У космосі мозок погано працює - Sciences et Avenir

Згідно з останніми дослідженнями, мозок космонавтів постійно змінюється завдяки тривалому перебуванню на орбітах. Для подорожі на Марс рішенням може стати ... сплячка. Ця стаття взята з журналу Science et Avenir № 867 (травень 2019 р.).

Космонавт, якого розвіяла чуя

Планета Марс потрапляє в поле зору американців та китайців, твердо вирішивши першою ступити на її іржавий грунт у найближчі десятиліття. Ось дні міжпланетних дослідників! Або майже ... Оскільки, здається, виникає перешкода: подібно морським розвідкам, враженим цингою, завоюванню космосу може перешкоджати ... дегенерація головного мозку. Європейське дослідження, проведене під керівництвом бельгійця Флоріса Вуйтса з Університету Антверпена (Бельгія) і опубліковане в листопаді 2018 року в New England Journal of Medicine, насправді щойно показало шкідливі наслідки поїздки на довгий курс у простір на цьому органі.

Це не вперше, коли дослідники викликають сумніви щодо здатності людського тіла протистояти наслідкам подорожі з нульовою гравітацією щонайменше за шість місяців до Червоної планети. Саме для того, щоб випробувати ці ефекти та знайти їх рішення, екіпажі залишаються на Міжнародній космічній станції (МКС) протягом півроку. Витрата м’язів, втрата зору або щільності кісток сьогодні добре задокументовані. Але поведінка мозку все ще була великою невідомістю.

Проведене командою американського психіатра Вінсента Коппельманса з Університету штату Юта, саме перше дослідження (2016 р.) Базувалося на аналізі МРТ (магнітно-резонансної томографії), проведеному на 27 астронавтах НАСА до та після їхньої місії: половина з них виконала політ від двох до трьох тижнів на космічному кораблі, інші тривалий термін перебування на МКС. Йшлося про аналіз можливих модифікацій сірої речовини. "Ми виявили значне зменшення його обсягу, що охоплює великі ділянки, що охоплюють скроневі та лобові полюси та навколо очниць, зазначають автори дослідження. У деяких регіонах мозку цей ефект був більшим для екіпажів. на човнику ". Найбільш уражені ділянки мозку - це ті, де представлені нижні кінцівки ... безробітними з нульовою вагою.

Короткі рейси мають незначний ефект

Пояснення дискомфорту космонавтів

Ці зміни можуть пояснити деякі незручності, які зазнали космонавти, такі як підвищений внутрішньочерепний тиск, набряк зорового нерва, а також втрата гостроти зору. Без того, щоб дослідники змогли на цьому етапі уточнити, чи може це призвести до інших патологій, що виводять з ладу. Тим більше, що лобова і тім’яна частки, які найбільше постраждали, відповідають за рух тіла і верхню виконавчу функцію. Однак порушення цього змінить здатність космонавтів адаптуватися до нового середовища та керувати новими ситуаціями ... Все це очікується від дослідника нових світів.

Чи можуть ці зміни мозку через відсутність сили тяжіння мати тривалий вплив на когнітивні здібності? І як мозок відреагує вже не на невагомість, а на низьку гравітацію, яка панує на Місяці та Марсі, якщо там одного разу будуть створені космічні бази? Ніхто не може сказати, що дослідження перебувають у зародковому стані. Ось чому 23 січня Донна Робертс з Медичного університету Південної Кароліни та Лонні Петерсен з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго опублікували статтю в журналі Jama Neurology із закликом до подальшого аналізу. політ). "Цей синдром може представляти собою нормальну реакцію мозку. Але ми повинні оцінити, чи представляє Галс адаптивну реакцію або патологічний процес, який повинен бути послаблений, можливо, за допомогою імітації сили тяжіння", - сказано в заяві дослідників, опублікованій медичним університетом з Південної Кароліни.

Імітується гравітація між науковою фантастикою та реальністю

Наукова фантастика часто використовує імітаційну гравітацію, щоб уявити, як люди можуть здійснити міжзоряні подорожі. У великих, повільно обертаються посудинах відцентрова сила дає можливість відтворювати штучну гравітацію. Але для імітації гравітації Землі знадобиться корабель діаметром не менше 450 метрів! Що стосується невеликого судна, що рухається вперед швидким обертанням, це може спричинити запаморочення та нудоту. Рішення ? Укладайте астронавтів спати під час подорожі, щоб вони не зазнали цих мук. NASA та ESA, Європейське космічне агентство, розпочали дослідження в цьому напрямку. На конференції Американського фізіологічного товариства в жовтні 2018 року в Новому Орлеані вчені обговорили можливість вступу людей у так звану синтетичну сплячку. Для цього нам потрібно було б знати нервовий тригер, який у зимових сплячих тварин викликає зниження температури тіла, щоб уповільнити метаболізм. Але цей процес, який відбувається в довгастому мозку, місці контролю над виробництвом тепла у ссавців, залишається невідомим.

Терапевтичне переохолодження вже застосовується в лікарні у разі нестачі кисню при народженні, серцевого нападу або крововиливу: температура тіла знижується до 32-34 ° C завдяки охолодженій оболонці або ін'єкції охолодженої фізіологічної сироватки, що дозволяє організму споживають менше кисню, а мозок відновлюється або захищається. Для того, щоб адаптувати цей протокол до космічних подорожей, американська компанія SpaceWorks представила у 2017 році свою першу роботу з людського застою (уповільнення кровообігу), яка полягала у введенні екіпажу в стан переохолодження та глибокого сну на 14 днів. Багатообіцяючий початок, але дослідники визнають, що важко просуватися по вузькому хребту між тривалим жахом ... і глибоким сном.

Один близнюк старший за іншого

Скотт і Марк Келлі, однояйцеві американські близнюки з однаковою генетикою, увійшли в історію космосу. Перший провів 340 днів на Міжнародній космічній станції в 2015 році, тоді як другий використовувався як свідок на суші. Протягом 25 місяців два брати були морськими свинками в наукових експериментах до і після орбітального польоту, що дозволило провести перше довготривале порівняльне фізіологічне дослідження. Результат дослідження, оголошений 11 квітня NASA, викликає питання. На орбіті імунна система, здається, перегрівається, активуючи тисячі раніше мовчазних генів, тоді як мікробіом збагачується новими видами бактерій. Якщо вони швидко зникають після повернення, через 7 місяців 8,7% генів Скотта Келлі все ще мали змінену поведінку. Що стосується теломер, кінця хромосом, їх середня довжина дивно збільшується в просторі, ніби клітини молодшають. Але цей ефект скасувався після повернення, і в результаті дослідники виявили багато клітин, що містять коротші теломери, що є ознакою прискореного старіння. Нарешті, астронавт показав себе, що після польоту набагато гірше виконував різні когнітивні тести ...