北京時間3月8日消息，據(jù)國外媒體報道，我們已經(jīng)知道，太空飛行會為人體帶來諸多危險，如骨骼和肌肉質(zhì)量流失、眼球大小和功能改變、還有輻射等等。在零重力環(huán)境中生活會帶來大量健康問題，以上只是簡單列舉了幾種。但有一個研究領(lǐng)域近年來開始愈發(fā)引人關(guān)注：太空環(huán)境對大腦的影響，以及微重力本身對大腦形狀和結(jié)構(gòu)的影響。
本周發(fā)表在期刊《美國醫(yī)學(xué)學(xué)會雜志神經(jīng)學(xué)》（JAMA Neurology）上的一項新研究介紹了一些航天飛行對大腦印象的新細(xì)節(jié)。這些研究發(fā)現(xiàn)凸顯了我們對太空對大腦健康和安全的了解之淺薄。隨著我們準(zhǔn)備將更多宇航員送入太空，這些發(fā)現(xiàn)將引發(fā)更多的憂慮情緒。
“這些大腦變化的方向和衰老一致，但發(fā)生的速度更快?！泵绹?span>佛羅里達(dá)大學(xué)應(yīng)用生理學(xué)和運(yùn)動機(jī)能學(xué)教授、此次發(fā)表論文的共同作者拉切爾·賽德勒（Rachael Seidler）指出，“航天任務(wù)持續(xù)時間越長，大腦的變化越大，人體平衡感也下降得越多。”
此次研究發(fā)現(xiàn)主要圍繞頭骨內(nèi)部的腦脊液展開，并首次分析了航天飛行對大腦白質(zhì)的影響?；屹|(zhì)主要由神經(jīng)元細(xì)胞構(gòu)成，在肌肉控制和感官感知中扮演了重要作用。而白質(zhì)則主要由被脂肪覆蓋的神經(jīng)纖維構(gòu)成，負(fù)責(zé)在不同腦區(qū)和神經(jīng)系統(tǒng)之間傳遞信息。
灰質(zhì)發(fā)育在20多歲時到達(dá)頂峰，而白質(zhì)則會繼續(xù)發(fā)育，一直到中年時期才到頂。這使得人們更加擔(dān)憂航天飛行可能會明顯遏制或干擾年輕宇航員的腦部發(fā)育。
有許多記錄表明，宇航員在返回地球后會失去方向感，并且運(yùn)動控制、平衡感、功能靈活性和認(rèn)知能力都有所減退。我們已經(jīng)知道，在太空飛行期間，大腦會向頭骨上方移動，體覺皮質(zhì)（負(fù)責(zé)處理感官信息）的灰質(zhì)體積也會有所增減。但科學(xué)家一直不清楚各類腦部變化之間的聯(lián)系。更重要的是，我們一直不知道太空飛行對大腦白質(zhì)有何影響。
賽德勒和她的團(tuán)隊開發(fā)了一種新技術(shù)，利用擴(kuò)散核磁共振造影（dMRI）追蹤宇航員大腦中水分子的運(yùn)動，從而量化大腦中的液體變化。水分子在大腦中的運(yùn)動受白質(zhì)纖維限制，可幫助研究人員更好地判斷白質(zhì)結(jié)構(gòu)受太空飛行影響發(fā)生的變化。
2010至2015年間，NASA對15名宇航員的大腦做了飛行前和飛行后dMRI掃描。其中七人參加了時長不到30天的航天飛機(jī)任務(wù)，另外八人則在國際空間站上停留了近200天。宇航員的年齡中位數(shù)為47.2歲，共有12名男性和3名女性。
掃描結(jié)果不算出人意料：太空飛行會使大腦頂部周圍的液體減少，并使大腦底部周圍的液體大量減少，說明隨著大腦向頭骨上方移動、大腦的液體分布也會隨之改變。此外，該團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)大腦中處理視覺與空間信息、平衡感、垂直感知、以及運(yùn)動控制的通路周圍的白質(zhì)發(fā)生了變化。而白質(zhì)變化最大的宇航員在這些方面受到的影響也最明顯。
“這些結(jié)果能夠極好地反映出經(jīng)歷過太空飛行的嚙齒動物體內(nèi)發(fā)生的變化?！辟惖吕毡硎?。
有一些積極跡象顯示，人體能夠?qū)Υ俗龀鲞m應(yīng)。只要多參與幾次太空飛行任務(wù)，無論任務(wù)時長或累積時長多少，宇航員的腦脊液變化就會有所減少。研究人員認(rèn)為，這一跡象說明人體或許能夠適應(yīng)微重力環(huán)境，但需要在地球和太空環(huán)境中經(jīng)歷多次過渡，才能充分適應(yīng)。
毫無疑問，NASA和其它航天機(jī)構(gòu)都希望能讓宇航員免受太空飛行帶來的種種身體變化，尤其是腦部變化。然而，我們現(xiàn)在掌握的數(shù)據(jù)還太少，無法充分評估這些變化的嚴(yán)重性。進(jìn)入過太空的宇航員數(shù)量還很少，而且大多數(shù)宇航員單次在軌時間都很短。
“這些腦部變化的后果目前還不得而知，”賽德勒表示，“因此長期跟進(jìn)研究非常重要，可以幫我們分析這些腦部變化隨著年齡衰老的發(fā)展情況、以及這些變化隨著時間流逝的復(fù)原情況?！辟惖吕蘸退膱F(tuán)隊正在收集后續(xù)MRI掃描數(shù)據(jù)，借此研究宇航員的大腦復(fù)原過程。但可能要再過幾個月、乃至數(shù)年時間，科學(xué)家才能從中學(xué)到實質(zhì)信息。
此外，雖然腦脊液流動和白質(zhì)變化對地球生活存在一定問題，《美國醫(yī)學(xué)學(xué)會雜志神經(jīng)學(xué)》上發(fā)表的另一篇文章指出，這些變化可能是大腦適應(yīng)太空環(huán)境的方式，是“對太空飛行環(huán)境做出的有益神經(jīng)適應(yīng)性反應(yīng)?！?/p>
不幸的是，這一研究領(lǐng)域目前也陷入了左右兩難的境地。要想進(jìn)一步弄清航天飛行引發(fā)的大腦變化，就需要對準(zhǔn)備參加航天任務(wù)的宇航員開展大量研究，但航天飛行時間越長、越頻繁，對宇航員的惡性影響又越大。隨著這些研究向前推進(jìn)，NASA也只能評估研究風(fēng)險、小心行事，除此之外能做的并不多。但我們希望，隨著將人類送入太空的目標(biāo)不斷拓展，分配給這些領(lǐng)域的研究和資源也會與日俱增。
