• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Отсутствие гравитации меняет нейронные связи. Что происходит с нервной системой человека в невесомости

Отсутствие гравитации меняет нейронные связи. Что происходит с нервной системой человека в невесомости

@iStock

В то время как Роскосмос обсуждает возможные пилотируемые полеты на Марс, NASA планирует организацию туристических полетов на МКС, а SpaceX тестирует прототип марсианского корабля Starship, ученые всерьез обеспокоены безопасностью длительного пребывания в космосе. И если влияние невесомости на кости, мышцы и вестибулярный аппарат уже хорошо известно, как меняется мозг космонавтов пока не изучено до конца.

Во время полетов космонавты постоянно пребывают в невесомости, которая ухудшает их здоровье и перестраивает организм. Жизнь на колонизированных планетах и спутниках, к которой с большой вероятностью человечество все-таки придет в будущем — довольно небезопасно для нашего организма. Последние исследования с использованием современных методов нейровизуализации доказывают, что космические путешествия не проходят бесследно и для мозга.

Большая международная команда ученых, среди которых были исследователи из ВШЭ, МГУ, Центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина и Института медико-биологических проблем РАН впервые изучила изменения связей между различными областями мозга космонавтов, используя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ). Оказалось, что адаптация к условиям невесомости и изменения двигательной активности перестраивают нейронные связи.

Ученые сделали фМРТ головного мозга одиннадцати космонавтам до и после полета, который длился в среднем шесть месяцев. Затем они сравнили данные томографии космонавтов с результатами добровольцев, которые не покидали Землю. Исследователей интересовали изменения в связях между зонами мозга, отвечающими за сенсомоторные функции — движение и восприятие положения тела. Для активизации этих зон использовалась стимуляция подошвы стоп, имитирующая походку.

Екатерина Печенкова,

Ведущий научный сотрудник научно-учебной лаборатории когнитивных исследований

На Земле восприятие пространства и положения тела регулирует вестибулярный аппарат — система мешочков и полукружных каналов во внутреннем ухе. Но в невесомости он работает со сбоями, так как для его работы необходима сила тяжести. Поэтому космонавты нередко испытывают головокружение и дезориентацию до тех пор, пока их тело не привыкнет к необычным условиям

Выяснилось, что у космонавтов перестраиваются связи мозга, отвечающие за восприятие и движение. Чтобы компенсировать недостаток информации от органа равновесия, развивается вспомогательная система соматосенсорного контроля: мозг чаще обращается к зрительным и тактильным системам, чем к вестибулярному аппарату. Поэтому усиливаются нейронные пути, координирующие их работу. Так, фМРТ показало увеличение связи островковых долей с другими отделами. Островковые доли отвечают за интеграцию ощущений, поступающих из разных систем.

Что же касается связей мозжечка и вестибулярных ядер с полушариями, — в условиях земного притяжения эти структуры обеспечивают обработку ощущений, поступающих из вестибулярного аппарата. Ученые предполагают, что в космосе мозг тормозит активность этой системы, так как от нее поступает противоречивая информация об окружающем мире.

Это не первая попытка изучить влияние невесомости на мозг с помощью нейровизуализации. Более ранние исследования посвящены рискам для здоровья, с которыми сталкиваются космонавты.

Вам также может быть интересно:

Мозг в космосе: как меняется нервная система человека в невесомости

Роскосмос обсуждает полеты на Марс, NASA планирует организацию туров на МКС, SpaceX тестирует прототип марсианского корабля Starship. Ученые же всерьез обеспокоены безопасностью долгого пребывания в космосе. Влияние невесомости на кости, мышцы и вестибулярный аппарат известно, но как меняется мозг космонавтов? IQ.HSE собрал самые свежие исследования по теме.

Ученые открыли эффект СР нарушения в распадах очарованных мезонов

Исследователи ВШЭ и Яндекса в составе коллаборации LHCb в ЦЕРН впервые обнаружили СР нарушение в распадах очарованных мезонов.21 марта представители коллаборации LHCb заявили об этом на конференции по электрослабым взаимодействиям и теориям большого объединения в Ля Туиле. Открытие может стать ключом к разгадке тайны асимметрии вещества и антивещества во Вселенной.

Космическая Скандинавия

Считается, что землеподобные планеты наиболее благоприятны для возникновения жизни. И пока Илон Маск готовится к колонизации Марса, ученые Высшей школы экономики и Института космических исследований РАН заглянули за пределы Солнечной системы. Они изучили ближайшую к Земле экзопланету, на которой возможна жизнь.

Картотека: добыча ископаемых в космосе

Запас полезных ископаемых, извлекаемых из земной коры, истощается. Для растущего населения планеты это серьезная угроза, предотвратить которую поможет освоение космических недр. Насколько оно реально и как скоро начнется, рассказывает Юлия Мильшина, ведущий эксперт Форсайт-центра ИСИЭЗ НИУ ВШЭ, одна из авторов нового трендлеттера «Будущее добычи металлов».

Список литературы: история оте­че­ствен­ной кос­мо­нав­ти­ки

В новом выпуске рубрики «Список литературы» доцент факультета физики НИУ ВШЭ, ведущий научный сотрудник отдела физики космической плазмы ИКИ РАН Максим Долгоносов рассказывает о книгах, которые помогут разобраться в истории отечественной космонавтики.

Вселенский ажиотаж

Как мы снова поверили в космос.

Студенты физфака Вышки примут участие в создании карты Вселенной

В этом году в Высшей школе экономики идет первый набор студентов на факультет физики. Особенность нового факультета — тесная взаимосвязь образования и науки, в частности, в Институте космических исследований будущие магистранты будут создавать приборы для изучения космической плазмы, анализировать данные со спутников, научатся определять космическую погоду.

В МИЭМ открыт университетский Центр управления полетом микроспутников

В МИЭМ НИУ ВШЭ открылся университетский Центр управления полетом микроспутников. Его главная цель — обеспечить студентам опыт практической работы с малыми космическими аппаратами, работающими на околоземных орбитах. ЦУП создан в партнерстве с компанией «СПУТНИКС».

Как отметили день космонавтики в МИЭМ НИУ ВШЭ

В воскресенье, 12 апреля, в МИЭМ НИУ ВШЭ прошел особенный «космический» день открытых дверей. Посетители института смогли побывать во всех лабораториях, опробовать разработки студентов и выпускников, послушать выступления преподавателей института, а также специальных гостей - конструктора космических аппаратов Станислава Корпенко и участника программы подготовки межпланетной экспедиции Марс-500 Владимира Макарова.

Специалисты МИЭМ НИУ ВШЭ приняли участие в разработке ракеты-носителя «Ангара-А5»

23 декабря на военном космодроме Плесецк успешно прошел первый испытательный запуск новейшей российской ракеты-носителя тяжелого класса «Ангара-А5». Эксперты МИЭМ НИУ ВШЭ отвечали за испытания материалов внешней поверхности ракеты-носителя.