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太空任务对宇航员大脑产生持久影响

宇航员进入太空后,大脑中的灰质会发生位移,脑脊液会积聚到危险的水平。

作者:马特·霍罗迪
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侧脑室。图片来源:Shutterstock\生命科学

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美国国家航空航天局(NASA)早就了解到,暴露在微重力环境下的宇航员大脑深处会积聚异常量的脑脊液。1983年,该航天局获得了一项专利,用于开发一种“脑室导管”,旨在插入宇航员的大脑中,以缓解压力。

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从那时起,该航天局就资助了对这一问题的研究。一项新研究发现,在太空停留六个月或更长时间的宇航员患脑积水最严重,这意味着他们的脑室(大脑深处的脊髓液储存库)肿大最严重。在最初的六个月后,这种效应似乎趋于平稳并持续了很长时间,甚至在这些男女宇航员返回地球重力环境后也是如此。

这项新研究发现,压力至少需要三年才能恢复平衡。如果一名宇航员在脑室部分恢复后返回太空,这个人就会回到原来的平台期,然后重新开始恢复过程。


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什么是脑积水?

研究有时将此问题称为与长期太空飞行相关的脑积水(HALS)或与太空飞行相关的神经眼综合征(SANS),因为宇航员通常会出现视力问题。

一般来说,脑积水是一种严重的疾病,可能导致对大脑的长期损害和一些短期症状,包括行走困难、记忆问题、头痛、恶心、癫痫发作以及前面提到的视力问题。

虽然有些婴儿天生患有此病,但成年人也可能患上。脑肿瘤、脑膜炎、脊柱裂——或者,正如研究发现的,长时间的国际空间站之旅都可能导致这种情况。

SpaceX与HALS

私人航天运营商SpaceX计划在今年晚些时候迈出管理HALS的第一步,届时它将发射为期五天的“北极星黎明”任务,该任务将以载人飞船创纪录的距离绕地球运行。飞行员斯科特·波蒂特将在整个任务期间佩戴脊髓导管,测量其脊髓液压力,而所有乘员都将佩戴特殊隐形眼镜,测量其眼压。

NASA将继续监测这一问题,因为它将作为阿耳忒弥斯计划的一部分将宇航员送上月球,并可能在未来十年内前往火星的遥远距离。

HALS研究结果如何?

这项新研究依赖于对30名宇航员多年来的MRI扫描,它补充了不断增长的HALS研究集合。这些研究得出结论,缺乏重力会导致大脑向上漂移,从而导致许多变化。

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首先,大脑顶部的灰质体积增加,底部减少。这种影响在六个月的航行中最为显著,但没有平台期:在为期一年的国际空间站旅行中,增长甚至更大。

液体压入脑室,使其膨胀11%至25%。虽然脑室通常会随着年龄增长而增大,但宇航员的增大速度要高得多。(研究人员仍不确定这种肿胀是大脑功能障碍的适应性反应还是功能障碍本身。)

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太空飞行后,液体压力从大脑顶部向下移动到底部。灰质也从大脑顶部向下移动。


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  • Matt Hrodey

    Matt是DiscoverMagazine.com的特约撰稿人,他关注人类意识研究的新进展和太空科学中的重要问题——包括我们的宇宙是否存在于黑洞之中。Matt之前曾发表在PCGamesN、EscapistMagazine.com和Milwaukee Magazine上,他在后者担任了六年的编辑。

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