最新研究:零重力下宇航员大脑液体会 “重新分布” 脑室中脑脊液变多
北京時間10月20日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,科學(xué)家針對11名抵達(dá)國際空間站的宇航員進(jìn)行深入研究,發(fā)現(xiàn)宇航員太空飛行時大腦周圍的液體在頭骨中重新分布。
該研究是由比利時安特衛(wèi)普大學(xué)平衡研究和航空航天實(shí)驗(yàn)室(LEIA)博士生史蒂文·尤靈斯負(fù)責(zé)的,證實(shí)了之前關(guān)于微重力對人腦影響的發(fā)現(xiàn)。此前尤靈斯參與了兩項(xiàng)關(guān)于太空飛行對俄羅斯宇航員大腦影響的研究,近期他再次對這一研究主題進(jìn)行深入探索。
。他之前參與了宇航員大腦分析工作,使用標(biāo)準(zhǔn)類型的核磁共振成像(MRI)展開分析,目前他在最新研究中使用一種特殊類型的核磁共振掃描,包括一系列的擴(kuò)散核磁共振成像技術(shù)(dMRI)。便于我們深入觀察大腦結(jié)構(gòu),研究航天飛行時大腦發(fā)生怎樣的變化。
在導(dǎo)師弗洛里斯·伍特斯的幫助下,尤靈斯開始對太空飛行對人類大腦的影響產(chǎn)生興趣,伍特斯有研究大腦前庭神經(jīng)系統(tǒng)的豐富經(jīng)驗(yàn),前庭系統(tǒng)是內(nèi)耳中負(fù)責(zé)平衡和空間定位的一組感覺器官。
2009年,伍特斯寫了一份提案,對俄羅斯航天局11名宇航員進(jìn)行核磁共振掃描,用于研究大腦神經(jīng)可塑性,也就是大腦適應(yīng)新環(huán)境的能力。這項(xiàng)工作從2013年開始,尤靈斯于2016年加入該研究團(tuán)隊(duì),2017年,他們對宇航員進(jìn)行觀察分析,此時他們已掌握充足數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
人類身體是為了適應(yīng)地球重力而設(shè)計(jì)的,身體許多部分已經(jīng)進(jìn)化到能對這種向下拉力做出反應(yīng),當(dāng)人類(以及其他哺乳動物)長時間停留在太空軌道時,他們的生物系統(tǒng)就會發(fā)生變化,在軌道上的微重力環(huán)境會讓宇航員產(chǎn)生失重感。
在地球表面,響應(yīng)重力作用的人體液體和凝膠物質(zhì)對于我們的身體日常功能非常重要。耳石是大腦前庭系統(tǒng)的一部分,位于內(nèi)耳深處,幫助大腦接收信息,告訴大腦頭部所處的方向。耳石是由叫做耳錐的微小晶體結(jié)構(gòu)組成,它們平置在內(nèi)耳的凝膠上。
當(dāng)頭部做出傾斜到一側(cè)肩膀的動作時,重力將耳錐晶體牽引至內(nèi)耳的毛發(fā)上,向大腦發(fā)送頭部已傾斜的信號。但在微重力條件下,沒有足夠的引力告訴大腦:頭部已改變了位置。當(dāng)宇航員進(jìn)入太空的前幾天,他們會感到迷失方向,長期暴露在微重力下意味著他們返回地球后需要一段時間恢復(fù),才能重新適應(yīng)地球重力環(huán)境。
尤靈斯指出,在太空飛行時宇航員大腦和脊椎周圍的液體不像在地球上那樣移動。最新研究表明,在國際空間站執(zhí)行6個月任務(wù)的宇航員,經(jīng)常會感到頭部向上移動,而且在微重力狀態(tài)下,大腦和脊椎周圍的液體會重新分布。
他在接受記者采訪時說:“腦脊液是環(huán)繞大腦和脊髓周圍的液體,這些液體具有多種功能,但它在大腦周圍也有助于當(dāng)你撞頭時起到緩沖空間的作用,所以人們的大腦組織不會輕易遭受傷害。”
”,在這項(xiàng)最新研究中,他們監(jiān)測了宇航員身體,發(fā)現(xiàn)宇航員返回地球后腦脊液會在大腦下半部分聚集,這表明他們在太空中大腦整體向上移動。然而,這僅是一種暫時現(xiàn)象,是可逆的,在后續(xù)的監(jiān)測掃描中,他們發(fā)現(xiàn)大腦幾乎完全恢復(fù)到太空飛行之前的狀況。
這項(xiàng)最新研究證實(shí)了之前的研究結(jié)果,在大腦深處產(chǎn)生腦脊液的開放結(jié)構(gòu),也就是腦室(ventricles),出現(xiàn)空間擴(kuò)張。該研究表明,盡管在飛行后檢查和7個月的隨訪檢查期間腦室縮小,但宇航員腦室中的腦脊液仍多于進(jìn)入太空之前。
研究人員指出,腦脊液的正常循環(huán)確實(shí)存在障礙,而且雖然它似乎對顱骨內(nèi)壓力無影響,但這種對顱脊髓液正常循環(huán)的破壞可能是一些宇航員在航天飛行期間和之后會出現(xiàn)視力模糊的原因。
尤靈斯稱,在未來相關(guān)研究中使用不同核磁共振技術(shù)可以幫助科學(xué)家收集更多關(guān)于太空中大腦的信息,例如:太空飛行是否會導(dǎo)致大腦出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化。
據(jù)悉,尤靈斯的研究項(xiàng)目獲得歐洲航天局的資助,與俄羅斯科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)研究所保持合作關(guān)系。
總結(jié)
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