最新研究:零重力下宇航員大腦液體會“重新分佈”
2020年10月20日08:17
2020年2月7日,62號太空探險隊3名成員:奧列格·斯克里波奇卡、傑西卡·梅爾和安德魯·摩根,他們身穿帶有任務標誌的T恤在國際空間站合影。
2020年2月7日,62號太空探險隊3名成員:奧列格·斯克里波奇卡、傑西卡·梅爾和安德魯·摩根,他們身穿帶有任務標誌的T恤在國際空間站合影。

  10月20日消息,據國外媒體報導,科學家針對11名抵達國際空間站的宇航員進行深入研究,發現宇航員太空飛行時大腦周圍的液體在頭骨中重新分佈。

  該研究是由比利時安特衛普大學平衡研究和航空航天實驗室(LEIA)博士生史蒂文·尤靈斯負責的,證實了之前關於微重力對人腦影響的發現。此前尤靈斯參與了兩項關於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行深入探索。

  尤靈斯和研究小組研究了11名宇航員在航天飛行前的大腦狀況,著陸9天后的大腦狀況,以及他們返回地球6-7個月後的大腦狀況。他之前參與了宇航員大腦分析工作,使用標準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瞄,包括一系列的擴散核磁共振成像技術(dMRI)。便於我們深入觀察大腦結構,研究航天飛行時大腦發生怎樣的變化。

  在導師弗洛里斯·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生興趣,伍特斯有研究大腦前庭神經系統的豐富經驗,前庭系統是內耳中負責平衡和空間定位的一組感覺器官。

這是比利時安特衛普大學博士生史蒂文__尤靈斯對宇航員大腦結構的分析圖。尤靈斯和同事發表研究報告稱,他們的最新研究證實了之前關於太空飛行對大腦周圍顱脊液分佈的影響,大腦下部區域比上部區域被更多的腦脊液包裹著,這可能是航天飛行過程中導致大腦在顱骨內向上移動的一個跡象。
這是比利時安特衛普大學博士生史蒂文__尤靈斯對宇航員大腦結構的分析圖。尤靈斯和同事發表研究報告稱,他們的最新研究證實了之前關於太空飛行對大腦周圍顱脊液分佈的影響,大腦下部區域比上部區域被更多的腦脊液包裹著,這可能是航天飛行過程中導致大腦在顱骨內向上移動的一個跡象。

  2009年,伍特斯寫了一份提案,對俄羅斯航天局11名宇航員進行核磁共振掃瞄,用於研究大腦神經可塑性,也就是大腦適應新環境的能力。這項工作從2013年開始,尤靈斯於2016年加入該研究團隊,2017年,他們對宇航員進行觀察分析,此時他們已掌握充足數據進行統計分析。

  人類身體是為了適應地球重力而設計的,身體許多部分已經進化到能對這種向下拉力做出反應,當人類(以及其他哺乳動物)長時間停留在太空軌道時,他們的生物系統就會發生變化,在軌道上的微重力環境會讓宇航員產生失重感。

  在地球表面,響應重力作用的人體液體和凝膠物質對於我們的身體日常功能非常重要。耳石是大腦前庭系統的一部分,位於內耳深處,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構組成,它們平置在內耳的凝膠上。

  當頭部做出傾斜到一側肩膀的動作時,重力將耳錐晶體牽引至內耳的毛髮上,向大腦發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。當宇航員進入太空的前幾天,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後需要一段時間恢復,才能重新適應地球重力環境。

  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,在國際空間站執行6個月任務的宇航員,經常會感到頭部向上移動,而且在微重力狀態下,大腦和脊椎周圍的液體會重新分佈。

  他在接受記者採訪時說:“腦脊液是環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於當你撞頭時起到緩衝空間的作用,所以人們的大腦組織不會輕易遭受傷害。”

  除了緩衝大腦碰撞,腦脊液還有助於清除大腦中的“廢物”,在這項最新研究中,他們監測了宇航員身體,發現宇航員返回地球後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,這僅是一種暫時現象,是可逆的,在後續的監測掃瞄中,他們發現大腦幾乎完全恢復到太空飛行之前的狀況。

  這項最新研究證實了之前的研究結果,在大腦深處產生腦脊液的開放結構,也就是腦室(ventricles),出現空間擴張。該研究表明,儘管在飛行後檢查和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於進入太空之前。

  研究人員指出,腦脊液的正常循環確實存在障礙,而且雖然它似乎對顱骨內壓力無影響,但這種對顱脊髓液正常循環的破壞可能是一些宇航員在航天飛行期間和之後會出現視力模糊的原因。

  尤靈斯稱,在未來相關研究中使用不同核磁共振技術可以幫助科學家收集更多關於太空中大腦的信息,例如:太空飛行是否會導致大腦出現結構變化。

  據悉,尤靈斯的研究項目獲得歐洲航天局的資助,與俄羅斯科學院生物醫學研究所保持合作關係。(葉傾城)

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽