Nová prekážka v kolonizácii vesmíru: našli sa vážne zmeny v ľudskom mozgu

Vesmírne lety predstavujú pre ľudské telo extrémne prostredie, ktoré zásadne mení fungovanie takmer každého fyziologického systému. Najnovší výskum však ukazuje, že jednou z najvýraznejších a zároveň najmenej intuitívnych zmien je samotný pohyb mozgu vo vnútri lebky.

Po návrate z vesmíru sa totiž mozog astronautov nachádza v mierne odlišnej polohe než pred štartom, posúva sa smerom nahor a dozadu a zároveň sa jemne deformuje, upozorňuje ScienceAlert.

Chýbajúca tiaž má vážny vplyv

Na Zemi je rozloženie telesných tekutín neustále ovplyvňované gravitáciou. Krv, mozgovomiechový mok aj mäkké tkanivá sú ťahané smerom k dolným častiam tela, čím vzniká stabilná mechanická rovnováha medzi mozgom, tekutinami a lebkou. Mikrogravitácia túto rovnováhu prakticky okamžite ruší. Tekutiny sa presúvajú smerom k hlave, čo spôsobuje známy „opuchnutý“ vzhľad tváre astronautov, no zároveň mení tlakové pomery vo vnútri lebky.

Mozog, ktorý za normálnych okolností spočíva v jemne stabilizovanom prostredí mozgovomiechového moku, sa v stave beztiaže začne správať inak. Prestáva byť pevne zaťažený vlastnou hmotnosťou a v podstate „pláva“ v priestore lebky.

Okolité tkanivá a mechanické napätia potom určujú jeho novú polohu. Už staršie výskumy naznačili, že po vesmírnych misiách sa mozog nachádza vyššie, no väčšina analýz hodnotila mozog ako jeden celok, čím sa stratili jemné regionálne rozdiely.

Nová štúdia pristúpila k problému detailnejšie. Vedci analyzovali magnetickú rezonanciu mozgu 26 astronautov, ktorí strávili vo vesmíre rôzne dlhý čas – od niekoľkých týždňov až po viac než rok. Kľúčovým metodickým krokom bolo zarovnanie snímok podľa lebky, nie podľa samotného mozgu. Vďaka tomu bolo možné presne sledovať, ako sa jednotlivé oblasti mozgu posunuli voči pevnej kostnej štruktúre.

Mozog bol rozdelený na viac než sto anatomických regiónov a každý z nich sa analyzoval samostatne. Výsledok ukázal konzistentný vzorec: po návrate na Zem sa mozog posunul smerom nahor a dozadu, pričom rozsah zmien rástol s dĺžkou pobytu vo vesmíre. U astronautov, ktorí strávili približne rok na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice, sa niektoré oblasti v hornej časti mozgu presunuli o viac než dva milimetre. Hoci ide o vzdialenosť menšiu než hrúbka nechtu, v extrémne stiesnenom priestore lebky predstavuje významnú anatomickú zmenu.

Objav má aj svoje svetlé stránky

Najväčšie posuny sa objavili v oblastiach zodpovedných za pohyb a spracovanie zmyslových informácií. Zaujímavé je, že štruktúry na ľavej a pravej hemisfére sa pohybovali smerom k stredovej línii mozgu, teda opačnými smermi. Priemerovanie údajov za celý mozog tieto protichodné pohyby navzájom ruší, čo vysvetľuje, prečo ich skoršie štúdie nedokázali zachytiť.

Tieto zmeny úzko súvisia s tým, ako sa nervový systém adaptuje na prostredie bez gravitácie. Vestibulárny systém vnútorného ucha, ktorý na Zemi neustále informuje mozog o polohe tela, v mikrogravitácii stráca referenčný smer. Mozog preto reorganizuje spracovanie senzorických vstupov a viac sa spolieha na zrak a dotyk. Práve oblasti zapojené do tejto adaptácie vykazovali najvýraznejšie mechanické presuny.

Dobrou správou je, že väčšina deformácií sa postupne upravuje. Približne do šiestich mesiacov po návrate na Zem sa poloha väčšiny mozgových štruktúr blíži k pôvodnému stavu. Menej výrazné zotavenie však vedci pozorovali pri posune smerom dozadu, čo môže súvisieť s tým, že gravitácia pôsobí prevažne vertikálne a nedokáže úplne kompenzovať všetky smery zmien vyvolaných mikrogravitáciou.

NASA

Zistenia zároveň zapadajú do širšieho obrazu fyziologických zmien známych ako syndróm SANS (Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome), pri ktorom dochádza k zmenám zraku a tlaku v oblasti očí a mozgu.

Predpokladá sa, že presuny mozgovomiechového moku a mierne zvýšený vnútrolebečný tlak zohrávajú dôležitú úlohu aj pri týchto javoch. Presné pochopenie mechaniky pohybu mozgu preto môže pomôcť navrhovať účinnejšie protiopatrenia, napríklad umelú gravitáciu, špeciálne tlakové obleky alebo tréningové protokoly.

Výsledky výskumu neznamenajú, že vesmírne cestovanie predstavuje bezprostredné neurologické riziko. Astronauti nevykazovali priame symptómy ako bolesti hlavy či kognitívne poruchy spojené s posunom mozgu. Vedci však zaznamenali súvislosť medzi väčšími zmenami v senzorických oblastiach a dočasnými problémami s rovnováhou po návrate na Zem, čo naznačuje, že ide skôr o adaptačný než patologický proces.

Čítajte viac z kategórie: Novinky