Kosmos zmienia mózg

Ludzki mózg wyewoluował na powierzchni Ziemi, dlatego jest przystosowany do panujących na niej warunków, takich jak ciśnienie i skład atmosfery czy grawitacja. Wydaje się jednak, że gatunek ludzki nie zadowoli się tylko jedną planetą. Co prawda do tej pory nie udaliśmy się dalej niż na naszego naturalnego satelitę, ale w planach mamy znacznie więcej. Osiąganie nowych poziomów zawsze rodzi mnóstwo pytań. I jak kiedyś zastanawiano się, czy wieża Eiffla nie będzie zbyt wysoka, by móc na niej oddychać, a później czy da się przeżyć lot w kosmos, tak teraz pojawia się nowe pytanie: czy ludzki organizm jest w stanie znieść długie przebywanie w stanie nieważkości?

Wiadomo, że w ciałach astronautów przebywających przez wiele tygodni na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) zachodzą pewne zmiany. Z pewnością najbardziej widowiskowa z nich to utrata masy mięśniowej. Nawet mimo ćwiczeń na specjalnych przyrządach, po powrocie na Ziemię astronautom zwykle ciężko jest nawet samodzielnie wyjść z kapsuły kosmicznej. A co z mózgiem? Czy długotrwałe pozbawienie grawitacyjnego wpływu naszej planety jest dlań obojętne? W żadnym razie. Już wcześniej wykazano, że loty kosmiczne są w stanie zmienić tak jego pracę, jak i kształt. Jakie znaczenie mają te zmiany?

Odpowiedź na to pytanie postanowiła znaleźć Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) wraz z Roskosmosem. Międzynarodowy zespół, pod przewodnictwem prof. Florisa L Wuytsa z Laboratorium Badań Równowagi i Lotnictwa Uniwersytetu w Antwerpii, przebadał 12 astronautów, którzy uczestniczyli w długich (trwających średnio 172 dni) misjach na ISS. Wszystkich poddano skanowaniu mózgu za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI) średnio na 89 dni przed lotem, 10 dni po powrocie i po upływie ok. 230 dni od powrotu. Grupę kontrolną stanowiło 13 osób podobnych pod względem płci, wieku i innych czynników, które nie poleciały w kosmos.

Naukowcy wykorzystali metodę traktografii różnicowej, by zobrazować mikrostrukturalne zmiany w obrębie istoty białej. Zaobserwowali istotne zmiany w kilku dużych drogach, w tym w ciele modzelowatym, pęczku łukowatym, drodze korowo-rdzeniowej, drodze korowo-pążkowiowej i drogach móżdżkowych, a więc w tych, które łączą ośrodki czuciowe i ruchowe. Niektóre z tych zmian były widoczne zarówno tuż po powrocie na Ziemię, jak i po 7 miesiącach od lotu.

Przyczyn wystąpienia takich zmian może być wiele. Część z nich, jak te w ciele modzelowatym, są wynikiem rozszerzenia komór mózgowych wskutek anatomicznych przesunięć sąsiedniej tkanki mózgowej. Nie są to więc zmiany strukturalne, a jedynie zwykłe odkształcenie. Jednak nie wszystkie różnice stanu przed i po locie można wyjaśnić w ten sposób. Już wcześniej wykazano bowiem, że obszary motoryczne mózgu wykazują cechy adaptacji do nowych warunków, w jakich znalazł się organizm. Stan mikrograwitacji wymusza bowiem opracowanie nowych strategii poruszania się niż te, które stosuje się na Ziemi. Zespół prof. Wuytsa wykazał, że adaptacja ta wpływa nie tylko na same te ośrodki, ale również na łączące je drogi istoty białej.

Jeśli chcemy – jako gatunek – udać się w drogę do gwiazd lub choćby na Marsa, musimy najpierw dowiedzieć się, jak taka podróż wpłynie na nasz organizm. Aktualnie znane są środki zaradcze przeciwko utracie masy kostnej i mięśniowej, choć nawet one nie są w pełni skuteczne. O mózgu wiemy obecnie jeszcze mniej niż o kościach czy mięśniach. Dlatego dalsze badania wpływu mikrograwitacji na ten narząd są konieczne, byśmy kiedyś, w zapewne bardzo odległej przyszłości, podróżować po Układzie Słonecznym tak, jak dziś podróżujemy po jednej z jego planet.