Серьезные изменения в головном мозге космонавтов происходят во время длительного орбитального полета на Международной космической станции (МКС). Это показали глубокие исследования, которые проводили в течение пяти лет российские, бельгийские и немецкие ученые.
Входе реализации большой совместной научной программы впервые удалось количественно оценить изменения в структурах мозга звездоплавателей. Обнаружилась, казалось бы, невероятная ситуация: объем коры, а точнее серого вещества во время длительного полета: уменьшился. Максимальное сокращение составило 3,3%. Уменьшился и объем белого вещества. Но совсем иные, прямо противоположные результаты были получены учеными при исследовании спинномозговой жидкости (ликвора), циркулирующей в полостях спинного и головного мозга. Ее объем не сократился, а, наоборот, увеличился. Причем эти нарушения ликвора сохранялись в организме космонавтов и через полгода после завершения орбитального полета.
Для столь масштабного медицинского эксперимента были отобраны 10 российских космонавтов, которые работали на МКС в течение длительного времени. Средняя продолжительность космического полета — 189 суток, средний возраст — 44 года.
О подробностях эксперимента рассказала «Труду» авторитетный специалист в области космической медицины, заведующая отделом сенсомоторной физиологии и профилактики Института медико-биологических проблем РАН, кандидат биологических наук, член-корреспондент Международной академии астронавтики Елена ТОМИЛОВСКАЯ.
— Прежде всего, хотелось бы подчеркнуть, что проводимые исследования — замечательный пример плодотворного сотрудничества специалистов разных стран. На этот раз мы тесно взаимодействуем с бельгийским и немецким университетами в Антверпене и Мюнхене. Проведен большой объем работы. Каждый из 10 космонавтов перед полетом и после возвращения на Землю проходил сканирование на магнитно-резонансном томографе (МРТ). Были получены достаточно подробные изображения мозга. Сравнение снимков достоверно показало: объем серого и белого вещества уменьшился. Но это не отмирание, не атрофия, а уплотнение. Известно, что в невесомости происходит перераспределение жидкости в организме. Когда нет земного тяготения, она устремляется в верхнюю часть тела. В том числе перераспределяется спинномозговая жидкость в головном мозге. Вот такое перераспределение и создает давление на его отдельные участки.
Спрашиваю Елену Сергеевну, насколько это серьезно для космонавтов? Зарубежные СМИ пишут, что нарушения в головном мозге звездоплавателей во время полета похожи на долгосрочные процессы, связанные со старением. К примеру, в статье, опубликованной в The Daily Mail, говорится, что невесомость воздействует на те области мозга, которые управляют движением, перемещениями астронавта, а также контролируют обработку поступающей сенсорной информации (восприятие сигналов из окружающей или внутренней среды). Если так, то это очень существенно. А самое главное — проходят ли возникшие нарушения в головном мозге у членов космического экипажа или остаются навсегда?
— Мы проанализировали не только изменения серого, белого вещества, объемов спинномозговой жидкости до и после полета, но и повторили исследование через шесть месяцев после возвращения космонавтов на Землю, — подчеркивает Томиловская. — Вывод однозначный: объем серого вещества полностью восстанавливается. Что же касается белого вещества и спинномозговой жидкости, то здесь есть свои нюансы, которые требуют дополнительного анализа. Но главное, что все изменения, которые мы регистрируем в структурах мозга, — функциональные, обратимые. Это очень важно, особенно в перспективе увеличения длительности космических полетов.
Однако моя собеседница, комментируя публикации зарубежных СМИ, не столь однозначно оценивает роль изменений объема белого вещества мозга. Например, в ухудшении точности движений космонавтов или в обработке сенсорной информации. Такой вывод был бы слишком поспешным, замечает Томиловская. Существенно большую роль в развитии двигательных нарушений во время полета играет измененная сенсорная среда — невесомость, снижение нагрузок, безопорность и т. д. Дело в том, что движения человека строятся на комплексе сигналов, поступающих от сенсорных систем — зрительного, вестибулярного аппарата, мышц. Если этот комплекс распадается, то и движение строится по-другому, как правило, с меньшей точностью, более медленно...
Изучение влияния космических полетов на мозг человека чрезвычайно важно. От этого во многом зависит завтрашний день мировой пилотируемой космонавтики. Российские ученые здесь на переднем крае. В исследовании, о котором идет речь, участвовали специалисты Института медико-биологических проблем РАН, Московского государственного университета имени Ломоносова, Лечебно-реабилитационного центра Минздрава, Института нейропсихологии речи и письма, Центра подготовки космонавтов.
Несмотря на политические бури, разворачивающиеся на Земле, на всевозможные санкции и международные обострения, ученые в космической сфере работают дружно, бок о бок. Среди значимых работ и совместные российско-американские исследования на МКС (в том числе в годовом полете Скотта Келли и Михаила Корниенко) по изучению проблемы перемещения жидких сред, повышения внутричерепного давления, отклонения зрительных функций в условиях длительного полета.
Эффективно используется американское и российское оборудование. Сегодня проводятся более глубокие исследования. Ученые решают новые задачи. Но появляются, как говорят в отрасли, и новые вводные. Например, вследствие космического нейроокулярного синдрома у некоторых членов экипажа в длительном полете ухудшается зрение. Опасно ли? «Нет, эти явления, как правило, обратимы, в послеполетном периоде наблюдается восстановление», — отвечая на вопрос «Труда», подчеркивает заместитель директора Института медико-биологических проблем РАН, академик Международной академии астронавтики, доктор медицинских наук Валерий Богомолов.
Что ж, подытожим: в сфере космической медицины нашим ученым по-прежнему есть чем гордиться.
