5 июня 2024 года астронавты NASA Барри «Бутч» Уилмор и Сунита Уильямс отправились к МКС с целью завершить восьмидневную экспедицию. Из-за технических неполадок миссия продлилась девять месяцев. В этом году… экипаж успешно вернулся на ЗемлюТеперь их ждёт длительная реабилитация для восстановления после физиологических и психологических последствий долгосрочного пребывания в космосе.
В рамках программы Университета Флориды по изучению влияния космических полётов на здоровье профессор Рэйчел Сейдлер, заместитель директора института Astraeus Space Institute, исследует долгосрочные изменения в мозге и организме астронавтов. Её команда отслеживает адаптацию центральной нервной системы к условиям невесомости и последующее восстановление после возвращения на Землю.
Физические и психологические трудности, возникающие у астронавтов после длительных миссий, хорошо известны, но наша работа помогает понять особенности реабилитации. Наблюдая за космонавтами до, во время и после полёта, изучаем реакцию организма на экстремальные условия.
Исследование показало, что нарушения мобильности и равновесия — ключевая проблема после возвращения в Землю. После возвращения астронавты часто испытывают трудности с ходьбой и координацией. Эти симптомы обычно проходят быстрее других последствий, но восстановление мозга занимает больше времени, — отметила Сейдлер.
Исследования показывают, что после возвращения в гравитацию мозг астронавтов активирует дополнительные нейронные связи для компенсации изменений. Однако эта «функциональная перестройка» исчезает в течение одного до шести месяцев. Структурные изменения куда серьезнее: мозг остается приподнятым в черепной коробке, а объем полостей, заполненных спинномозговой жидкостью, увеличивается на 25% и более. Эти эффекты, вызванные перераспределением жидкостей в невесомости, практически не обратимы даже спустя шесть до двенадцати месяцев.
Изменения таковы, что критически важны для понимания долгосрочных последствий космических полётов, поскольку могут влиять на качество жизни и работоспособность астронавтов, — подчеркнула Сейдлер.
Её команда в рамках нового проекта отслеживает состояние астронавтов в течение пяти лет после миссий. Это особенно важно для изучения синдрома SANS, затрагивающего до 70% космонавтов. SANS вызывает структурные изменения глазного яблока и зрительного нерва, приводя к нарушениям зрения.
Исследование близнецов NASA внесло особый вклад в понимание долгосрочных эффектов: Скотт Келли провёл 340 дней на МКС в 2015–2016 годах, а его брат-близнец Марк оставался на Земле.
Результаты, опубликованные в журнале Science (2019), показали удлинение теломер — защитных «колпачков» на концах хромосом — у Скотта в условиях микрогравитации, однако после возвращения быстро сократились до прежнего уровня. Выявились изменения в экспрессии генов, связанных с иммунитетом, восстановлением ДНК и гипоксией. 93% этих показателей вернулись к норме в течение полугода, но 7% генов, включая те, что отвечают за митохондриальную функцию и воспалительные реакции, сохранили отклонения даже спустя два года. Кроме того, у Скотта наблюдалось временное снижение когнитивных способностей и микроструктурные изменения в белом веществе мозга.
Чтобы смоделировать эффекты невесомости в центре UF, проводятся эксперименты с добровольцами. Неделями испытуемые находятся в положении лёжа с наклоном головы вниз. Это создаёт условия, которые имитируют перераспределение жидкостей в космосе и помогают изучить влияние их на мозг и двигательные функции, как рассказала Сейдлер.
С увеличением длительности космических миссий, включая запланированные полёты к Марсу, исследования Сейдлер и её соратников приобретают стратегическое значение. «Мы изучаем эти проблемы сейчас, чтобы будущие астронавты были готовы к трудностям дальнего космоса», — сказала учёная.