Sống ngoài vũ trụ, bộ não của các phi hành gia thay đổi kỳ lạ

[thuha19051234]

Theo quy luật tự nhiên, bộ não của chúng ta sẽ bị già đi và biến đổi theo thời gian khi chúng ta sống trên Trái Đất. Nhưng điều gì sẽ xảy ra đối với bộ não nếu chúng ta lơ lửng một thời gian dài trong vũ trụ?
Trong một nghiên cứu mới nhất, nỗ lực hợp tác giữa Cơ quan Vũ trụ châu Âu và Cơ quan vũ trụ Nga Roscosmos, các nhà nghiên cứu đã khám phá bộ não của phi hành gia thay đổi như thế nào sau khi du hành không gian và quay lại Trái Đất. Các chuyên gia chỉ ra cách bộ não chúng ta thích nghi với ánh sáng trong vũ trụ, phát hiện rằng bộ não đang gần như được "tua lại", cả sự thay đổi về chất lỏng và hình dạng não đều xảy ra đồng thời.
Những thay đổi này có thể kéo dài hàng tháng sau khi một người quay trở lại Trái đất. Trưởng nhóm nghiên cứu Floris Wuyts, một nhà nghiên cứu tại Đại học Antwerp ở Bỉ, nói rằng những thay đổi não bộ kỳ lạ mà nhóm nghiên cứu quan sát được được cho là "rất mới và bất ngờ".

Tìm hiểu sự thay đổi não bộ trong không gian như thế nào?​

Đối với nghiên cứu này, nhóm các nhà khoa học quốc tế đã nghiên cứu bộ não của 12 năm phi hành gia vũ trụ ngay trước và sau chuyến bay của họ đến trạm vũ trụ quốc tế. Họ cũng đồng thời quan sát não của các phi hành gia này trong thời gian khoảng 7 tháng sau khi trở về Trái Đất. Tất cả các phi hành gia được đưa vào khảo sát đã tham gia vào các chuyến bay dài ngày, trung bình kéo dài 172 ngày hoặc chỉ hơn 5 tháng rưỡi.
Wuyts cho biết "Ban đầu chúng tôi tập trung vào tính linh hoạt thần kinh để xem não bộ thích ứng như thế nào với ánh sáng vũ trụ và tập trung vào khả năng kết nối trong não của các đối tượng du hành vũ trụ. Các phân tích cấu trúc của bộ não phi hành gia đã được thực hiện, nhưng vẫn chưa phải là nghiên cứu về kết nối."

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật chụp ảnh não được gọi là chụp đường sợi - một kỹ thuật tái tạo 3D sử dụng dữ liệu từ MRI khuếch tán (chụp cộng hưởng từ) hoặc quét dMRI để nghiên cứu cấu trúc và kết nối bên trong não. Wuyts nói trong một email rằng:"Chụp đường bằng sợi quang đưa ra một loại sơ đồ hệ thống dây điện của não. Nghiên cứu của chúng tôi là nghiên cứu đầu tiên sử dụng phương pháp cụ thể này để phát hiện những thay đổi trong cấu trúc não sau chuyến bay vũ trụ".
Ông cũng giải thích rằng, dữ liệu MRI có thể cho các nhà nghiên cứu biết khá nhiều điều về não bộ của một đối tượng bất kỳ. "MRI xem xét cấu trúc ở cấp độ của chất xám (được ví như bộ vi xử lý trong PC) và chất trắng (giống với các kết nối trên bo mạch chủ của PC, giữa tất cả các đơn vị xử lý). MRI cũng xem xét chất lỏng trong não, được gọi là dịch não tủy (CSF)."

Những thay đổi nào đã xảy ra trong não?​

Wuyts nói rằng "Sau khi bay vào vũ trụ, cấu trúc não bộ dường như bị thay đổi, chủ yếu là do sự biến dạng đã gây ra bởi sự dịch chuyển chất lỏng xảy ra trong không gian." Nhóm cũng đã phát hiện ra cả sự gia tăng chất xám và chất trắng, đối với não bộ thì chất trắng là kênh giao tiếp giữa chất xám trong não và giữa chất xám với phần còn lại của cơ thể. Ngoài sự thay đổi chất lỏng này, nhóm cũng nhận thấy sự thay đổi về hình dạng não, đặc biệt là phần tiểu thể - một bó sợi thần kinh lớn được mô tả là "đường cao tốc trung tâm kết nối cả hai bán cầu não."
Trong một số nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học cũng cho rằng ánh sáng vũ trụ có thể gây ra những thay đổi cấu trúc trong thể tích não. Tuy nhiên, nghiên cứu mới nhất này đã phát hiện cụ thể hơn rằng các tâm thất trong não xung quanh đó đã thực sự bị giãn ra (tâm thất trong não là những túi vừa sản xuất và lưu trữ CSF, chất lỏng bao quanh não và tủy sống), điều đó sẽ tạo ra sự dịch chuyển mô thần kinh của vùng này xung quanh tiểu thể làm thay đổi hình dạng của nó.

Andrei Doroshin, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết cũng đã "tìm thấy những thay đổi trong các kết nối thần kinh giữa một số vùng vận động của não". "Các khu vực vận động trong não là các trung tâm não bộ có nhiệm vụ điều khiển và ra lệnh cho các chuyển động. Trong trạng thái không trọng lượng, một phi hành gia cần phải điều chỉnh các chiến lược chuyển động của mình một cách dứt khoát hơn so với khi ở Trái đất. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy não của họ được tua lại, có thể nói như vậy."
Wuyts nói thêm:"Từ các nghiên cứu trước đây, chúng tôi biết rằng những khu vực vận động này có dấu hiệu thích ứng sau khi bay vào vũ trụ. Giờ đây, chúng tôi có dấu hiệu đầu tiên cho thấy nó cũng được phản ánh ở mức độ kết nối giữa các khu vực đó".
Những thay đổi trong não bộ không chỉ được nhận thấy sau khi các phi hành gia quay trở về Trái Đất mà nó còn được quy trì đến 7 tháng sau đó, theo kết quả quét não của các đối tượng phi hành gia trong nghiên cứu.

Liệu có biện pháp nào để hạn chế được những thay đổi này?​

Nghiên cứu nói trên là một phần trong một chương trình nghiên cứu đang được phát triển nhằm khám phá chính xác những tác động của ánh sáng không gian đến não bộ con người, đặc biệt khi chúng ta du hành vũ trụ trong thời gian dài. Đây cũng không phải là sự khép lại hiểu biết của chúng ta về chủ đề hấp dẫn này, mà là sự tiết lộ những hiểu biết mới về cách não bộ có thể bị ảnh hưởng trong một điều kiện sống khác trái đất, thông tin này còn giúp các nhà nghiên cứu có thể tìm ra những biện pháp để bảo vệ tốt hơn cho con người khi đi vào vũ trụ.
Wuyts nói “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng chúng ta nên đưa ra các biện pháp đối phó để đảm bảo rằng sự thay đổi chất lỏng và thay đổi hình dạng của não được hạn chế tối đa nhất”. Ông cũng cho biết thêm rằng sử dụng biện pháp "trọng lực nhân tạo" có thể làm giảm những tác động này. Về mặt lý thuyết, lực hấp dẫn nhân tạo được tạo ra bởi một lực quán tính để tái tạo cảm giác của lực hấp dẫn, giống như chúng ta trải nghiệm nó ngay lúc này, khi đang ở trên Trái Đất. Những năm gần đây, các nhà khoa học vũ trụ cũng đã bắt đầu biến khái niệm "trọng lực nhân tạo" thành hiện thực.
"Sử dụng lực hấp dẫn nhân tạo trên trạm vũ trụ hoặc tên lửa lên sao Hỏa rất có thể sẽ giải quyết được vấn đề chuyển dịch chất lỏng trong não bộ con người. Tuy nhiên, rất phức tạp để có thể nhận ra được sự thay đổi này, những nghiên cứu trong tương lai hy vọng sẽ giải đáp cho chúng ta."
Nguồn Livescience