Мозг в космосе: как изменяются пространства вокруг сосудов?

Возможно, когда-нибудь человечество будет соприкасаться с космосом гораздо более тесно, для чего предпосылки создаются уже сейчас. Но для этого необходимо изучить все возможные виды воздействия космоса (невесомости, радиации и других факторов) на человеческий организм и в особенности – на мозг. Международная группа исследователей коснулась ранее не изученной сферы – воздействия космических полетов на пространства вокруг сосудов в мозге. На них тоже оказывается определенное воздействие, имеющее накопительный эффект, и подробнее о нем сообщается в статье из журнала Scientific Reports.

Во время космического полета люди подвергаются целому набору экстремальных стрессовых воздействий окружающей среды и возвращаются с самыми разными изменениями в структуре мозга. Например, описаны снижения объема серого и белого вещества, изменения объемов желудочков мозга и цереброспинальной жидкости, даже перестройки и увеличения некоторых структур (например, мозжечка). Отсутствие гравитации изменяет ток жидкостей в мозге, а космическая радиация патологически активирует микроглию и влияет на психику. 

Тем не менее, пока ни в одном исследовании не оценивалось влияние космического полета на периваскулярные пространства (ПВП) вокруг сосудов в головном мозге, которые способствуют дренажу жидкости и гомеостазу мозга. Эти пространства объединяются в глимфатическую систему головного мозга, которая играет роль своеобразной «канализации»: через нее удаляются продукты жизнедеятельности клеток мозга и разные отходы (неправильные белки, фрагменты погибших клеток и прочий «мусор»). Предполагается, что расширенные ПВП, которые становятся видимыми на магнитно-резонансной томографии (МРТ), могут некорректно выполнять свои функции по отведению мозговых «нечистот», и это может сказываться на состоянии мозга. 

В новой работе авторы рассмотрели, как количество и состояние видимых при МРТ периваскулярных пространств зависят от космического полета, включая предыдущий опыт космических полетов. Пятнадцать космонавтов согласились стать добровольцами в исследовании и прошли шесть МР-сканирований: дважды до запуска и четыре раза после  возвращения на Землю после ~6-месячных миссий на Международную космическую станцию. 

С помощью алгоритмов для сегментации ПВП и опытного «глаза» специально обученных рентгенологов удалось весьма точно выделить эти анатомические структуры на снимках мозга и оценить их количественно и качественно. Авторы обнаружили, что у «начинающих» космонавтов общий объем ПВП увеличился после полета, в то время как у опытных членов экипажа, за чьей спиной уже был не один полет, этого не произошло. 

Исследователи предполагают, что у опытных космонавтов могут наблюдаться остаточные эффекты от предыдущих космических полетов. По их мнению, этот факт необходимо учитывать при оценке общих изменений «мозга в космосе», так как он может стать клинически значимым. При этом изменения объема желудочков мозга до и после полета не коррелировали с изменениями характеристик ПВП, также как и с другими патологическими последствиями полетов (например, нейроокулярным синдромом). 

Текст: Анна Хоружая

Longitudinal MRI-visible perivascular space (PVS) changes with long-duration spaceflight by Kathleen E. Hupfeld et al. in Scientific Reports. Published May 2022. https://doi.org/10.1038/s41598-022-11593-y