Многолетний опыт суборбитальных и орбитальных миссий продемонстрировал, что пребывание в космосе оказывает заметное влияние на организм человека от мозга до костей. Выраженность изменений представляет огромный интерес в контексте грядущих космических миссий, потому недавно учёные провели исследование, которое отслеживало закономерности между степенью изменений и временем, проведённым в космосе. Так, исследователи обнаружили, что длительные космические полёты существенно влияют на структуру головного мозга астронавтов.

Команда исследователей из Университета Флориды, Космического центра имени Линдона Джонсона и ряда других институций в США обнаружила, что условия микрогравитации оказывают ощутимое влияние на спинномозговую жидкость, которая служит для защиты мозга от механических повреждений, поддерживает постоянное внутричерепное давление и водно-электрический гомеостаз, а также обеспечивает проведение обменных процессов между мозгом и кровью, выводя продукты его метаболизма и поставляя клеткам мозга питательные вещества. Продолжительные космические полёты провоцируют увеличение объёмов спинномозговой жидкости, а вместе с тем – увеличение размеров желудочков (заполненных ею полостей). Исследователи предполагают, что обнаруженное в ходе предыдущих исследований смещение мозга внутри черепной коробки в условиях микрогравитации является одним из ключевых факторов, провоцирующих перераспределение спинномозговой жидкости и сопряжённые с этим структурные изменения тканей. Вероятно, увеличение желудочков представляет собой некий компенсаторный механизм противодействия приросту объёма и миграции ликвора.

Анализ МРТ мозга 30 астронавтов показал, что степень изменений головного мозга напрямую зависит от продолжительности полётов. Наиболее существенные изменения происходят в течение первых шести месяцев: чем дольше астронавт пребывает на орбите, тем сильнее увеличиваются желудочки. Сравнивая снимки космонавтов, которые находились в космосе около полугода и около года, исследователи обнаружили, что после первых 6 месяцев структуры их мозга стабилизировались и практически не менялись. 11 из 30 астронавтов после миссий на МКС оставались на Земле на протяжении около 3 лет: размеры их желудочков вернулись в норму, однако при возвращении на орбиту они испытали повторное увеличение мозговых структур. У 7 человек перерыв между миссиями продолжался менее 3 лет: их мозги не успели прийти в нормальное состояние, но в ходе последующих космических полётов изменения желудочков были значительно менее интенсивными. На основе этих наблюдений учёные сделали вывод, что первичные изменения являются частью процесса адаптации организма человека к условиям микрогравитации и имеют кумулятивный эффект.

Проблема текущего исследования заключается в относительно небольшом пуле испытуемых: не так уж много людей с необходимой периодичностью путешествуют на орбиту и обратно. Для полноты понимания воздействия микрогравитации на структуры человеческого мозга желательно иметь возможность изучать показатели не 636 (на момент написания), но тысяч и десятков тысяч человек. Эта информация чрезвычайна важна для планирования грядущих миссий, в том числе в рамках освоения Луны и Марса: как разработчики миссии, так и сами астронавты должны иметь чёткое представление о том, с чем им предстоит столкнуться в сотнях тысяч или даже в миллионах километров от Земли. Текущее исследование не рассматривало потенциальные последствия подобных изменений на здоровье и самочувствие человека, однако ранее учёные связывали увеличение объёмов спинномозговой жидкости с ухудшением зрения у астронавтов.