Долгие космические полеты повлияли на объем мозга астронавтов
Давно известно, что при длительном пребывании в космосе у людей возникают проблемы со зрением. Исследование, опубликованное в журнале Radiology, показывает, что продолжительное космическое путешествие может вызвать куда более серьезные проблемы — изменения объема мозга и деформацию гипофиза. Более половины членов экипажа Международной космической станции (МКС) сообщили об ухудшении зрения после длительного воздействия микрогравитации на станции. Послеполетная оценка выявила отек зрительного нерва, кровоизлияние в сетчатку и другие структурные изменения их органов зрения.
Ученые выдвинули гипотезу, что хроническое воздействие повышенного внутричерепного давления во время космического полета является фактором, способствующим этим изменениям. На Земле гравитационное поле создает гидростатический градиент — давление жидкости, которое постепенно увеличивается от головы к ногам. В космосе этот градиент отсутствует, а значит, кровь начинает равномерно распределяться по сосудам. Из-за этого она перестает скапливаться в ногах и давление внутри черепной коробки увеличивается, что может привести к ряду проблем, в том числе со зрением.
Чтобы лучше понять, как микрогравитация влияет на этот процесс, ученые Техасского университета в Хьюстоне провели анализ 11 МРТ головного мозга космонавтов, среди которых было десять мужчин и одна женщина. Первое сканирование исследователи провели до полета на станцию, затем через день после возвращения астронавтов, а потом проводили аналогичные анализы в течение следующего года.
Результаты МРТ показали, что длительное воздействие микрогравитации вызывало у космонавтов увеличение объемов головного мозга и спинномозговой жидкости. Эти объемы оставались повышенными и в течение года после возвращения на Землю, что говорит о необратимости изменений. МРТ также показала изменения в гипофизе — структуре, лежащей в основании черепа, которая помимо прочего управляет функцией многих желез в организме. У большинства астронавтов на МРТ были выявлены признаки деформации гипофиза, свидетельствующие о повышенном внутричерепном давлении во время космического полета.
Исследователи также наблюдали увеличение объема в боковых желудочках мозга астронавтов после полета. Эти пространства в головном мозге содержат спинномозговую жидкость. Эти изменения были похожи на те, что происходят у людей после долгих лет постельного режима со слегка наклоненными вниз головами. Кроме того, ученые заметили увеличенную скорость потока спинномозговой жидкости через водопровод среднего мозга — узкий канал, который соединяет желудочки в головном мозге. Подобное явление наблюдалось и при нормальной гидроцефалии — патологии, при которой аномально увеличиваются желудочки головного мозга. Симптомы этого состояния включают трудности при ходьбе, проблемы с контролем мочевого пузыря и слабоумие. На сегодняшний день эти симптомы не были зарегистрированы ни у одного из астронавтов после космических путешествий, но пониженная гравитация все же вызывает у них серьезные проблемы со здоровьем.
Сегодня многие исследователи стараются разработать способы противодействия эффектам микрогравитации. Одним из рассматриваемых вариантов является создание искусственной гравитации с помощью большой центрифуги, которая может вращать людей как в сидячем, так и в лежачем положении. Также исследуется использование отрицательного давления на нижние конечности в качестве способа противодействия сдвигу жидкости в направлении головы.
