长期在太空中会导致宇航员的视力问题,这一点早已为人所知。现在,一项新的放射学研究表明,长时间的太空旅行的影响更为深远,可能会导致脑容量改变和脑下垂体变形。
据报道,国际空间站(ISS)上超过一半的宇航员在长期暴露于太空的微重力环境后,视力发生了变化。飞行后评估发现视神经肿胀、视网膜出血等眼部结构改变。
科学家们假设,在太空飞行期间长期暴露在过高的颅内压下是导致这些变化的一个因素。在地球上,重力场产生了一种流体静力学梯度,即当你站立或坐下时,从头部到脚的流体压力逐渐增加。这种压力梯度在太空中是不存在的。
“在微重力环境下,像静脉血这样的液体不再向下肢汇集,而是向头部重新分布,”该研究的主要作者、休斯顿德克萨斯大学健康科学中心的LarryA.Kramer医学博士说。克莱默医生进一步解释说:“液体向头部的运动可能是我们在眼睛和颅内腔室中观察到的引起变化的机制之一。”
美国国家航空和宇宙航行局测试了其他宇航员的视力,发现大多数人都经历了类似的变化。事实上,他们的眼睛结构似乎发生了变化。
(宇航员大脑的MRI扫描前后显示侧脑室的前、中、后上边缘向上扩展。)
这些初步的调查只是一个不幸事实的初步迹象:太空飞行改变了人体。一项新的研究表明,这包括宇航员的大脑我们已经在太空探索了半个世纪,但对于微重力如何改变我们的身体,我们仍然有很多不知道的地方。但是,随着我们为人类重返月球和可能将人类送上火星的长途旅行做准备,现在比以往任何时候都更有必要深入研究这些影响,并找到减轻这些影响的方法。
这些变化似乎会持续到返回地球之后——因此损害可能是永久性的。
太空飞行如何改变大脑
在这项研究中,研究人员对11名宇航员(10名男性和1名女性)在进入国际空间站之前和之后进行了核磁共振大脑扫描。研究人员随后在宇航员返回地球后的一年中,每隔几年就对他们进行一次跟踪调查,看看是否存在任何长期影响。
结果显示,宇航员在太空中呆的时间越长,他们的脑脊液和脑脊液的体积就越大。脑脊液是环绕大脑和脊髓的透明液体,有助于保护它们免受电击。
在宇航员返回地球一年后,液体体积仍然在增加。
该研究的第一作者、休斯顿得克萨斯大学健康科学中心的拉里·克莱默在一份声明中说:“我们发现,飞行前到飞行后,大脑白质的体积显著增加,这是以前没有人真正发现的。”
“事实上,白质的扩张是飞行后大脑和脑脊液总量增加最多的原因。”
核磁共振扫描还显示了宇航员脑垂体的变化。这是大脑中一个豌豆大小的腺体,它控制着身体的重要功能,因为它控制着大多数其他分泌激素的腺体。宇航员的脑垂体似乎在太空中萎缩了,体积变小,长度缩短。
研究人员认为,这些变化与处于微重力环境有关。在这种环境下,重力不再把体液往下拉,所以体液可能会重新分配到宇航员的头上。
MRI扫描前后显示垂体的改变。微重力的潜在危害——以前的研究表明,长时间呆在微重力环境中也会对宇航员的运动技能、认知能力和视力产生影响。所有这些影响可能与研究参与者大脑中液体体积的变化有关。
那么,这对人类登陆火星的计划意味着什么呢?值得庆幸的是,所有的希望并没有破灭。年人类即将再次踏上月球,时隔半个世纪最新登月计划即将启动
值得注意的是,我们还不知道太空生命对人体和大脑造成的全部伤害的原因之一,就是因为没有足够的研究得出任何确切的结论。到目前为止,这类研究还很少进行,而且明显缺乏参与此类研究的对象。
与此同时,像这样的研究不仅提供了一个令人沮丧的前景,它也为减轻这些影响打开了一扇门。如果科学家们能弄清楚微重力环境下的生命对人类的影响,那么他们或许也能弄清楚如何防止太空飞行的任何负面后果。
例如,这项新研究背后的研究人员建议,使用一个非常大的离心机,创造一个人造引力源来帮助对抗这些大脑变化。实验室里使用的离心机可以使物体围绕固定轴旋转,从而产生强大的力量。但他们不会把试管放在离心机里,而是把人放在那里,迫使他们坐好。
研究人员说,这些方法也可以应用于地球上患脑积水的病人,脑积水是一种脑部液体积聚的疾病。