研究:太空人長期在外太空漂浮,大腦整個向上位移

by:泥仔
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本文經授權轉載自友站科技新報文/ Emma Lin  

科學家並不是第一次發現執行任務的太空人大腦結構發生變化,不過最新一項研究指出,長時間逗留在外太空的太空人因為失去地心引力的作用,導致大腦整個往上位移,牽連帶動視覺上的變化、引起頭痛症狀等。不過人體可塑性很強,研究人員表示,目前還不確定大腦位移是否會對健康造成重大衝擊,但在為期長達 3 年的火星之旅到來之前,一定可以擬定些防護對策。

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2016年 7月,兩名在太空人正在等待spacex的天龍號太空船(dragon)運送物資過來。

Photo: NASA Johnson

人類的身體骨骼與功能依循地球地心引力而發展,離開地球之後,零重力的外太空會對人體造成難以置信的損傷,最常見的副作用就是視力退化,就算只是短短兩週的太空飛行都能明顯感受到變化。美國太空總署(NASA)稱這種症狀為 VIIP 綜合症,似乎沒有嚴重到會導致失明,但醫界尚不清楚長期顱內壓升高的後果究竟會有多嚴重。

不過,也不是所有太空人都會得到 VIIP 綜合症,探討造成 VIIP 背後的原因,就是南卡羅來納醫科大學神經放射學家唐娜‧羅伯茲(Donna Roberts)這次在《新英格蘭醫學雜誌》發表的研究主題。

羅伯茲進行了一項實驗,受試者待在床上頭部向下傾斜整整 3 個月,以模擬微重力環境對人腦的影響,接著羅伯茲使用磁共振成像(MRI)觀察受試者的大腦產生哪些變化,結果發現大腦頂部與頭骨間的空隙減少了,也就是說受試者的大腦產生位移,會對重要的神經區域施加壓力。將這種狀況與太空人比較之後,研究人員發現執行長期太空任務的太空人員有 94% 發生相同症狀,經歷短期太空飛行的太空人員則不到 20%。

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在日本的太空基地,幾名太空人正在進行火箭發射前的模擬訓練。

Photo: NASA Johnson

研究得到結論,太空任務時間越長,腦結構變化越明顯,更重要的是,影響最大的部分為額葉和頂葉,分別控制身體的運動和執行功能,對於注意力、組織能力和記憶細節等至關重要。這塊區域也避免人們發表不恰當或有攻擊性的評論,而一旦在太空中滯留時間越久,VIIP 綜合症狀就越嚴重。

不過,由於人體可塑性很強,比如心臟到了外太空收縮成球形後照舊活蹦亂跳。研究團隊將進一步追蹤太空人的腦部結構掃描,以確定大腦位移是否為永久性,抑或回到地球一段時間後,大腦就會歸位。

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圖為俄國人瓦列里‧波利亞科夫,他曾在外太空單次停留時間長達 438 天,是目前在外太空停留時間最長的太空人。

Photo: NASA

自 20 世紀中期以來,許多研究投入太空飛行對人體產生的影響,包括新陳代謝、熱調節、心律、肌張力、骨密度、呼吸系統等都會改變,比如去年美國一項研究指出,執行月球任務的太空人員,死於心血管疾病的可能性比近地軌道的太空人高出 5 倍;俄羅斯研究也發現太空人免疫系統的驚人變化,他們很可能連引起普通感冒的小病毒都擺脫不了。

隨著各國對火星或月球任務勢在必得、Space X 或 Blue Horizo​​ns 等私人公司對商業太空領域產生濃厚興趣,失重環境對人體的影響也越來越重要。南卡羅來納醫科大學神經放射學家 Michael Antonucci 表示,也許未來我們必須在太空旅行加入「人造重力」,以避免身體器官受到不可逆的損害。


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參考資料:
01 Study unveils changes in the brain during extended missions in space
02 Humans may need fake gravity to reach Mars without brain damage, warn scientists