太空中被“重塑”的大腦

楊陽

自20世紀(jì)50年代以來，大量的研究已經(jīng)證實，長時間的太空生活會對人體的新陳代謝、熱調(diào)節(jié)、心律、肌張力、骨密度、呼吸系統(tǒng)等產(chǎn)生影響。其中一種叫作視覺障礙顱內(nèi)壓綜合征，它是一種會影響視力、使人產(chǎn)生頭痛的太空病。也許我們想象不到，太空的失重環(huán)境還會影響我們的大腦。這種疾病的根源在于人體的中央處理器（大腦）。雖然視覺障礙顱內(nèi)壓綜合征很早就被發(fā)現(xiàn)，而且得到了人們的重視，但是其致病機理直到2020年才得到揭示，原因很簡單：人類的大腦在太空中移位了。

一名宇航員的大腦核磁共振成像照片，在一次長時間太空飛行前（圖左）與后（圖右）對比，太空飛行后，宇航員大腦中央溝變窄，腦脊液和腦白質(zhì)擴張

保護大腦的液體——腦脊液

其實，人類的大腦并不是緊貼著頭骨生長的，大腦泡在一攤“水”里，這攤“水”叫作腦脊液，是存在于腦室及蛛網(wǎng)膜下腔的一種無色透明的液體，大概有150毫升，相當(dāng)于半盒牛奶的含量。別小看大腦里的這點水，它可有著大用處。

腦脊液示意圖

耳石結(jié)構(gòu)圖

人類的大腦是身體最重要的神經(jīng)器官，一切高級的思考活動都在此處進行。而連接大腦的還有一條神經(jīng)的高速公路——脊髓。它負責(zé)將大腦的指令分發(fā)傳達下去。腦脊液包圍并支持著整個大腦及脊髓，正是腦脊液幫助固定了大腦的位置。而且腦脊液每時每刻都在更新，幫大腦帶走代謝廢物。如果說大腦是CPU（中央處理器），那么腦脊液就相當(dāng)于冷卻液。而且這股冷卻液還能幫助穩(wěn)定我們的大腦，在遭遇外來沖擊的時候吸收掉一部分力量，起到一定的保護作用。

大腦重新“擺兵布陣”

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，在太空長時間飛行的宇航員，大腦中的腦脊液分布發(fā)生了改變。在他們的頭顱當(dāng)中，大腦下部區(qū)域比上部區(qū)域有著更多的腦脊液。也就意味著，在太空中，宇航員的大腦位置發(fā)生了改變，悄悄“提升”了。

這是什么原因呢？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，可能是由于方向感應(yīng)系統(tǒng)失靈。我們知道，感應(yīng)方向主要依靠人類的耳石。耳石位于內(nèi)耳深處，就是一塊小小的“石頭”。不過這塊“石頭”可不一般，耳石周圍有著復(fù)雜的感覺器官，可以依靠重力、慣性來幫助人們判斷方向，保持平衡。然而，在太空的失重條件下，耳石也“飄”了起來，這么一來，大腦就會找不到方向，自然也無法判斷環(huán)境產(chǎn)生了哪些改變。于是，腦脊液分布就產(chǎn)生了錯亂，進而導(dǎo)致大腦位置的變化，大腦的腦脊液代謝也就產(chǎn)生了混亂。通常來說，宇航員的腦脊液多于未進入過太空的地球居民。在太空待久了，在大腦深處產(chǎn)生腦脊液結(jié)構(gòu)——腦室會產(chǎn)生擴張。

而另一個產(chǎn)生變化的結(jié)構(gòu)便是腦白質(zhì)。腦白質(zhì)幫助人類處理視覺與空間、平衡感、垂直感知，以及運動控制信息?？茖W(xué)家認為，腦脊液增加帶來的壓力導(dǎo)致腦中的水分被“壓”進了腦白質(zhì)，從而造成了腦白質(zhì)的膨大，進而影響了宇航員的平衡感等。

腦脊液和腦白質(zhì)的擴張擠占空間，自然就需要有其他結(jié)構(gòu)進行縮小?？s小的就是宇航員的腦垂體，這是一種分泌各種重要激素的結(jié)構(gòu)。而這對人體代謝活動產(chǎn)生的影響可就多了。

為了實現(xiàn)人類能長期在太空生活的長遠目標(biāo)，現(xiàn)階段我們還面臨著很多的問題：人體的循環(huán)系統(tǒng)，免疫系統(tǒng)在太空中究竟會產(chǎn)生什么樣的變化？我們大腦結(jié)構(gòu)的改變會不會影響身體健康？如今，科學(xué)家們正在努力攻克這些問題，試圖解開其中的謎團。

（責(zé)任編輯/黃盈盈 美術(shù)編輯/周游）

腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)圖