводу, что астронавтам требуется не менее трех лет между миссиями, чтобы их желудочки полностью восстановились.

Полученные данные могут быть использованы НАСА и другими космическими агентствами при планировании будущих миссий, но, по словам Зайдлера, необходимы дополнительные исследования. Она начинает работать над новым проектом, который будет посвящен долгосрочному здоровью и восстановлению до пяти лет после шестимесячных космических полетов.

«Мы еще не знаем наверняка, каковы долгосрочные последствия этого для здоровья и поведенческого здоровья космических путешественников, поэтому дать мозгу время на восстановление кажется хорошей идеей», — сказала она.

«Результаты могут свидетельствовать о том, что для восстановления требуется три года. Однако у астронавтов есть очень специализированные наборы навыков и подготовка, и может быть целесообразно включить их в дополнительные миссии до этого времени».