Еще одно воздействие космического полета на головной мозг
Опубликована очередная работа о влиянии космического полета на мозг. Снова обнаружены изменения мозга после длительного полета (читайте о предыдущих работах, например, тут, тут и тут). В результате воздействия микрогравитации у большинства членов экипажа международной космической станции оказался деформирован гипофиз и увеличился объем белого вещества головного мозга. Об этом пишет журнал Radiology.
Космонавты часто отмечают снижение остроты зрения после длительного воздействия микрогравитации. Этот факт давно известен и называется ассоциированным с космическим полетом нейроглазным синдромом (spaceflight-associated neuro-ocular syndrome — SANS), при котором наблюдаются такие патологические изменения, как утолщение нервных волокон в сетчатке, отек зрительного нерва, кровоизлияния в сетчатке и некоторые другие. Ученые предположили, что такие изменения могут происходить в результате повышения внутричерепного давления.
Дело в том, что гравитационное поле Земли способствует образованию градиента гидростатического давления, которое постепенно увеличивается от головы к нижним конечностям. Экипаж космической станции находится в состоянии микрогравитации, поэтому градиент давления нарушается и жидкость перераспределяется иначе, притекая к голове. Для того, чтобы лучше изучить этот механизм, одиннадцати астронавтам космической станции было предложено сделать МРТ головного мозга до и после космического полета. В результате оказалось, что повышение внутричерепного давления влияет не только на зрение.
На МРТ было заметно увеличение объема белого вещества головного мозга, которое возникало в результате увеличения объема ликвора (жидкости, которая заполняет спинномозговой канал и желудочки мозга). Кроме того, была выявлена деформация гипофиза (главной железы внутренней секреции) в виде уменьшения высоты его ножки и приобретения им вогнутой формы. Также было замечено увеличение объёмов желудочков мозга, однако, эти изменения носили незначительный характер и находились в пределах нормальных значений.
Теперь ученые ищут способы противодействия эффектам микрогравитации, рассматриваются такие варианты, как создание искусственной гравитации на станции и воздействие отрицательного давления на нижние конечности, чтобы противодействовать перераспределению жидкости. Также, результаты исследования могут быть полезны и «земной» медицине, например, лучшее изучение механизмов, которые способствуют увеличению объема желудочков мозга, может помочь в лечении больных с гидроцефалией.
Текст: Мария Гоглова
Intracranial Effects of Microgravity: A Prospective Longitudinal MRI Study. Radiology by Kramer, L. A., Hasan, K. M., Stenger, M. B., Sargsyan, A., Laurie, S. S., Otto, C., … Macias, B. R. In Radiology (2020).
Космическое излучение влияет на психику, но не на умственные способности космонавтов
Научная группа из Института медико-биологических проблем РАН пришла к выводу, что длительное нахождение в открытом космосе (за пределами магнитосферы Земли) напрямую не влияет на когнитивные…
Вспышки в глазах: движение быстрее скорости света
Многие пациенты, проходившие курс лучевой терапии, сообщали о световых вспышках (фосфенах) во время процедуры. Фосфены наблюдались даже тогда, когда глаза пациентов были закрыты. О чем-то…
Гекконы проявляют игровое поведение даже в невесомости
Учёные МГУ имени М.В. Ломоносова и НИИ Морфологии человека отправили некрупных ящериц – толстопалых гекконов – в космос и обнаружили, что они проявляют игровое поведение…
Долговременное влияние космического полета на мозг
В новом выпуске New England Journal of Medicine (к слову, журнал с Impact Factor 2017/18 год вдвое больше чем у Science/Nature — 79.258) вышло короткое…
Желудочки головного мозга увеличиваются после длительного пребывания в космосе
Группа ученых из России, Бельгии и Германии обнаружила у космонавтов Роскосмоса увеличение объема боковых и третьего желудочков мозга. Статья об исследовании была опубликована в журнале…
Как космос меняет мозг астронавта
Пребывание в космосе перестраивает мозг космонавта. Таков основной вывод исследования, которое провели нейробиологи из Мичиганского университета. Их данные опубликованы в журнале Microgravity. Фото: Stockvault Участниками…
Как нейтронное облучение влияет на мозг
Группа российских исследователей изучила влияние низких доз нейтронного излучения на головной мозг мышей. Ученые обнаружили, что оно подавляет образование новых нервных клеток у животных, но…
Почему в Антарктиде могут впадать в состояние «психологической гибернации»?
Новое исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Psychology, проливает свет на механизмы адаптации у людей, долгое время пребывающих в изоляции при экстремальных природных условиях. Исследователи…
Что происходит с мозгом астронавта?
Космическая индустрия вовсю развивается и диктует необходимость изучать воздействия окружающей среды на организм космонавтов. Делают это в модельных экспериментах, благо микрогравитацию имитировать учёные уже научились….
Источник
Пребывание в космосе изменило структуру головного мозга
2001: A Space Odyssey / Metro-Goldwyn-Mayer 1968
Длительное пребывание в состоянии микрогравитации приводит к изменениям в структуре головного мозга, что может также быть связано с распространением нарушения зрения у космонавтов. К таким выводам пришли американские ученые, которые провели анализ структуры головного мозга и циркуляции спинномозговой жидкости среди космонавтов, которые провели в невесомости от двух недель до полугода. Статья опубликована в журнале The New England Journal of Medicine.
Самым распространенным синдромом долгого нахождения в состоянии невесомости является отек диска зрительного нерва, вызванный повышенным внутричерепным давлением. Такой отек может привести к появлению слепых пятен в зрительном поле, при этом также может уменьшиться острота зрения: космонавты, долгое время находящиеся в условиях невесомости, при возвращении на Землю жалуются на ухудшение зрения. При этом, точные причины (в особенности — в нейробиологическом плане) до сих пор не изучены до конца.
Авторы новой работы изучили изменения в структуре головного мозга после длительного и кратковременного нахождения в условиях микрогравитации при помощи магнитно-резонансной томографии (МРТ). В исследовании приняли участие две группы космонавтов: 18 человек, которые провели чуть менее полугода (164 дня) на Международной космической станции, и 16 человек, которые провели в космических шаттлах около двух недель. Исследователи просканировали космонавтов через неделю после возвращения на Землю и сравнили полученные изображения с теми, которые были сделаны за десять месяцев до полета — в процессе подготовки.
Анализ структуры головного мозга выявил сужение центральной борозды, разделяющей лобную и теменную доли, у 17 из 18 космонавтов после длительного пребывания в невесомости и у трех — после кратковременного. Ученые также сравнили динамические изображения мозга космонавтов во время пребывания в МРТ до и после полета (12 человек — после длительных миссий и шестерых — после коротких полетов) и выяснили, что длительное пребывание в невесомости связано с небольшим сдвигом коры больших полушарий вверх в черепной коробке. Кроме того, ученые обнаружили нарушения циркуляции спинномозговой жидкости в теменных долях (что также связано с сужением центральной борозды) среди всех участников длительных космических миссий (в данном случае — 12 человек).
Затем ученые совместили полученные данные с наличием у космонавтов отеков диска зрительного нерва после длительного полета. Этот синдром был обнаружен у трех космонавтов — и у всех из них также было обнаружено сужение центральной борозды. У одного из трех космонавтов с доступным динамичным изображением мозга также было обнаружено смещение коры больших полушарий. На основании этого ученые сделали вывод о том, что длительное пребывание в невесомости приводит к заметным структурным изменениям головного мозга. По мнению авторов эти изменения, в свою очередь, могут также быть связаны с появлением нарушений зрения. Однако, эта связь была обнаружена лишь у трех космонавтов, поэтому сами авторы указывают на важность дальнейших исследований.
Обеспечение безопасности космонавтов при длительных космических миссиях — очень важная задача для технических специалистов и медиков. Например, в нашей заметке вы можете прочитать о потенциально опасных грибах на космической станции, а здесь — об использования астероидов для создания радиозащитных оболочек для космических кораблей.
Источник
Мозг и космос
Самый совершенный представитель мыслящей материи — мозг — с полным правом заслуживает сравнения с космосом. Насколько необозримы, удивительны и неповторимы явления в окружающем нас звездном мире, настолько же беспределен в своей сложности человеческий мозг. Это тоже целый мир, хранящий в себе уникальные способности и возможности.
Можно сказать больше; все наши знания о Земле и о космосе, о нас самих зависят в большой степени от того, насколько мы понимаем работу своего мозга как органа познания.
Мозг занимает в нашем организме привилегированное положение. Снаружи его нежнейшие ткани надежно защищает костный панцирь черепа, внутри — спинномозговая жидкость, оберегающая от сотрясений. Составляя всего два процента общего веса тела, мозг с его тысячами кровеносных сосудов поглощает двадцать процентов получаемого организмом кислорода. Мозг получает непропорционально большую долю питательных веществ даже тогда, когда организм голодает. Не получающий достаточного питания ребенок может потерять пятьдесят процентов веса, но мозг потеряет лишь пятнадцать. Заметный вклад в науку о мозге был сделан австрийским анатомом Ф. Галлем. Именно он в начале XIX века впервые сказал о важной роли коры головного мозга — тонкого серого слоя, покрывающего с поверхности все борозды и извилины. Ученый обратил внимание исследователей на необходимость изучения больших полушарий мозга. Правда, сам он пошел по ложному пути, связав психические способности с узко ограниченными участками коры. В истории науки Галль остался как создатель френологии, учения, согласно которому по конфигурации черепа можно судить о характере человека. Позднее эта весьма уязвимая гипотеза была взята на вооружение расистами всех мастей. Но в то время, когда жил Галль, его идеи оказали плодотворное влияние на развитие науки о мозге. Начались поиски конкретных участков мозга, отвечающих за различные процессы, физиологические отправления организма. Ключи к механизму работы мозга спрятаны в нервных клетках — нейронах, огромная армия которых — четырнадцать — шестнадцать миллиардов — и составляет то, что мы называем нашим мыслящим центром. Именно эти клетки воспринимают и обрабатывают информацию, поступающую из внешнего мира через органы чувств или из других нервных клеток. Информация передается в форме электрических импульсов по нервным волокнам и химических сигналов, а в ответ по другим нервам рассылаются команды к действию в различные части тела.
Мозговые клетки, по всей вероятности, отличаются друг от друга — особый биохимический «почерк» делает каждую клетку уникальной. Отдельные группы клеток выполняют четко выраженные функции, управляют, например, дыханием, сном, работой сердца. Клетки, расположенные в глубине мозга, на участке, который называют гипоталамусом, «ответственны» за такие чувства, как голод, жажда, агрессивность, а разбросанные по полушариям мозга, но связанные между собой клетки действуют, по-видимому, как регулятор громкости в радиоприемнике, регулируя внимание и «состояние ума». Затылочная часть мозга, известная под названием мозжечка, координирует движения.
Самые основные функции мозга — мышление, речь, память — связаны главным образом с тонким слоем серого вещества, которое покрывает переднюю и боковые поверхности мозга и называется корой головного мозга.
Сюда поступают сигналы из самых различных частей мозга. Что бы ни произошло, кора почти наверняка будет об этом извещена.
Мозг в состоянии обрабатывать одновременно сотни тысяч импульсов-сигналов. В некоторых участках мозга примерно на пятнадцать кубических сантиметров приходится до ста миллионов нервных клеток, и каждая из них соединена с многими тысячами других.
А насколько сложно и совершенно внутреннее строение нейрона! Его для наглядности можно сравнить с большим химическим комбинатом. Нейроны состоят из тончайших мембран, канальцев, трубочек, волокон и других структур, величина которых колеблется в пределах от десяти до двух-трех тысяч ангстрем. В «цехах» этого комбината вырабатываются все необходимые для жизнедеятельности клетки вещества. И вот что следует подчеркнуть: как нет в мире двух совершенно одинаковых людей, так и клеточное строение мозга у всех людей неодинаково.
Так выглядит в самом первом приближении наша Страна Сознания. На ее карте, увы, еще очень много белых пятен. Какие физико-химические процессы стоят за словами «понимаю», «думаю», «вспомнил»? Ответить мы еще не можем.
Ныне «мыслящий космос» исследует огромная армия ученых. И наверное, их творческий поиск можно сравнить пока с положением первопроходцев Земли накануне Великих географических открытий.
Открытия последних лет и десятилетий, сделанные нейрофизиологами, весьма красноречивы. Они лишний раз подтверждают ту великую истину, что для науки нет неприступных высот в познании. Страна Сознания все больше и больше раскрывает свои неповторимые особенности и необыкновенные возможности.
Читайте также
КОСМОС
КОСМОС Ракета-носитель «Протон» Ракета-носитель «Протон», относящаяся к тяжелому классу, разработана под руководством генерального конструктора академика В. Челомея. Начиная с 1965 года до наших дней она используется для запуска орбитальных пилотируемых и
КОСМОС
КОСМОС (греч. kosmos — устройство, упорядоченность, украшение) категория классической философии (см. Классика — Неклассика — Пост- неклассика), фиксирующая представление о мире как об упорядоченной и структурной целостности, подчиненной имманентным потенциально
Что такое космос?
Что такое космос? Слово «космос» пришло к нам из древнегреческого языка, и сначала оно не имело никакого отношения к небу и тому, что находится далеко за его пределами. Древние греки называли космосом украшение, мир, порядок. И только потом, когда люди поняли, что Земля, на
Космос и человек
Космос и человек Откуда появилось и что означает слово «космос»?Слово «космос» пришло к нам из древнегреческого языка, и сначала оно не имело никакого отношения к небу и тому, что находится далеко за его пределами. Древние греки называли космосом украшение, мир, порядок.
Населенный космос
Населенный космос Человек стал космонавтом. Управляемые посадки и исследования Луны, исследования других планет с помощью космических зондов стали чрезвычайно важной вехой в развитии Земли. Успехи нашей космической программы привели к тому, что космический полет
Космос
Космос Космос (греч. KosmoV) – первоначально синоним «порядка, гармонии, красоты», со временем стало обозначать «мир или вселенную». По преданию, впервые назвал мир этим именем Пифагор, в виду пропорциональности и гармонии его частей. Согласно с этим, у всех греческих
Космос (Вселенная)
Космос (Вселенная) Космос (греч. kosmos — строй, порядок, мир, Вселенная) первоначально у древних греков (начиная с Пифагора 6 в до н. э.) — Вселенная как стройная организованная система в противоположность хаосу беспорядочному нагромождению материи. От греков термин «К.»
Космос
Космос Космос (от греческого kоsmos) – синоним Вселенной. Древние греки использовали слово «космос» для обозначения таких понятий, как «порядок», «гармония», «чистота». Позже космосом стали называть мироздание, Вселенную. Первым это слово для обозначения понятия «мир»
Земля и космос
Земля и космос Наша Земля – одна из планет Солнечной системы. То есть большое шарообразное тело, вращающееся вокруг Солнца. Ну и что? Какое отношение это имеет к Арктике с Антарктикой? Оказывается, самое прямое. Именно особенностями нашей планеты и ее движения в космосе
КОСМОС COSMOS
КОСМОС COSMOS ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ: АВТОБОТ.ФУНКЦИЯ: РАЗВЕДКА И СВЯЗЬ.ПЕРВОЕ ПОЯВЛЕНИЕ: «ТРАНСФОРМЕРЫ», выпуск
Космос и космонавтика
Космос и космонавтика См. также «НЛО и братья по разуму» В космосе ничего не пропадает. Станислав Лем Каждый дурак знает, что до звезд не достать, а умные, не обращая внимания на дураков, пытаются. Гарри Андерсон Луна: то, что раньше нам обещали политики, а теперь обещают
ЧЕЛОВЕК И КОСМОС
ЧЕЛОВЕК И КОСМОС Почти за полвека до начала космической эры — запуска первого в мире искусственного спутника Земли — скромный калужский учитель и гениальный ученый К- Э. Циолковский создал теорию реактивного движения и ракетной техники, наметил примерные пути, по
Источник