Як невагомість впливає на мозок космонавтів

Вчені вивчили мозок тринадцяти російських космонавтів, які робили польоти на МКС з 2014 по 2020 рік. З'ясувалося, що під тривалим впливом мікрогравітації вони перебудовуються зв'язки між структурами мозку, відповідальними за адаптацію до незнайомих умов. І ці зв'язки не завжди повертаються до початкового стану після польоту.

Про те, що тривале перебування у космосі викликає у людини певні фізичні зміни, вчені знають вже давно. Скажімо, погіршується стан кісток та м'язів. Дослідження, які проводилися раніше вченими різних країн, показали: за місяць перебування в умовах невагомості космонавти та астронавти втрачають від 1% до 2% густини кісток. І це лише один приклад.

Ось чому здоров'я космонавтів уважно вивчається медиками та вченими. Однак про те, як такі екстремальні умови впливають на мозок, як і раніше, відомо небагато.

Мозок людини має нейропластичність - високу адаптивність до змін середовища. Ця властивість допомагає вчитися новому та відновлюватися після травм. Один із механізмів нейропластичності - зміна сили зв'язків між відділами мозку, втрата цих зв'язків та придбання нових. Так, у польоті космонавти поступово звикають до відсутності земної гравітації. Але досі мало відомо про те, які мозкові структури забезпечують це звикання. Також невідомо, чи повертаються системи мозку до колишнього стану після повернення на Землю. Подібні дослідження дуже важливі для майбутніх міжпланетних місій, які принципово відрізняються від польотів навколоземною орбітою.

Ось що говорив, наприклад, в інтерв'ю "РГ" директор Інституту медико-біологічних проблем РАН академік Олег Орлов:

- Ми знаємо: на етапі Місяця радіаційне навантаження у космонавтів буде вищим, ніж на орбіті Землі, хоча й у межах професійної норми за відсутності спалахів на Сонці. Однак ми маємо справу вже з галактичним випромінюванням. Частинки, що мають дуже високу енергію, можуть завдати важкої біологічної шкоди. Більше того, зіштовхуючись із конструкціями космічної станції, вони формують ще й вторинне випромінювання. Важко зробити технічний захист? Думаю, що ні. Але жоден корабель не витримає її ваги. Тому вирішальними є питання біологічних ушкоджень, відновлення функцій. Ми насамперед говоримо про мозок. Ще одна серйозна проблема – перебування людини поза магнітним полем Землі. Це мало досліджено. Ті наукові дані, які є, не систематизовані, суперечливі. Тому необхідно розробити надійну систему медичного забезпечення міжпланетних польотів та створити заділ для забезпечення планетних баз.

Отже, тринадцятьом космонавтам сканували мозок за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ) тричі: до польоту в космос, а також відразу після нього і через вісім місяців. Двоє космонавтів пройшли діагностику двічі за період дослідження - після двох польотів. Вчені оцінили, як змінилася сила зв'язків між різними ділянками мозку до та після польоту. Активність мозку космонавтів у стані спокою порівнювали із результатами сканування 14 осіб у контрольній групі.В результаті дослідники виявили зміни у зв'язках мозку космонавтів, що впливають на адаптацію до нових відчуттів.

За словами провідного наукового співробітника Науково-навчальної лабораторії когнітивних досліджень НДУ ВШЕ Катерини Печенкової, ці зміни функціональні, вони небезпечні не більше ніж будь-яка інша адаптація до складних умов. У людей з екстремальними наземними професіями і захопленнями існують такі ж ризики з точки зору роботи мозку. "Тому основний напрямок роботи з цими змінами у космонавтів - використовувати отримані знання для розробки вправ. Вони зроблять підготовку до ще більш тривалих (у перспективі - міжпланетних) космічних польотів легшим і при цьому дозволять швидко адаптуватися після повернення на Землю", - наголошує учений.