宇宙飛行士の脳は宇宙ミッション中に「再配線」されました

新しい研究が 神経回路の境界 彼は最初に分析した 脳内で発生する構造的接続性は、長期間の宇宙飛行後に変化します。 結果は、感覚路などの多くの白質路の微細構造に大きな変化があることを示しています。 この研究は、有人宇宙探査中の脳の変化の全範囲に関する将来の研究の基礎を形成する可能性があります。

私たちの脳は、私たちの人生を通して構造と機能を変化させ、適応させることができます。 有人宇宙探査が新たな高みに到達する中、宇宙飛行が人間の脳に及ぼす影響を理解することは非常に重要です。 以前の研究では、宇宙飛行は成人の脳の外観と機能を変える可能性があることが示されています。

欧州宇宙機関（ESA）とロスコスモスの共同プロジェクトを通じて、アントワープ大学のフロリス・ウィッテス博士が率いる国際的な研究者のチームが、宇宙を旅する人間の脳を研究しました。

Wuytsらは、脳の深部にある白質路のレベルで宇宙飛行を行った後の脳の構造変化を初めて調査しました。

白質とは、灰白質と体の間、および異なる灰白質領域の間のコミュニケーションに関与する脳の部分を指します。 要するに、白質は脳のコミュニケーションチャネルであり、灰白質は情報が処理される場所です。

教育を受けた脳

宇宙飛行後の脳の構造と機能を研究するために、研究者たちは光ファイバーと呼ばれる脳イメージング技術を使用しました。

繊維で管を画像化すると、脳の一種の配線図が得られます。 私たちの研究は、宇宙飛行後の脳構造の変化を検出するためにこの特定の方法を使用した最初のものです、とイェーツは説明しました。

Wuytsと彼のチームは、宇宙飛行の直前と直後の12人の男性宇宙飛行士の拡散磁気共鳴画像（dMRI）スキャンを取得しました。 彼らはまた、宇宙飛行の7か月後に、8回の追跡スキャンを収集しました。 宇宙飛行士は全員、平均172日間の長期ミッションに参加しました。

研究者たちは、「学習した脳」の概念の証拠を発見しました。 言い換えれば、神経可塑性のレベルは宇宙飛行に適応しなければなりません。 「脳内のいくつかの運動野間の神経接続に変化が見られた」と、ドレクセル大学の筆頭著者であるアンドレイ・ドロシンは述べた。 「運動野は、運動命令が開始される脳の中心です。無重力状態では、宇宙飛行士は地球と比較して、彼の運動戦略を根本的に適応させる必要があります。私たちの研究は、彼らの脳がいわば再配線されていることを示しています。」

追跡調査により、地球に戻ってから7か月後、これらの変化はまだ見えていることが明らかになりました。

「以前の研究から、これらの運動領域は宇宙飛行後に適応の兆候を示すことがわかっています。今では、これらの領域間の接続のレベルにも反映されているという最初の兆候があります」とWuytsは続けました。

著者らはまた、宇宙飛行後に観察された解剖学的脳シフトの説明を見つけました。

「当初、変化を検出したと思っていました。 脳梁、これは脳の2つの半球を結ぶ中央高速道路です」とワイアットは説明しました。 脳梁 それらは、宇宙旅行のために拡張する、流体で満たされたチャンバーの接続されたネットワークである脳の心室に隣接しています。

「私たちが最初に見つけた構造変化 脳梁 これは実際には、隣接する神経組織の解剖学的シフトを引き起こす心室の拡張によって引き起こされます。「脳に実際の構造変化があると当初考えられていた場所では、形状の変化にしか気づきません。 これにより、結果は別の視点に置かれます。 「」

宇宙飛行研究の未来

この研究は、特に人間の脳への影響に関する長期的な研究を通じて、宇宙飛行が私たちの体にどのように影響するかを理解する必要があることを示しています。 少なくとも1日2時間の運動など、現在の筋肉と骨の喪失に対する対策が存在します。 将来の研究は、対抗策が脳に必要であるという証拠を提供するかもしれません。

「これらの結果は、パズル全体の追加のピースを提供します。この研究は非常に画期的であるため、パズル全体がまだどのように見えるかはわかりません。これらの結果は、の脳で何が起こっているのかを全体的に理解するのに役立ちます。宇宙旅行者。宇宙飛行によって引き起こされる脳の変化をさまざまな視点から探し、さまざまな技術を使用して、この一連の研究を維持することが不可欠です。

参照：Andrei Doroshin、Stephen Gillings、Ben Goresin、Elena Tomilovskaya、Ekaterina Pechenkova、Inna Nosikova、Alina Rumchiskaya、Lyudmila Litvinova、Ilya Rukavishnikov、Chloe Kathuen、JanSianによる「長期宇宙飛行後の宇宙旅行者の脳接続の変化」 Viktor Petrovichev、Angelique van Ombergen、Jitka Anen、Stefan Sonnaert、Paul M. Parzel、Valentin Sinitsyn、Peter zu Jullenberg、Karol Osipovich、Floris L. Yates、2022年2月18日 神経回路の境界。
DOI：10.3389 / fncir.2022.815838