進(jìn)入太空對人體而言是一場嚴(yán)酷的考驗。正如我們研究團(tuán)隊的一項新研究所發(fā)現(xiàn)的那樣，經(jīng)歷太空飛行后，大腦會在頭骨內(nèi)部向上和向后位移，并發(fā)生變形。

這種變化的程度與在太空中停留的時間長短正相關(guān)。隨著美國國家航空航天局計劃開展時間更長的太空任務(wù)，且太空旅行的群體正從職業(yè)宇航員向外擴展，這些發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)實意義將愈發(fā)凸顯。

在地球表面，重力持續(xù)將人體內(nèi)的體液和大腦拉向地心。而在太空中，這種力量消失了。體液隨之向頭部轉(zhuǎn)移，這使得宇航員的面部呈現(xiàn)出浮腫的狀態(tài)。在常重力環(huán)境下，大腦、腦脊液及周圍組織處于一種穩(wěn)定的平衡之中；但在微重力環(huán)境下，這種微妙的平衡被打破了。

失去了向下的重力牽引，大腦在顱腔內(nèi)漂浮，并承受著來自周圍軟組織及頭骨本身的各種作用力。早期的研究曾指出，太空飛行后大腦在頭骨中的位置似乎變高了。這些研究大多聚焦于平均值或全腦測量，這種宏觀視角可能會掩蓋大腦不同區(qū)域內(nèi)部發(fā)生的關(guān)鍵變化。

我們的目標(biāo)，是進(jìn)行更細(xì)致的觀察。

我們分析了26名宇航員的大腦磁共振成像掃描結(jié)果，這些宇航員在太空中停留的時間長短不一，從數(shù)周到一年多不等。為了精準(zhǔn)聚焦于大腦的位移，我們將每位宇航員太空飛行前后拍攝的掃描圖像中的頭骨位置進(jìn)行了對齊。

這種比對使我們能夠測量大腦相對于頭骨本身的位移情況。我們并未將大腦視為一個單一的整體，而是將其細(xì)分為100多個區(qū)域，并追蹤每一個區(qū)域的移動軌跡。這種方法使我們得以捕捉到那些在全腦平均視角下被忽略的模式。

我們發(fā)現(xiàn)，將飛行后的數(shù)據(jù)與飛行前相比，大腦呈現(xiàn)出一致的向上和向后移動的趨勢。在太空中停留的時間越長，這種位移幅度就越大。而在對單個大腦區(qū)域的檢查中，我們得出了其中一個更為驚人的發(fā)現(xiàn)。

在那些于國際空間站駐留約一年的宇航員中，大腦頂部附近的一些區(qū)域向上移動了超過2毫米，而大腦的其余部分則幾乎未動。這個距離聽起來或許微不足道，但在頭骨這一緊密包裹的空間內(nèi)部，它卻具有重要的意義。

涉及運動和感覺功能的區(qū)域表現(xiàn)出了最大的位移幅度。大腦兩側(cè)的結(jié)構(gòu)向中線靠攏，這意味著兩個大腦半球?qū)嶋H上是向相反方向移動的。這些相反的移動模式在全腦平均值的計算中相互抵消，這也解釋了為何早期的研究未能發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。

在返回地球后的六個月內(nèi)，大多數(shù)的位移和變形逐漸恢復(fù)正常。向后的位移恢復(fù)程度較低，這可能是因為重力是向下而非向前牽引的，因此太空飛行對大腦位置的某些影響可能會比其他影響持續(xù)更久。

美國國家航空航天局的阿爾忒彌斯計劃將開啟太空探索的新紀(jì)元。了解大腦如何做出反應(yīng)，將有助于科學(xué)家評估長期風(fēng)險并制定相應(yīng)的對策。

我們的發(fā)現(xiàn)并不意味著人類應(yīng)該止步于太空旅行。盡管我們發(fā)現(xiàn)感覺處理腦區(qū)的較大位移與飛行后的平衡感變化存在相關(guān)性，但機組人員并未表現(xiàn)出與大腦位置移動相關(guān)的明顯癥狀——例如頭痛或腦霧。

我們的發(fā)現(xiàn)并未揭示即時的健康風(fēng)險。知曉大腦在太空飛行中如何移動以及隨后如何恢復(fù)，使研究人員能夠深入理解微重力對人類生理機能的影響。這將有助于太空機構(gòu)設(shè)計出更加安全的任務(wù)方案。