Zrozumienie wpływu długotrwałego przebywania w przestrzeni kosmicznej na procesy zachodzące w naszym mózgu jest bardzo potrzebną wiedzą. O ile oczywiście chcemy kontynuować naszą eksplorację kosmosu.
Nasz mózg może zmieniać się i dostosowywać swoją strukturę oraz swoje działanie nieustannie, w trakcie naszego całego życia. Jest to zresztą dość dobrze udokumentowany naukowo proces, jeśli chodzi o badania prowadzone w środowisku ziemskim. Jeśli chodzi o zmiany, które zachodzą w tym organie podczas długiego pobytu w kosmosie, na razie wiemy bardzo mało. Wcześniejsze badania wykazały na przykład, że lot kosmiczny może mieć wpływ zarówno na kształt, jak i funkcję dorosłego mózgu.
Teraz tym zmianom udało się przyjrzeć nieco dokładniej dzięki badaniom przeprowadzonym w ramach wspólnego projektu Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i Roskosmosu. Międzynarodowy zespół badawczy pod kierownictwem dr Florisa Wuytsa z Uniwersytetu w Antwerpii po przebadaniu mózgów astronautów odkryli zauważalne, strukturalne zmiany na poziomie głębokich ścieżek substancji białej.
Substancja biała odnosi się do tych części mózgu, które są odpowiedzialne za komunikację między materią szarą a ciałem oraz między różnymi obszarami istoty szarej. W skrócie: substancja biała jest swoistym kanałem kanałem komunikacji mózgu, zaś szara odpowiada za przetwarzanie informacji.
Czytaj również: To może być poważny problem związany z podróżami w kosmos. Naukowcy ostrzegają przed zmianami w mózgu
Wuyts i jego zespół wykonali skany dyfuzyjne MRI (dMRI) 12 astronautów płci męskiej przed i tuż po ich lotach w kosmos. Zebrali również osiem kolejnych skanów, siedem miesięcy po locie kosmicznym. Wszyscy badani astronauci brali udział w długotrwałych misjach o średniej długości 172 dni.
Zmiany w mózgach astronautów
— Znaleźliśmy zmiany w połączeniach nerwowych między kilkoma obszarami motorycznymi mózgu. Obszary motoryczne to ośrodki mózgowe, w których inicjowane są polecenia ruchów. W stanie nieważkości astronauta musi drastycznie dostosować swoje strategie ruchu w porównaniu z Ziemią. Nasze badanie pokazuje, że ich mózg jest przebudowany, że tak powiem – mówi Andrei Doroshin z Drexel University, jeden z autorów badań.
Kolejne skany wykazały, że po siedmiu miesiącach powrotu na Ziemię zmiany te były nadal widoczne.
— Z poprzednich badań wiemy, że te obszary motoryczne wykazują oznaki adaptacji po locie kosmicznym. Teraz mamy pierwszą wskazówkę, że znajduje to odzwierciedlenie również na poziomie połączeń między tymi regionami – mówi Wuyts.
Dlaczego tak się dzieje?
— Zmiany strukturalne, które początkowo stwierdziliśmy w ciele modzelowatym, są w rzeczywistości spowodowane rozszerzeniem komór, które wywołuje anatomiczne przesunięcia sąsiedniej tkanki nerwowej. Gdzie początkowo sądzono, że w mózgu zachodzą prawdziwe zmiany strukturalne, obserwujemy tylko zmiany kształtu. To stawia wyniki w innej perspektywie – tłumaczy Wuyts.
Badanie naukowców udowadnia, że nasz mózg jest w stanie, przynajmniej częściowo próbować zaadaptować się do warunków panujących w kosmosie. Na razie rzecz jasna chodzi jedynie o samą motorykę, niewykluczone jednak, że z czasem i w ramach dalszych badań zmian tych odkryjemy znacznie więcej i bez wątpienia niektóre z nich prawdopodobnie okażą się mieć negatywny wpływ na organizm astronauty. Nasze organizm, w ramach ewolucji w bardzo konkretnych, ziemskich warunkach nie radzi sobie zbyt dobrze przebywając poza Ziemią.
Widać to chociażby po wiotczeniu mięśniu (maleje grubość włókien mięśniowych) i spadku gęstości kości, z czym osoby przebywające poza Ziemią starają się walczyć poprzez codzienne, kilkugodzinne ćwiczenia fizyczne. Być może podobne środki zaradcze należałoby wprowadzić ze względu na zdrowie mózgu astronautów. Jeśli tak jest, to z pewnością się o tym dowiemy.