سفر فضایی چگونه جایگاه مغز انسان را تغییر می‌دهد؟

رفتن به فضا برای بدن انسان تجربه‌ای سخت و پرفشار است. اکنون یک مطالعه‌ی تازه از سوی تیم پژوهشی ما نشان می‌دهد که پس از سفر فضایی، مغز درون جمجمه به سمت بالا و عقب جابه‌جا می‌شود و حتی دچار تغییر شکل می‌گردد.

کد خبر: ۱۳۵۷۵۸۶

تاریخ: ۲۶ بهمن ۱۴۰۴ - ۰۶:۳۰

به گزارش تابناک و به نقل از sciencealert؛ شدت این تغییرات در افرادی که مدت طولانی‌تری در فضا مانده بودند، بیشتر بود. با توجه به اینکه NASA در حال برنامه‌ریزی برای مأموریت‌های طولانی‌تر است و سفر‌های فضایی دیگر محدود به فضانوردان حرفه‌ای نیست، این یافته‌ها اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند.

چرا این موضوع اهمیت دارد؟

روی زمین، نیروی گرانش به‌طور مداوم مایعات بدن و مغز را به سمت مرکز زمین می‌کشد. اما در فضا این نیرو عملاً از بین می‌رود. در نتیجه، مایعات بدن به سمت سر جابه‌جا می‌شوند؛ همان پدیده‌ای که باعث پف‌کردگی صورت فضانوردان می‌شود.

در شرایط عادیِ گرانش، میان مغز، مایع مغزی–نخاعی و بافت‌های اطراف آن تعادل پایداری برقرار است. اما در وضعیت بی‌وزنی (میکروگرانش)، این تعادل تغییر می‌کند.

وقتی نیرویی مغز را به سمت پایین نکشد، مغز در جمجمه «شناور» می‌شود و تحت تأثیر نیرو‌های مختلفی از سوی بافت‌های نرم اطراف و خود جمجمه قرار می‌گیرد. پژوهش‌های پیشین نشان داده بودند که پس از سفر فضایی، مغز در جمجمه در موقعیتی بالاتر دیده می‌شود.

با این حال، بیشتر آن مطالعات تنها به اندازه‌گیری‌های کلی یا میانگین کل مغز پرداخته بودند؛ رویکردی که می‌تواند اثرات مهم در نواحی مختلف مغز را پنهان کند.

هدف ما این بود که دقیق‌تر بررسی کنیم.

روش انجام پژوهش

ما تصاویر MRI مغز ۲۶ فضانورد را که مدت‌های متفاوتی — از چند هفته تا بیش از یک سال — در فضا اقامت داشتند، تحلیل کردیم. برای تمرکز بر جابه‌جایی مغز، جمجمه‌ی هر فرد را در تصاویر پیش و پس از سفر فضایی با یکدیگر هم‌تراز کردیم.

این مقایسه به ما اجازه داد تا جابه‌جایی مغز را نسبت به خود جمجمه اندازه‌گیری کنیم. به‌جای آنکه مغز را یک ساختار واحد در نظر بگیریم، آن را به بیش از ۱۰۰ ناحیه تقسیم کردیم و جابه‌جایی هر بخش را جداگانه ردیابی کردیم. این روش به ما امکان داد الگو‌هایی را ببینیم که در بررسی‌های کلیِ کل مغز نادیده مانده بودند.

مغز به بالا و عقب حرکت می‌کند

نتایج نشان داد که در مقایسه‌ی تصاویر پس از پرواز با پیش از پرواز، مغز به‌طور مداوم به سمت بالا و عقب حرکت کرده است. هرچه مدت اقامت فرد در فضا بیشتر بود، میزان این جابه‌جایی نیز افزایش می‌یافت.

یکی از چشمگیرترین یافته‌ها زمانی به‌دست آمد که نواحی مجزای مغز را بررسی کردیم. در فضانوردانی که حدود یک سال در ایستگاه فضایی بین‌المللی اقامت داشتند، برخی نواحی نزدیک به بخش بالایی مغز بیش از ۲ میلی‌متر به سمت بالا جابه‌جا شده بودند، در حالی که سایر بخش‌های مغز تقریباً بدون تغییر باقی مانده بودند.

شاید ۲ میلی‌متر عدد کوچکی به نظر برسد، اما در فضای فشرده و محدود داخل جمجمه، همین مقدار نیز معنادار است.

بیشترین جابه‌جایی در نواحی مرتبط با حرکت و حس مشاهده شد. همچنین ساختار‌هایی در دو سوی مغز به سمت خط میانی حرکت کرده بودند؛ به این معنا که در هر نیم‌کره، حرکت در جهت مخالف رخ داده بود. این الگو‌های متضاد در محاسبات میانگین کل مغز یکدیگر را خنثی می‌کنند، و همین موضوع توضیح می‌دهد که چرا مطالعات پیشین آنها را تشخیص نداده بودند.

بیشتر این جابه‌جایی‌ها و تغییر شکل‌ها طی شش ماه پس از بازگشت به زمین به‌تدریج به وضعیت عادی بازگشتند. با این حال، جابه‌جایی به سمت عقب کمتر بهبود یافت؛ احتمالاً به این دلیل که گرانش به سمت پایین می‌کشد، نه به سمت جلو؛ بنابراین ممکن است برخی اثرات سفر فضایی بر موقعیت مغز، ماندگارتر از سایرین باشند.

گام بعدی چیست؟

برنامه‌ی Artemis program آغازگر دوره‌ای تازه در اکتشافات فضایی خواهد بود. درک نحوه‌ی واکنش مغز به سفر فضایی به دانشمندان کمک می‌کند خطرات بلندمدت را ارزیابی کرده و راهکار‌های پیشگیرانه طراحی کنند.

یافته‌های ما به این معنا نیست که انسان‌ها نباید به فضا سفر کنند. اگرچه مشاهده کردیم که جابه‌جایی بیشتر در یکی از نواحی مرتبط با پردازش حسی با تغییرات تعادلی پس از پرواز ارتباط دارد، اعضای خدمه علائم آشکاری مانند سردرد یا مه‌آلودگی ذهنی مرتبط با این جابه‌جایی‌ها را تجربه نکردند.

این نتایج نشان‌دهنده‌ی خطر فوری برای سلامت نیستند. اما دانستن اینکه مغز در سفر فضایی چگونه جابه‌جا می‌شود و پس از بازگشت چگونه بازیابی می‌گردد، به پژوهشگران کمک می‌کند اثرات میکروگرانش بر فیزیولوژی انسان را بهتر درک کنند و آژانس‌های فضایی را در طراحی مأموریت‌های ایمن‌تر یاری دهند.