随着我们在地球上的年龄和成长，我们的大脑会发生变化。但是人脑在太空中呆了很长时间后会发生什么变化呢？
在一项由欧洲航天局和俄罗斯航天局Roscosmos合作开展的新研究中，研究人员探索了宇航员在往返太空后大脑的变化。他们展示了大脑如何适应太空飞行，发现大脑几乎被“重新布线”，流体变化和形状变化都会发生。研究人员发现，这些变化可以在一个人返回地球后持续数月。
研究负责人、比利时安特卫普大学的研究员弗洛里斯·伍伊茨告诉 Space.com，该团队观察到的奇怪的大脑变化是“非常新的和非常出乎意料的”。
如何在太空中研究大脑
在这项研究中，国际研究小组研究了 12 名男性宇航员在飞往国际空间站前后不久的大脑。他们还在返回地球七个月后观察了这些宇航员的大脑。这项研究中的所有宇航员都参加了平均持续 172 天或仅超过五个半月的长时间飞行。
“我们最初专注于神经可塑性，以了解大脑如何适应太空飞行，”Wuyts 说，并补充说该团队还专注于宇航员受试者大脑内的连通性。
“[宇航员大脑]的结构分析已经完成，但尚未进行连通性研究，”Wuyts 说。“通过这篇关于连通性的论文，我们终于找到了关于这种神经可塑性的答案。”
为了实现这一目标，该团队使用了一种称为纤维束成像的大脑成像技术，这是一种 3D 重建技术，它使用来自扩散MRI（磁共振成像）或 dMRI 扫描的数据来研究大脑内的结构和连通性。
“纤维束成像提供了一种大脑布线方案。我们的研究是第一个使用这种特定方法来检测太空飞行后大脑结构变化的研究，”Wuyts 在一封电子邮件声明中说。
Wuyts 解释说，MRI 数据可以告诉研究人员很多关于受试者大脑的信息。
“MRI 在灰质（如 PC 中的微处理器）和白质（PC 主板上的连接，所有处理单元之间）的水平上观察结构。MRI 还观察大脑中的液体，称为脑脊液 (CSF)，”Wuyts 告诉 Space.com。
大脑有什么变化？
“在太空飞行之后，这些结构似乎发生了变化，主要是由于太空中发生的流体转移引起的变形，”Wuyts 说。有趣的是，该团队还发现灰质和白质有所增加。在大脑中，白质促进了大脑灰质之间以及灰质与身体其他部位之间的交流。
除了这种流体变化，研究小组还注意到大脑的形状变化，特别是胼胝体，这是一大束神经纤维，Wuyts 在声明中将其描述为“连接大脑两个半球的中央高速公路”。
以前，人们认为太空飞行会导致胼胝体本身的结构变化。然而，Wuyts 解释说，研究小组发现附近的脑室实际上会扩张，这会改变胼胝体周围该区域的神经组织，从而改变其形状。大脑中的脑室是产生和储存脑脊液的口袋，脑脊液是围绕大脑和脊髓的液体。
研究人员还“发现大脑的几个运动区域之间的神经连接发生了变化，”主要作者、宾夕法尼亚州德雷塞尔大学的研究员安德烈·多罗辛在声明中说。“运动区域是发起运动命令的大脑中心。与地球相比，在失重状态下，宇航员需要大幅调整他或她的运动策略。我们的研究表明，他们的大脑可以说是重新布线的。”
“从以前的研究中，我们知道这些运动区域在太空飞行后显示出适应迹象。现在，我们有第一个迹象表明它也反映在这些区域之间的联系层面，”Wuyts 在声明中补充道。
但这些变化并不仅仅在宇航员返回地球后立即被注意到。在着陆七个月后对受试者进行的脑部扫描中，研究小组发现这些变化仍然存在。
可以做什么？
这项研究是越来越多的研究的一部分，该研究正在探索太空飞行，特别是长时间的太空旅行如何影响人体。这并不是我们对该主题理解的结束，但它确实揭示了大脑如何受到影响的新见解，研究人员可以利用这些信息更好地保护人类进入太空。
“我们的研究表明，我们应该采取对策，以确保大脑的流体变化和形状变化受到限制，”Wuyts 告诉 Space.com。
Wuyts 补充说，可以减少这些影响的一项措施是人工重力。理论上，人造重力是由惯性力产生的，以复制重力的感觉，例如，我们在地球上体验到的重力。近年来，科学家们开始将这一概念变为现实，这是科幻小说中陈旧的主要内容。
“在空间站或前往火星的火箭上使用人工重力很可能会解决流体转移问题。斯坦利·库布里克 (Stanley Kubrick) 的电影‘Space Odyssey 2001’中的旋转甜甜圈是理想情况的一个很好的例子。然而，实现起来很复杂。然而，这可能是要走的路。未来的研究会证明这一点，”Wuyts 说。
这项工作于2 月 18 日发表在《神经电路前沿》杂志上。
