太空旅行影响大脑的工作方式 _太空

太空飞行后，后扣带皮层与大脑其余部分的连接性降低。在飞行后，与飞行前扫描相比，宇航员表现出后扣带皮层(PCC)在全脑连接中的参与减少。在宇航员组的两次扫描中从PCC聚类中提取的个人内在连接对比度(ICC)值(灰色)证实了大多数宇航员的这种递减效应(红色:平均值) 。为了进行比较，在对照组(n = 14)中，ICC值没有显示出随时间的显著变化(平均变化接近于零) 。子图总结了两个时间点之间的估计差异。误差线表示95%的置信区间。切片坐标在MNI空间。统计显著性基于在体素水平未校正的p < 0.005，随后在聚类水平校正了家族误差的p < 0.05(n = 15) 。Credit: Communications Biology (2023). DOI: 10.1038/s42003-022-04382-w
据by University de Liege：安特卫普大学和列日大学(比利时)的科学家发现了人类大脑在太空中六个月后如何改变和适应失重状态。一些变化被证明是持久的——甚至在回到地球八个月后。即将成为第三位进入太空的比利时人拉斐尔·里·吉欧瓦(raphal Liégeois)承认这项研究的重要性， “为新一代宇航员执行更长的任务做准备。”
一个学会不把杯子掉在地上的孩子，或者一个预测来球路线以准确击中它的网球运动员，都是大脑如何整合重力物理定律以在地球上实现最佳功能的例子。去太空的宇航员居住在失重环境中，大脑关于重力的规则不再适用。
一项关于宇航员大脑功能的新研究揭示了在国际空间站(ISS)执行六个月任务后大脑组织的变化，展示了在失重状态下生活所需的适应能力。该发现发表在《通讯生物学》杂志上。
安特卫普大学通过欧洲航天局领导了这个BRAIN-DTI科学项目。磁共振成像(MRI)数据取自14名宇航员在太空任务之前和之后的几次大脑。使用一种特殊的核磁共振成像技术，研究人员收集了宇航员在休息状态下的大脑数据，因此没有让他们从事特定的任务。这种静息态功能磁共振成像技术使研究人员能够调查大脑的默认状态，并找出这种状态在长期太空飞行后是否会改变。
学习效果
在与列日大学的合作下，最近对大脑静止活动的分析揭示了功能连接性在特定区域的变化，功能连接性是大脑某些区域的活动与其他区域的活动相关联的标志。
“我们发现，在支持不同类型信息整合的区域，空间飞行后连通性发生了变化，而不是每次只处理一种类型的信息，如视觉、听觉或运动信息， ”史蒂芬·吉林斯和芙罗莉丝·乌伊茨(安特卫普大学)说。
“此外，我们发现有些改变的交流模式在回到地球的八个月中一直保留着。与此同时，一些大脑变化回到了太空任务前这些区域的功能水平。”
这两种变化情景似乎都有道理:大脑交流的持续变化可能表明学习效果，而短暂的变化可能表明对变化的重力水平的适应更加敏锐。
“这个数据集和他们的参与者一样特别。早在2016年，我们就历史性地首次展示了太空飞行如何影响一名宇航员的大脑功能。几年后，我们现在处于一个独特的位置，可以多次研究更多宇航员的大脑。因此，我们正在更有信心地破译人类大脑的潜力，”这项工作的共同负责人Athena Demertzi博士(GIGA研究所，列日大学)说。
新一代宇航员
“理解失重引发的生理和行为变化是计划人类太空探索的关键。因此，使用这项工作中完成的神经成像技术绘制大脑功能的变化是为新一代宇航员进行更长时间的任务做准备的重要一步，”raphal Liégeois ，工程学博士(ULiège)说，他的论文涉及神经科学领域，是未来的欧空局宇航员。
研究人员对结果感到兴奋，尽管他们知道这只是我们了解太空旅行后大脑交流变化的第一步。例如，我们仍然需要调查这些大脑通信变化的确切行为后果是什么，我们需要了解在外层空间度过的更长时间是否会影响这些观察，以及大脑特征是否有助于选择未来的宇航员或在太空旅行期间和之后监测他们。