رحلات الفضاء تحرك دماغك حرفيًا

أعيد طبع المقال التالي بإذن من المحادثة، منشور على الإنترنت يغطي أحدث الأبحاث.

الذهاب إلى الفضاء أمر قاسٍ على جسم الإنسان، وكما وجدت دراسة جديدة أجراها فريقنا البحثي، فإن الدماغ يتحرك للأعلى والخلف ويتشوه داخل الجمجمة بعد رحلة الفضاء.

وكان مدى هذه التغييرات أكبر بالنسبة لأولئك الذين أمضوا فترة أطول في الفضاء. ومع تخطيط وكالة ناسا لمهمات فضائية أطول، وتوسع السفر عبر الفضاء إلى ما هو أبعد من رواد الفضاء المحترفين، فإن هذه النتائج ستصبح أكثر أهمية.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

لماذا يهم

على الأرض، تقوم الجاذبية باستمرار بسحب السوائل في جسمك ودماغك نحو مركز الأرض. وفي الفضاء تختفي تلك القوة. تتحول سوائل الجسم نحو الرأس، مما يعطي رواد الفضاء وجهًا منتفخًا. في ظل الجاذبية الطبيعية، يصل الدماغ والسائل النخاعي والأنسجة المحيطة إلى توازن مستقر. وفي الجاذبية الصغرى، يتغير هذا التوازن.

وبدون سحب الجاذبية إلى الأسفل، يطفو الدماغ في الجمجمة ويتعرض لقوى مختلفة من الأنسجة الرخوة المحيطة والجمجمة نفسها. وأظهرت دراسات سابقة أن الدماغ يظهر أعلى في الجمجمة بعد رحلة الفضاء. لكن معظم تلك الدراسات ركزت على قياسات الدماغ المتوسطة أو الكاملة، والتي يمكن أن تخفي تأثيرات مهمة داخل مناطق مختلفة من الدماغ.

وكان هدفنا أن ننظر عن كثب.

كيف نقوم بعملنا

قمنا بتحليل فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ لـ 26 رائد فضاء أمضوا فترات زمنية مختلفة في الفضاء، من بضعة أسابيع إلى أكثر من عام. للتركيز على حركة الدماغ، قمنا بمحاذاة جمجمة كل شخص عبر عمليات المسح التي تم التقاطها قبل وبعد رحلات الفضاء.

أتاحت لنا هذه المقارنة قياس كيفية تحول الدماغ بالنسبة إلى الجمجمة نفسها. وبدلاً من التعامل مع الدماغ كجسم واحد، قمنا بتقسيمه إلى أكثر من 100 منطقة وتتبعنا كيفية تحول كل منطقة. وقد مكننا هذا النهج من رؤية الأنماط التي لم نلاحظها عند النظر إلى الدماغ بأكمله، في المتوسط.

لقد وجدنا أن الدماغ يتحرك باستمرار للأعلى وللخلف عند مقارنة مرحلة ما بعد الرحلة بالرحلة المبدئية. وكلما طالت مدة بقاء الشخص في الفضاء، كان التحول أكبر. واحدة من النتائج الأكثر إثارة للدهشة جاءت من فحص مناطق الدماغ الفردية.

لدى رواد الفضاء الذين قضوا حوالي عام على متن محطة الفضاء الدولية، تحركت بعض المناطق القريبة من الجزء العلوي من الدماغ إلى الأعلى بأكثر من 2 ملم، بينما تحركت بقية أجزاء الدماغ بالكاد. قد تبدو هذه المسافة صغيرة، ولكن داخل مساحة الجمجمة المكتظة بإحكام، فهي ذات معنى.

أظهرت المناطق المشاركة في الحركة والإحساس أكبر التحولات. تحركت الهياكل الموجودة على جانبي الدماغ نحو خط الوسط، مما يعني أنها تحركت في الاتجاه المعاكس لكل نصف الكرة المخية. هذه الأنماط المتعارضة تلغي بعضها البعض في متوسطات الدماغ بأكملها، وهو ما يفسر سبب إغفال الدراسات السابقة لها.

تعود معظم التحولات والتشوهات تدريجياً إلى وضعها الطبيعي بعد ستة أشهر من العودة إلى الأرض. أظهر التحول إلى الخلف قدرًا أقل من التعافي، على الأرجح لأن الجاذبية تسحب إلى الأسفل بدلاً من الأمام، لذلك فإن بعض تأثيرات رحلات الفضاء على وضع الدماغ قد تستمر لفترة أطول من غيرها.

ما هو التالي

سيمثل برنامج Artemis التابع لناسا حقبة جديدة في استكشاف الفضاء. إن فهم كيفية استجابة الدماغ سيساعد العلماء على تقييم المخاطر طويلة المدى وتطوير التدابير المضادة.

النتائج التي توصلنا إليها لا تعني أنه لا ينبغي للناس السفر إلى الفضاء. في حين وجدنا أن التحولات الأكبر في موقع منطقة المعالجة الحسية في الدماغ ترتبط بتغيرات التوازن بعد الرحلة، فإن أفراد الطاقم لم يواجهوا أعراضًا واضحة – مثل الصداع أو ضباب الدماغ – المرتبطة بتغيرات وضع الدماغ.

النتائج التي توصلنا إليها لا تكشف عن المخاطر الصحية المباشرة. إن معرفة كيفية تحرك الدماغ في رحلات الفضاء ثم تعافيه بعد ذلك يسمح للباحثين بفهم تأثيرات الجاذبية الصغرى على فسيولوجيا الإنسان. ويمكن أن يساعد وكالات الفضاء على تصميم مهمات أكثر أمانًا.

ال موجز البحث عبارة عن نبذة قصيرة عن العمل الأكاديمي المثير للاهتمام.

تم نشر هذه المقالة في الأصل على المحادثة. اقرأ المادة الأصلية.

حان الوقت للدفاع عن العلم

إذا استمتعت بهذا المقال، أود أن أطلب دعمكم. العلمية الأمريكية لقد عمل كمدافع عن العلوم والصناعة لمدة 180 عامًا، وربما تكون اللحظة الحالية هي اللحظة الأكثر أهمية في تاريخ القرنين.

لقد كنت العلمية الأمريكية مشترك منذ أن كان عمري 12 عامًا، وقد ساعد ذلك في تشكيل الطريقة التي أنظر بها إلى العالم. SciAm يثقفني ويسعدني دائمًا، ويلهمني شعورًا بالرهبة تجاه عالمنا الواسع والجميل. وآمل أن يفعل ذلك بالنسبة لك أيضا.

إذا كنت الاشتراك في العلمية الأمريكيةأنت تساعد في ضمان أن تغطيتنا تركز على البحث والاكتشاف الهادف؛ وأن لدينا الموارد اللازمة للإبلاغ عن القرارات التي تهدد المختبرات في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ وأننا ندعم العلماء الناشئين والعاملين على حد سواء في وقت لا يتم فيه الاعتراف بقيمة العلم نفسه في كثير من الأحيان.

وفي المقابل، تحصل على الأخبار الأساسية، ملفات بودكاست آسرة، ورسوم بيانية رائعة، لا يمكنك تفويت النشرات الإخبارية ومقاطع الفيديو التي يجب مشاهدتها، ألعاب التحدي، وأفضل الكتابة والتقارير في عالم العلوم. يمكنك حتى إهداء شخص ما اشتراكًا.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية بالنسبة لنا للوقوف وإظهار أهمية العلم. آمل أن تدعمونا في تلك المهمة.