تغيرات وقتية في بنية مخ رواد الفضاء

تغيرات السائل الدماغي الشوكي CSF VF في كامل الدماغ قبل وبعد الرحلة ثم التغيرات في فترة المتابعة ما بعد الرحلة.
تظهر الزيادة والنقصان في السائل الدماغي الشوكي CSF VF قبل وبعد الرحلة في الشكل (A). تظهر الزيادة والنقصان في السائل الدماغي الشوكي CSF VF في فترة المتابعة ما بعد الرحلة في الشكل (B).

.

اكتشف فريق علماء دولي حدوث تغيرات فسيولوجية واسعة النطاق في بنية مخ Brain رواد الفضاء خلال رحلاتهم الفضائية طويلة المدة Long-Duration Spaceflight ، على الرغم من أن تأثيرها على بنية الدماغ لا يزال غير مفهوم.

 

نُشرت الدراسة ، التي تتبع الكثير من الأبحاث حول الآثار الضارة للجاذبية الدقيقة Microgravity على الدماغ ، في مجلة Science Advances يوم 04 سبتمبر 2020 م. وتفيد مجلة Science Advances ، بأن علماء من أستراليا وبلجيكا وألمانيا وروسيا، درسوا بنية دماغ 11 رائد فضاء مكثوا في المحطة الفضائية الدولية لمدة متوسطها 171 يوما متتاليا. وقد فحص العلماء مخ كل منهم بالرنين المغناطيسي ثلاث مرات- مرة قبل رحلتهم الفضائية، ومرتين بعد عودتهما إلى الأرض.

 

وأفادت دراسات سابقة عن الآثار الضارة طويلة المدى للسفر إلى الفضاء على الجسم ، لكن هذا البحث الجديد يشير إلى أن أي تأثيرات تكون مؤقتة فقط، هذه أخبار جيدة لرواد فضاء ناسا NASA ، الذين يواجهون فترات أطول وأطول في الفضاء استعدادًا لبعثات إلى المريخ في 2030 م، على الرغم من أنهم سيستغرقون تسعة أشهر على الأقل للوصول إلى هناك.

 

مكنت تقنيات التصوير العصبي Neuroimaging Techniques ، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي Magnetic Resonance Imaging MRI ، الذي يستخدم المجالات المغناطيسية وموجات الراديو لمسح أجزاء من الجسم ، العلماء مؤخرًا من الكشف عن التغيرات في بنية الدماغ ووظيفته بعد رحلة الفضاء ، ولكن هناك القليل من البيانات حول الآثار طويلة المدى.

 

في حين أن بعض الدراسات السابقة قامت بقياس تغيرات الأنسجة المرئية للعين المجردة ، إلا أنها لم تتمكن أيضًا من تقييم التغييرات الأساسية في البنية الدقيقة للأنسجة.

.

اقرأ أيضا:

كيف تغير رحلات الفضاء أدمغة الرواد How spaceflight changes the brain ؟

.

وقد اتضح أن البقاء في حالة انعدام الوزن خلال فترة زمنية معينة، يؤدي إلى تغير توزيع المادة البيضاء White Matter WM والمادة الرمادية Gray Matter GM ، ويزداد حجم بطينات الدماغ، نتيجة زيادة السائل الدماغي النخاعي Cerebrospinal Fluid CSF .

 

ووفقا للخبراء، بهذا الشكل يتكيف الجهاز العصبي البشري لحالة انعدام الوزن وتزداد أعباء المناطق المسؤولة عن التحكم بالحركة. ويشير الباحثون إلى أن هذه التغيرات تزول ويعود الدماغ إلى بنيته الطبيعية، بعد مضي سبعة أشهر على عودة رواد الفضاء إلى الأرض.

.

تسبب الرحلات الفضائية طويلة المدة Long-Duration Spaceflight تغيرات فسيولوجية واسعة النطاق ، على الرغم من أن تأثيرها على بنية المخ Brain لا يزال غير مفهوم. في هذا العمل ، حصلنا على تصوير بالرنين المغناطيسي للانتشار Diffusion Magnetic Resonance Imaging لتقصي التغيرات في المادة البيضاء White Matter WM ، والمادة الرمادية Gray Matter GM ، وتركيبات السائل النخاعي Cerebrospinal Fluid CSF في كل فوكسل Voxel (نقطة واحدة في الفضاء ثلاثي الأبعاد)، وتم الفحص قبل وبعد فترة وجيزة وبعد 7 أشهر من رحلة الفضاء الطويلة .

 

وجدنا زيادة WM في المخيخ Cerebellum بعد رحلة الفضاء ، مما يوفر أول دليل واضح على المرونة العصبية الحسية Sensorimotor Neuroplasticity . على مستوى المنطقة محل الاهتمام ، استمرت هذه الزيادة لمدة 7 أشهر بعد العودة إلى الأرض. نلاحظ أيضًا إعادة توزيع واسعة النطاق لـلسائل النخاعي CSF ، مع التغييرات المصاحبة في كسور فوكسل Voxel Fractions الخاصة بالمادة الرمادية GM المجاورة. وتبين لنا أن هذه التغييرات في المادة الرمادية GM هي نتيجة للتغيرات المورفولوجية بدلاً من فقدان الأنسجة الصافي Net Tissue Loss ، والذي ظل غير واضح في الدراسات السابقة. تقدم دراستنا دليلاً على المرونة العصبية Neuroplasticity الناجمة عن رحلات الفضاء لتكييف الاستراتيجيات الحركية Motor Strategies في الفضاء ودليلًا على التغيرات الميكانيكية الناجمة عن تغير السوائل في الدماغ.

.

وقال أحد مؤلفي الدراسة ستيفن جيلينجز Steven Jillings من جامعة أنتويرب في بلجيكا: “إن رحلات الفضاء لا تترك جسم الإنسان غير متأثر، يدخل الطاقم في بيئة من الجاذبية الدقيقة وزيادة الإشعاع والعزلة الاجتماعية.

.

اقرأ أيضا:

 

متطلبات رحلات الفضاء المأهولة إلى المريخ

.

لدراسة تأثيرات السفر إلى الفضاء بمزيد من التفصيل ، حدد جيلينجز Jillings وزملاؤه جزء المادة الرمادية GM والمادة البيضاء WM والسائل النخاعي CSF لكل فوكسل Voxel ، توجد المادة الرمادية GM في الغالب على الطبقة الخارجية من المخ ، أو القشرة ، وتعمل على معالجة المعلومات ، بينما تعمل المادة البيضاء WM ، وهي الأنسجة الباهتة باتجاه المركز ، على تسريع الإشارات بين الخلايا.

 

يعمل السائل الدماغي النخاعي CSF على تسكين الدماغ والحبل الشوكي من الإصابة والمواد المغذية حول الدماغ، واستخدم الفريق التصوير بالرنين المغناطيسي لتقييم أدمغة رواد الفضاء من وكالة روسكوزموس الروسية ، قبل وبعد حوالي تسعة أيام من المهمات الفضائية الطويلة في محطة الفضاء الدولية ISS ، بمتوسط 171 يومًا (ما يقرب من ستة أشهر).

 

أجرى الباحثون عمليات مسح إضافية على ثمانية من رواد الفضاء بعد حوالي سبعة أشهر من عودتهم كمتابعة، اكتشف الفريق زيادات في كمية المادة الرمادية GM في المخ وانخفاض في المادة الرمادية في البطينين والشق السيلفياني ، الذي يفصل الفص الجبهي والفص الجداري عن الفص الصدغي.

 

الأهم من ذلك كله ، كانت هذه تغييرات في توزيع الأنسجة بسبب التحولات في السائل النخاعي CSF ، ولكن ليس انخفاض في الكمية الصافية للمادة الرمادية GM ، يقول الفريق إن الدماغ يعيد تنظيم نفسه أثناء الرحلات الفضائية الطويلة على نطاق واسع وكبير ، وذلك بفضل التحولات في السائل النخاعي CSF .

 

تدعم التحولات في السائل الدماغي النخاعي الملاحظات السابقة التي تفيد بأن الجاذبية الدقيقة تجعل الدماغ يتجه نحو الأعلى داخل الجمجمة، في غضون ذلك ، ارتبط الانخفاض الأكبر في حدة رؤية رواد الفضاء بعد رحلات الفضاء وهو أحد الأعراض الناجمة عن حالة تسمى متلازمة الأعصاب البصرية المرتبطة برحلات الفضاء Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome SANS – بتوسعات أكبر في بطينات الدماغ.

 

ومع ذلك ، فإن هذه النتيجة تتعارض مع نتائج دراسة سابقة ، مما يعني أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد الصلة بين SANS والتغيرات المرتبطة بالدماغ، ولأسباب لوجستية ، لا يمكن فحص المشاركين إلا بعد تسعة أيام من عودتهم من السفر إلى الفضاء.

 

قال جيلينجز Jillings : “يمكن أن تكشف جلسات المسح السابقة عن تأثيرات أكثر انتشارًا ووضوحًا لرحلات الفضاء على الدماغ”.

.

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوكو 

***************************************************************

handwave-yellow

مواضيع ذات صلة

 .

.

.

.

.

.

.

* اختبار طريقة الهبوط الاحتكاكي Friction Rappelling في المركبة الروسية الجديدة أوريول Oryol

.

متطلبات رحلات الفضاء المأهولة إلى المريخ: يجب أن تتخطي ناسا العودة إلى القمر؟

.

* نظام الإنقاذ في مكوك الفضاء Escape System for Space Shuttle

.

* مؤشر انعدام الوزن Zero-g indicator أو مؤشر انعدام الجاذبية

.

* مرآة المعصم لمهمات السير في الفضاء EVA Wrist Mirror

.

handwave-yellow

Share this...شارك المقالة
Email this to someone
email
Share on Reddit
Reddit
Tweet about this on Twitter
Twitter
Share on Facebook
Facebook
Share on LinkedIn
Linkedin

**************************************

ملاحظة

  • إذا كان لديك مقالة تريد نشرها أو لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .
  • أو راسلنا علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك : info@inst-sm.coim

مكتبة محاكاة الأجهزة


أترك تعليق