进入太空的微重力环境可能改变大脑在颅骨内的位置与形态。研究团队在一项最新研究中报告称,宇航员完成太空飞行后,大脑相对于颅骨整体呈现向上、向后移动,并伴随一定程度的变形;相关变化的幅度与在太空停留时间长短有关。
研究人员指出,在地球重力作用下,体液以及大脑组织持续受到向下牵引,脑脊液与周围组织在正常重力条件下形成相对稳定的平衡。进入微重力环境后,体液更易向头部转移,宇航员常出现“浮肿脸”等现象,原有平衡随之改变。在缺少重力向下拉拽的情况下,大脑在颅骨内受到周围软组织及颅骨结构等多种力的共同作用,位置可能发生变化。此前研究曾提示太空飞行后大脑位置可能更高,但多以整体平均指标为主,可能掩盖不同脑区的差异。

为更细致评估变化,研究团队分析了26名宇航员的脑部MRI扫描数据,这些宇航员在太空停留时间从数周到一年多不等。研究人员将每位宇航员飞行前后的颅骨影像进行对齐,以测量大脑相对于颅骨的位移;同时将大脑划分为100多个区域,分别追踪各区域的移动情况。
结果显示,与飞行前相比,宇航员飞行后大脑整体持续呈向上和向后位移趋势,且在轨时间越长,位移越明显。研究还观察到,在国际空间站停留约一年的宇航员中,大脑顶部附近的部分区域向上移动超过2毫米,而大脑其他区域几乎没有明显移动。研究人员表示,尽管这一距离看似不大,但在颅骨内部相对紧密的空间中具有意义。

分区分析还显示,涉及运动与感觉功能的区域位移更为突出;大脑两侧部分结构向中线方向移动,意味着左右半球的移动方向相反。研究人员指出,这种相反模式在整体平均指标中可能相互抵消,从而解释了早期研究未能清晰识别相关变化的原因。
关于恢复情况,研究团队称,大部分位移与形变在宇航员返回地球后六个月内逐渐恢复至接近正常水平,但向后的位移恢复相对较少。研究人员认为,这可能与重力主要提供向下拉拽而非向前牵引有关,因此太空飞行对大脑位置的部分影响可能持续更久。

研究团队表示,随着美国国家航空航天局(NASA)推进更长周期任务并启动“阿尔忒弥斯”计划,理解大脑对微重力的响应有助于评估长期风险并开发相应对策。研究人员同时强调,这些发现并不意味着人们不应前往太空。尽管研究观察到某个感觉处理相关脑区位置的较大位移与飞行后平衡变化存在关联,但宇航员未出现与大脑位置变化直接相关的明显症状,例如头痛或“脑雾”。研究也未显示存在即时健康风险。
研究人员称,进一步厘清大脑在太空飞行中的移动及其恢复过程,将有助于理解微重力对人体生理的影响,并为航天机构设计更安全的任务提供参考。
本文信息源自The Conversation的转载内容。