前往太空會對人體造成嚴苛影響,而The Conversation研究團隊的一項新研究發現,太空飛行後,大腦會在顱骨內向上、向後移動並變形。
在太空停留時間越長的人,這些變化的程度就越明顯。隨著美國國家航空暨太空總署(NASA)計劃開展更長時間的太空任務,且太空旅行逐漸向專業太空人以外的人群普及,這些研究發現將變得愈發重要。
在地球上,重力會持續將體內的體液和大腦拉向地心。而在太空中,這種引力消失了,體液會向頭部聚集,讓太空人出現臉部浮腫的狀況。

在正常重力環境下,大腦、腦脊髓液及周圍組織會維持穩定的平衡;而在微重力環境中,這種平衡會被打破。
沒有了向下的重力牽引,大腦會在顱骨內「漂浮」,並受到周圍軟組織和顱骨本身產生的各種作用力。先前的研究已發現,太空飛行後大腦在顱骨中的位置會更高,但大多數研究只關注整體或全腦的平均變化,這會掩蓋大腦不同區域的重要影響。最新研究的目標,是進行更細緻的觀察。
研究分析了26名太空人的腦部核磁共振(MRI)掃描結果,這些太空人在太空停留的時長各不相同,從數週到一年以上不等。為了精準觀測大腦的位移,其將每位太空人飛行前與飛行後的顱骨掃描影像進行對齊。
透過這種對比,能測量大腦相對於顱骨的具體移位情況。研究並沒有把大腦當作一個整體,而是將其劃分為100多個區域,逐一追蹤每個區域的移位變化。這種方法讓其發現了以往只看全腦平均值時被忽略的規律。
對比飛行前與飛行後的掃描結果,研究發現大腦一致地向上、向後移位,且在太空停留時間越長,移位幅度越大。其中最令人矚目的發現,來自大腦單一區域的檢測。
在國際太空站駐留約一年的太空人中,大腦頂部附近的部分區域向上移位超過2毫米,而大腦其他區域幾乎沒有移動。這個距離聽起來很小,但在空間極為緊密的顱骨內,意義重大。
負責運動和感覺功能的腦區移位最為明顯。大腦兩側的相關結構會向中線靠攏,也就是說左右腦半球的移位方向相反。這種相反的移位模式在全腦平均數據中會相互抵消,這也解釋了為何先前的研究未能發現這一現象。
大部分移位和變形在返回地球6個月後會逐漸恢復正常,但向後的移位恢復程度較低,這可能是因為重力只向下牽引、而非向前,因此太空飛行對大腦位置的部分影響會持續更久。
NASA的阿爾忒彌斯計畫將開啟太空探索的新時代。了解大腦的反應機制,有助於科學家評估長期太空任務的風險,並研發應對措施。
該研究結果並不意味著人類不該前往太空。儘管研究發現,大腦中負責感覺處理區域的較大移位,與飛行後的平衡能力變化有關,但太空人並未出現與大腦移位直接相關的明顯症狀,例如頭痛或腦霧。
該研究並未發現即時的健康風險。釐清大腦在太空飛行中的移位及後續恢復規律,能讓研究人員更深入了解微重力對人體生理的影響,也能幫助航太機構設計更安全的太空任務。








