МРТ мозга участников зимовок в Антарктике выявила уменьшение серого вещества и увеличение размеров желудочков. Вот что ещё удалось узнать исследователям.
Нейрофизиологи из Пенсильванского университета подробно изучили временное уменьшение серого вещества после продолжительной изоляции в Антарктике. Наиболее заметные структурные изменения зафиксированы в областях, отвечающих за память и пространственную ориентацию. Уменьшение объема мозга у ряда участников экспедиции было связано с уменьшением времени и качества сна, хотя неясно, что из этого было причиной.
Данные результаты могут оказаться полезными для понимания механизмов адаптации мозга астронавтов к психологическим и экологическим стрессам в ходе дальних космических полетов, где неминуема длительная изоляция, ограниченная подвижность и проблемы со сном.
Хронический стресс влияет на функционирование мозга. Постоянное негативное воздействие среды в Антарктике связано с множеством неблагоприятных факторов:
- Крайне низкие температуры;
- Социальная изоляция;
- Монотонность повседневной жизни;
- Гипоксия на высоте;
- Нарушение циркадных ритмов из-за отсутствия смены дня и ночи;
- Нерегулярный сон в связи с выполнением обязанностей и стрессом.
Чтобы выяснить, как такие условия сказываются на нейроанатомии человека, исследователи провели обследование сотрудников франко-итальянской полярной станции Конкордия, расположенной на высоте 3280 метров над уровнем моря. Ближайшая прибрежная станция Дюмон-д’Юрвиль находится на расстоянии 1108 километров.
Станция является идеальным примером экстремальных условий, сочетающим низкое атмосферное давление и температуру, большую высоту, сенсорную монотонность и социальные ограничения. Зимующие группы сталкиваются с постоянными нарушениями сна, эмоциональным напряжением и физиологическими изменениями, включая ослабление иммунной системы и снижение когнитивных функций.
В публикации под названием «Временное снижение содержания серого вещества во время изоляции в Антарктике: влияние сна, физической активности и когнитивных функций», вышедшей в журнале npj Microgravity, исследователи представили результаты длительного МРТ-исследования, направленного на изучение нейроанатомических изменений мозга у двух команд, завершивших зимовку на антарктической станции Конкордия.
МРТ‑сканирование проводилось двум командам, которые зимовали в 2015 и 2016 годах. Всего обследовалось 25 членов экспедиций, которые провели практически 13 месяцев на станции Конкордия. Сканирование выполнялось перед вылетом (Pre), сразу после возвращения (Post1) и через пять месяцев после возвращения (Post2). Двадцать пять здоровых участников контрольной группы также прошли сканирование с аналогичными интервалами в Немецком аэрокосмическом центре в Кельне.
По результатам томографии у всех полярников объем серого вещества (substantia grisea, комплекс нейронов, дендритов и синапсов) в теменной и височной долях уменьшился по сравнению с исходным уровнем сразу после завершения экспедиции и восстановился через пять месяцев наблюдения. Объем серого вещества в гиппокампе и бледной оболочке также снизился, но тоже вернулся к исходному уровню. Объем таламуса уменьшился и оставался ниже исходного уровня при дальнейшем наблюдении. Парадоксально, что уменьшение объема мозга было связано с улучшением результатов в ряде когнитивных тестов.
Объем белого вещества (substantia alba, пучки аксонов, покрытые миелином) уменьшился сразу после возвращения и восстановился к исходному уровню. Объем боковых, 3-го и 4-го желудочков увеличился после возвращения. Объем боковых и 3-го желудочков оставался повышенным при дальнейшем наблюдении, тогда как объем 4-го желудочка вернулся к исходному уровню. Объем спинномозговой жидкости остался неизменным.