Космосът променя мозъка на астронавтите, а това може да се окаже сериозно предизвикателство за бъдещите мисии отвъд Луната.

След около 4 милиарда години еволюция човешкото тяло е създадено за живот при нормална земна гравитация.

Представете си тогава страховете в началото на космическата ера – какво ще се случи, когато човек напусне Земята и попадне в безтегловност?

Ще се сгъсти ли кръвта му?

Ще се разрушат ли костите му?

Ще „избухне“ ли мозъкът му в условията на микрогравитация?

В края на 50-те години поредица от експерименти с мишки, паяци и по-късно кучета доказват, че живите организми могат да оцелеят в космоса. А когато идва ред на хората, става ясно, че не само можем да оцелеем, но и да се адаптираме.

„Има адаптация, която в много отношения се усеща като трансформация“, разказва астронавтът на Европейската космическа агенция Лука Пармитано през 2019 г., докато се подготвя за втората си дългосрочна мисия до Международната космическа станция.

„След няколко седмици тялото ти вече е различно от това на Земята. Виждаш и усещаш как се променя – краката ти стават по-слаби, а лицето ти се закръгля.“

Пармитано, бивш пилот-изпитател от италианските военновъздушни сили, наскоро беше избран за третата си космическа мисия като част от екипажа на „Артемида III“. Полетът, планиран за 2027 г., ще тества технологии за кацане на Луната и нови космически костюми като част от подготовката за завръщането на хората на лунната повърхност.

„Една от причините човечеството да е толкова успешно на Земята е способността ни да се адаптираме“, казва Пармитано. „Но да видиш как за няколко седмици настъпват физически промени беше изумително. Колко различно се чувствах и колко удобно новото ми тяло се приспособи към средата.“

Ефектите от космическия полет върху човешкото тяло – от мускулите и костите до запушването на синусите – са добре изучени през последните седем десетилетия. Много по-малко известно обаче е какво се случва с мозъка.

В космоса тялото вече не трябва постоянно да преодолява силата на гравитацията. В резултат костите, които поддържат тежестта ни, и мускулите, които използваме за движение, започват да отслабват. Само след няколко дни в орбита костите губят калций, мускулите се разграждат, а сърцето също претърпява промени.

Характерното подпухване на лицата на астронавтите се дължи на факта, че течностите в организма вече не са ограничени от гравитацията и се преразпределят към горната част на тялото.

Ако човек прекарва целия си живот в космоса, това би било по-малък проблем. Но за да се върнат на Земята в добро физическо състояние, астронавтите трябва да следват строг режим. На Международната космическа станция те тренират около два часа дневно, но въпреки това след шест месеца в космоса често са изваждани от капсулата след завръщането си и поставяни на носилки. Възстановяването на костите може да отнеме до четири години.

Много по-малко разбран обаче остава въпросът какво се случва с мозъка.

„Мозъкът вероятно е най-важният ни орган. Ако не изпратим в космоса човек с работещ и ефективен мозък, всичко останало няма значение“, казва лекарят на Европейската космическа агенция Алесандро Алчибиаде.

Досегашните изследвания са ограничени до малък брой астронавти. Един от най-известните случаи е този на Скот Кели, който прекарва една година на Международната космическа станция, докато неговият еднояйчен близнак Марк остава на Земята. Проучването показва, че когнитивните му способности почти не се променят по време на мисията, но намаляват за около шест месеца след завръщането му.

Ново изследване на учени от Университета „Биркбек“ в Лондон, публикувано в списание Frontiers in Psychology, обединява данни от 15 изследвания на мозъка с участието на около 377 души. Сред тях има астронавти, както и доброволци, участвали в симулации на космически условия на Земята.

Учените смятат, че са открили промени, които настъпват в мозъка при липса на гравитация.

„Това е красива форма на невропластичност. Открихме структурни и функционални промени в мозъка“, казва водещият автор на изследването Елиза Рафаела Фере, професор по когнитивна невронаука.

Според учените мозъкът се адаптира към новата среда, като променя областите, свързани с движението, равновесието и усещането за собственото тяло.

Причината е, че човешкият мозък е еволюирал с постоянен „сигнал“ от гравитацията.

„Ние не усещаме гравитацията по същия начин, по който усещаме промяна в цвета, светлината или звука. Но тя е постоянна характеристика на средата, която мозъкът ни обработва“, обяснява Фере.

Проблемът не е дали мозъкът може да се адаптира. Той може. Предизвикателството е колко бързо става това.

При бъдещи мисии до Марс например астронавтите ще прекарат около осем месеца в микрогравитация. Когато достигнат Червената планета, където гравитацията е около една трета от земната, те може да се окажат неподготвени за новата среда.

„Може да имате невероятна ракета, но ако не можете да я управлявате и да вземате правилните решения заради тези промени в сетивно-моторната система, това може да се превърне в сериозен проблем“, казва Фере.

Бъдещето на човешките мисии отвъд Земята зависи не само от по-мощните ракети, а и от това дали ще разберем как да поддържаме най-важния си инструмент – човешкия мозък.