Badania astronautów, którzy spędzili miesiące na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, przeprowadzane są od wielu lat. Jednym ze słynniejszych jest tzw. „Badanie bliźniąt” – program badawczy, w którym biorą udział astronauta Scott Kelly i jego brat bliźniak Mark.
W zeszłym dziesięcioleciu Scott spędził 340 dni w kosmosie, podczas gdy Mark został na Ziemi. Po powrocie rozpoczęto badania obu mężczyzn. Naukowcy sprawdzali m.in., jak pobyt na orbicie wpływa na ludzki mikrobiom, układ krążenia czy układ odpornościowy.
Jak kosmos wpływa na organizm człowieka?
Okazało się, że warunki panujące w przestrzeni kosmicznej – zmniejszona grawitacja oraz promieniowanie kosmiczne – silnie oddziałują na ludzki organizm. Astronauci doświadczają wielu nieprzyjemnych wrażeń. Na początku mają nadwrażliwą skórę, cierpią na nudności i wymioty, a ich głowy robią się okrągłe i napuchnięte. Mogą mieć też kłopoty ze wzrokiem.
Z czasem ich ciała częściowo dostosowują się do funkcjonowania w warunkach niskiej grawitacji. Jednak pewne zmiany widoczne są jeszcze długo po powrocie na Ziemię. Naukowcy wykazali, że zmiany te dotyczą również mózgu astronautów.
Czy mózg puchnie w kosmosie?
O tym, że pobyt w kosmosie skutkuje zmianami anatomicznymi w mózgu, po raz pierwszy dowiedzieliśmy się w 2020 r. Radiolog Larry Kramer zbadał wówczas z pomocą rezonansu magnetycznego jedenaścioro astronautów. Naukowiec obrazował ich mózgi przed i rok po pobycie w kosmosie.
Mikrograwitacja sprawiła, że zmienił się kształt i wielkość przysadek mózgowych astronautów. Ich wysokość zmniejszyła się średnio o 0,6 mm. Kramer odkrył też zwiększenie się ilości płynu mózgowo-rdzeniowego. Wszystkie te zmiany powiązał ze zwiększeniem ciśnienia w czaszce, co jest skutkiem przebywania w warunkach niskiej grawitacji.
Z kolei dwa miesiące temu inny zespół naukowców ogłosił, że podróże kosmiczne powodują zmiany w istocie białej i przebudowę sieci łączących obszary mózgu zawiadujące ruchem. Zmianie ulegał również kształt ciała modzelowatego, czyli spoidła łączącego obie półkule mózgu.
Co jeszcze zmienia się w mózgu?
Układanka pokazująca, jak pobyt w kosmosie wpływa na ludzki mózg, nadal jednak nie jest kompletna. Kolejny kawałek dołożył do niej zespół pod kierunkiem neurologa Juana Piantino z Uniwersytetu Zdrowia i Nauki w Portland.
Tym razem uczeni przyjrzeli się skanom mózgów 15 astronautów zrobionym sześć miesięcy przed i sześć miesięcy po powrocie z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Używając specjalnego algorytmu, naukowcy zmierzyli wielkość tzw. przestrzeni okołonaczyniowych.
Przestrzenie okołonaczyniowe (zwane też przestrzeniami Virchowa-Robina) to kanaliki otaczające małe naczynia krwionośne znajdujące się w mózgu. Są one wypełnione płynem. Badania wykazały, że są powiększone u osób starszych, a także tych cierpiących na demencję albo na nadciśnienie tętnicze.
Jak się właśnie okazało, przestrzenie okołonaczyniowe są również powiększone u astronautów. Jednak tylko u tych, którzy byli w kosmosie pierwszy raz. Natomiast u weteranów podróży na orbitę zmiana była praktycznie niezauważalna.
Jaki wpływ na zdrowie astronautów mają zmiany w mózgach ?
– Doświadczeni astronauci mogli osiągnąć coś na kształt homeostazy – spekuluje Juan Piantino. Zwraca uwagę, że badanie nie przesądza, czy w przypadku początkujących astronautów powiększenie się przestrzeni okołonaczyniowych w mózgu powoduje jakiekolwiek negatywne efekty zdrowotne.
– Natura nie umieściła naszych mózgów w stopach, tylko o wiele wyżej – zauważa przy tym Piantino. – Wszyscy jesteśmy przystosowani do życia w warunkach ziemskiej grawitacji. Jeśli usuniemy ją z równania, jaki będzie miało to wpływ na ludzką fizjologię? – zastanawia się.
Praca naukowców została opublikowana w czasopiśmie naukowym „Scientific Reports”.
Źródła: Scientific Reports, Radiology, Frontiers in Neural Circuits.
