宇航员进入太空后大脑形状会发生变化

The BrainScope is pictured at a news conference in New York January 23, 2014. The NFL and General Electric announced the first round of winners, which included the company BrainScope, in the "Head Health Challenge", which awards funding for advancing research on speeding up diagnosis and improving treatment for mild traumatic brain injury. REUTERS/Eric Thayer (UNITED STATES - Tags: BUSINESS SPORT FOOTBALL HEALTH) - RTX17RH4
Astronauts' brains change shape when in space.Image: REUTERS/Eric Thayer
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任务前后的核磁共振成像显示,宇航员的大脑在太空中会压缩和扩张。

研究人员表示,这些发现可能有助于治疗其他影响脑功能的健康问题。

这项研究据信是首个考察太空飞行期间大脑结构变化的研究。研究显示,灰质体积会增加或减少,变化程度取决于在太空停留的时间长短。

Image: 密歇根大学

研究人员检查了12名宇航员的脑部结构核磁共振成像,他们作为航天飞机机组人员在太空停留了两周;另有14名宇航员在国际空间站停留了六个月。所有人的大脑不同部位灰质均有增加和减少。在太空停留越久,变化就越明显。

“我们发现大片区域的灰质体积减少,这可能与太空中脑脊液重新分布有关,”密歇根大学运动机能学与心理学教授 Rachael Seidler 说。

“在太空中,重力无法将体液向下拉,因而出现所谓的太空浮肿脸。这可能导致大脑位置偏移或受到压缩。”

Image: 密歇根大学

研究人员还发现,控制腿部运动并处理来自腿部的感觉信息的区域灰质体积有所增加,这可能反映了大脑学习如何在微重力环境中运动所引发的变化。空间站宇航员的这些变化更为明显,因为他们的大脑全天候都在学习和适应。

Seidler 说:“这很有意思,因为即使你非常喜欢某件事,每天练习的时间也不会超过一小时。”但研究人员观察到的大脑变化,相当于某人全天候练习一项新技能。

“在太空中,这是大脑神经可塑性的一个极端例子,因为你每天24小时都处于微重力环境中。”

尽管研究人员尚未确定这些变化的确切性质,但这些发现或许能让人们以新的方式看待某些健康问题,例如长期卧床者,或患有正常压力脑积水的人。这种病症会导致脑脊液在脑室内积聚并产生压力。

Seidler 说,大脑变化可能反映了神经元之间形成了新的连接。她正牵头开展另一项长期研究,以确定这些变化对认知和身体表现的影响,以及大脑变化会持续多久。

例如,即使平衡能力恢复,大脑仍可能调动不同的神经通路,以补偿太空飞行造成的大脑结构变化。

她说:“行为可能会恢复正常,但大脑控制行为的方式可能会改变。”

这项研究由 NASA 资助,刊载于《Nature Microgravity》。

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