太空中被“重塑”的大腦

楊陽

自20世紀50年代以來，大量的研究已經證實，長時間的太空生活會對人體的新陳代謝、熱調節、心律、肌張力、骨密度、呼吸系統等產生影響。其中一種叫作視覺障礙顱內壓綜合征，它是一種會影響視力、使人產生頭痛的太空病。也許我們想象不到，太空的失重環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）。雖然視覺障礙顱內壓綜合征很早就被發現，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膜下腔的一種無色透明的液體，大概有150毫升，相當于半盒牛奶的含量。別小看大腦里的這點水，它可有著大用處。

腦脊液示意圖

耳石結構圖

人類的大腦是身體最重要的神經器官，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的高速公路——脊髓。它負責將大腦的指令分發傳達下去。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），那么腦脊液就相當于冷卻液。而且這股冷卻液還能幫助穩定我們的大腦，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”

科學家研究發現，在太空長時間飛行的宇航員，大腦中的腦脊液分布發生了改變。在他們的頭顱當中，大腦下部區域比上部區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生了改變，悄悄“提升”了。

這是什么原因呢？科學家發現，可能是由于方向感應系統失靈。我們知道，感應方向主要依靠人類的耳石。耳石位于內耳深處，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，自然也無法判斷環境產生了哪些改變。于是，腦脊液分布就產生了錯亂，進而導致大腦位置的變化，大腦的腦脊液代謝也就產生了混亂。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，在大腦深處產生腦脊液結構——腦室會產生擴張。

而另一個產生變化的結構便是腦白質。腦白質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。科學家認為，腦脊液增加帶來的壓力導致腦中的水分被“壓”進了腦白質，從而造成了腦白質的膨大，進而影響了宇航員的平衡感等。

腦脊液和腦白質的擴張擠占空間，自然就需要有其他結構進行縮小。縮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構。而這對人體代謝活動產生的影響可就多了。

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

（責任編輯/黃盈盈 美術編輯/周游）

腦白質結構圖