Ученых давно интересовало, что происходит с мозгом после длительных космических полетов, как изменяется он спустя полгода нахождения в качественно новых условиях. Работа началась в 2013 году совместно с Европейским космическим агентством, которое представлял Университет Антверпена. Ее целью было не только изучить анатомические изменения мозга, но проанализировать его функции. В работе, о которой идет речь в научном журнале, освещается только первая часть.
В эксперименте по изучению пластичности структур головного мозга предложили участвовать десяти российским космонавтам.
— Мы трижды сканировали мозг наших испытуемых при помощи трехтеслового томографа с хорошим разрешением, который нам предоставил лечебно-реабилитационный центр Минздрава. Один раз до полета, второй раз — через 7–9 дней после полета и третий — через полгода. Третье сканирование нам нужно было, чтобы понимать: если мы обнаружим какие-то изменения сразу после полета, обратимы они или нет. Это ведь один из главных вопросов.
— Ну и каковы же оказались результаты?
— Через 7–9 дней после полета мы обнаружили уменьшение объема серого и белого веществ мозга и некоторое увеличение количества ликвора (спинномозговой жидкости) в головном мозге. По поводу ликвора было ожидаемо, потому что мы и раньше знали, что в полете большая часть жидкости перемещается в сторону головы. А вот что касается серого и белого веществ, причину их уменьшения мы пока сказать не можем. Это требует определенного исследования. Уменьшение объема произошло, конечно же, не кардинально — в пределах 3–3,3%, и критичного здесь ничего нет. Мы полагаем, что это также связано с перераспределением жидкости. В полете мозг смещается вверх и назад под ее давлением, в связи с чем может изменяться и объем клеточных тел нейронов, коим и является серое вещество, и аксонов (белое вещество), по которым клетки передают друг другу нервные импульсы.
— Теперь самый главный вопрос: через полгода клетки у космонавтов восстановились в прежнем объеме?
— Да, совершенно точно через шесть месяцев все изменения исчезли, что нас очень обрадовало.
В эксперименте принимала участие и контрольная группа испытуемых. Дело в том, что медикам известен давно установленный факт: серое и белое вещества мозга «усыхают» у всех людей с возрастом. Так вот контрольная группа понадобилась, чтобы исключить у тестируемых космонавтов следствие естественного старения мозга. В итоге пришли к выводу, что фактор возраста оказался не главным, — у добровольцев таких изменений, как у космонавтов, не происходило.
Следующим шагом большой работы будет анализ функций мозга, побывавшего в космосе человека: как он отвечает на локомоторную стимуляцию (ходьба — бег), за воображение и ориентацию в пространстве. Кстати, ученые уже начали исследовать первую функцию, надев на космонавтов во время послеполетного МРТ специальные, имитирующие ходьбу ботинки. Выяснилось, что изменения связей между разными областями мозга, отвечающими за движения, действительно происходят, но, к счастью, эти связи также на 100 процентов восстанавливаются через полгода.
— Почему только через полгода? А что если просканировать мозг через месяц или три? — спрашиваю я Томиловскую.
— Не исключено, что восстановление наступает гораздо раньше шести месяцев, но нам надо было установить для начала послеполетный отрезок, равный самому полету.
— Вот интересно, как изменится анатомическое строение мозга человека, который отправится в космос не на полгода, а на десятки лет? Наверное, его мозг мог бы тогда существенно поменять свою форму?
— Не исключено. Циолковский же, когда рисовал своего человека будущего, изображал его как раз с довольно вытянутым черепом. Такие маленькие, утонченные ручки, ножки и большой овальный череп.