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新研究:宇航員的腦液將在零重力下“重新分佈”



北京時間10月20日消息,據國外媒體報導,科學家對到達國際空間站的11名宇航員進行了深入研究,發現宇航員大腦周圍的液體在太空飛行過程中重新分佈在頭骨上。這項研究是由比利時安特衛普大學平衡研究與航空航天實驗室(LEIA)的博士研究生Steven Ullings領導的,該研究證實了先前有關微重力對人腦影響的發現。 在此之前,吉林斯參加了兩項關於太空飛行對俄羅斯宇航員大腦的影響的研究。 最近,他再次深入探討了這個話題。

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2020年2月7日,第62太空探險隊的三名成員:Oleg Skripochka,Jessica Mayer和Andrew Morgan,在國際空間站合影上穿著帶有任務徽標的T卹。

烏林斯和研究小組研究了11名宇航員在太空飛行之前,著陸後9天以及返回地球後6至7個月的大腦狀況。 他之前曾參與宇航員的大腦分析,使用標準類型的磁共振成像(MRI)進行分析,目前,他在最新研究中使用了特殊類型的MRI掃描,包括一系列擴散磁共振成像( dMRI))。 對於我們來說,深入觀察大腦結構並研究大腦在太空飛行中的變化是很方便的。

在他的導師弗洛里斯·伍茲的幫助下,吉林斯開始對太空飛行對人腦的影響產生興趣。 伍茲在研究大腦的前庭神經系統方面擁有豐富的經驗。 前庭系統是負責平衡和空間的內耳。 一組定位的感覺器官。

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這是比利時安特衛普大學的博士生史蒂芬·朱林斯(Steven Julings)對宇航員的大腦結構的分析。 烏林斯及其同事發表了一份研究報告,稱他們的最新研究證實了太空飛行對顱腦脊髓液在大腦周圍分佈的先前影響。 與下部區域相比,大腦下部覆蓋的腦脊液更多,這可能是太空飛行的過程。 導致大腦在頭骨中向上移動的跡象。

2009年,Wuters提出了一項建議,對俄羅斯航天局的11名宇航員進行MRI掃描,以研究大腦的神經可塑性,即大腦適應新環境的能力。 這項工作始於2013年,吉林斯(Jillings)於2016年加入研究團隊。2017年,他們觀察並分析了宇航員。 這時,他們有足夠的數據用於統計分析。

人體旨在適應地球的重力。 身體的許多部分已經進化以應對這種向下的力量。 當人類(和其他哺乳動物)長時間停留在太空軌道上時,其生物系統將發生變化,軌道上的微重力環境將使宇航員感到失重。

在地球表面,響應重力的人體液體和凝膠對於我們的日常功能非常重要。 耳石是大腦前庭系統的一部分,位於內耳的深處,有助於大腦接收信息並告訴大腦頭部在哪裡。 耳石由稱為耳錐的微小晶體結構組成,它們平放在內耳的凝膠上。

當頭部傾斜到一個肩膀時,重力將耳錐晶體拉到內耳的頭髮,向大腦發出一個信號,表明頭部已傾斜。 但是在微重力條件下,沒有足夠的重力來告訴大腦頭部已經改變了位置。 幾天前宇航員進入太空時,他們會感到迷失方向。 長期暴露於微重力意味著它們在返回地球後需要一段時間的恢復才能重新適應地球的重力環境。

烏林斯指出,宇航員的大腦和脊柱周圍的流體不會像太空飛行時在地球上那樣移動。 最新研究表明,在國際空間站進行了為期六個月的飛行的宇航員通常會感到頭部向上移動,在微重力作用下,大腦和脊柱周圍的液體會重新分佈。

他在接受記者採訪時說:“腦脊液是包圍大腦和脊髓的液體。 這些液體具有多種功能,但當您擊中頭部時,它也有助於緩衝空間。 因此人們的大腦不會輕易受到傷害。”

除了緩衝腦部碰撞外,腦脊液還有助於清除大腦中的“廢物”。 在這項最新研究中,他們監視了宇航員的屍體,發現宇航員返回地球後,腦脊液會積聚在大腦的下半部分,這表明整個大腦在太空中向上移動。 但是,這只是暫時現象,並且是可逆的。 在後續的監視掃描中,他們發現大腦幾乎完全恢復了太空飛行之前的狀態。

這項最新研究證實了先前研究的結果。 在大腦深處產生腦脊髓液的開放結構(稱為心室)顯示出空間膨脹。 研究表明,儘管在飛行後檢查和7個月的隨訪檢查中腦室縮小,但與進入太空之前相比,宇航員腦室中的腦脊液仍然更多。

研究人員指出,確實存在阻礙腦脊液正常循環的障礙,儘管它似乎對顱骨的壓力沒有影響,但是這種對腦脊液正常循環的損害可能是由某些宇航員視力模糊造成的。太空飛行期間和之後的原因。

烏林斯說,在未來的相關研究中使用不同的MRI技術可以幫助科學家收集有關太空中大腦的更多信息,例如太空飛行是否會引起大腦結構的變化。

據報導,吉林斯的研究項目已經獲得了歐洲航天局的資助,並與俄羅斯科學院生物醫學研究所保持著合作關係。 (葉慶成)