การเดินทางในอวกาศ

เด็กที่เรียนรู้ที่จะไม่ทำแก้วหล่นบนพื้น หรือนักเทนนิสที่คาดการณ์ทิศทางของลูกบอลที่เข้ามาเพื่อตีได้อย่างแม่นยำเป็นตัวอย่างของการที่สมองใช้กฎทางกายภาพของแรงโน้มถ่วงเพื่อให้ทำงานบนโลกได้อย่างเหมาะสมที่สุด นักบินอวกาศที่ไปอวกาศอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีน้ำหนัก ซึ่งกฎของสมองเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงจะไม่สามารถใช้ได้อีกต่อไป การศึกษาใหม่เกี่ยวกับการทำงานของสมองในนักบินอวกาศได้เผยให้เห็นว่าระบบการทำงานของสมองเปลี่ยนไปอย่างไรหลังจากปฏิบัติภารกิจนาน 6 เดือนที่สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการปรับตัวที่จำเป็นต่อการใช้ชีวิตในสภาวะไร้น้ำหนัก มหาวิทยาลัย Antwerp เป็นผู้นำโครงการทางวิทยาศาสตร์ของ BRAIN-DTI ผ่าน European Space Agency ข้อมูลการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) ถูกนำมาจากสมองของนักบินอวกาศ 14 คนก่อนและหลายครั้งหลังจากภารกิจในอวกาศ นักวิจัยใช้เทคนิค MRI พิเศษในการเก็บข้อมูลสมองของนักบินอวกาศในสภาวะพัก โดยไม่ต้องให้พวกเขาทำภารกิจใดเป็นพิเศษ เทคนิค MRI การทำงานในสถานะพักนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบสถานะเริ่มต้นของสมองและค้นหาว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นหรือไม่หลังจากการเดินทางในอวกาศเป็นเวลานาน ผลการเรียนรู้ จากความร่วมมือกับมหาวิทยาลัย Liège การวิเคราะห์ล่าสุดเกี่ยวกับกิจกรรมของสมองขณะพักเผยให้เห็นว่าการเชื่อมต่อการทำงานเป็นอย่างไร ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ว่ากิจกรรมในสมองบางส่วนมีความสัมพันธ์กับกิจกรรมในสมองส่วนอื่นอย่างไร การเปลี่ยนแปลงในบางพื้นที่ Steven Jillings และ Floris Wuyts (University) กล่าวว่า "เราพบว่าการเชื่อมต่อมีการเปลี่ยนแปลงหลังจากการบิน อวกาศ ในภูมิภาคต่างๆ ซึ่งสนับสนุนการรวมข้อมูลประเภทต่างๆ เข้าด้วยกัน แทนที่จะจัดการกับข้อมูลเพียงประเภทเดียวในแต่ละครั้ง เช่น ข้อมูลภาพ การได้ยิน หรือข้อมูลการเคลื่อนไหว" ของแอนต์เวิร์ป) นอกจากนี้ เราพบว่ารูปแบบการสื่อสารที่เปลี่ยนแปลงไปบางส่วนยังคงอยู่ตลอด 8 เดือนที่กลับมาบนโลก ในขณะเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงของสมองบางส่วนกลับคืนสู่ระดับของการทำงานของพื้นที่ต่างๆ ก่อนภารกิจในอวกาศ" ทั้งสองสถานการณ์ของการเปลี่ยนแปลงมีความเป็นไปได้: การเปลี่ยนแปลงที่ยังคงอยู่ในการสื่อสารของสมองอาจบ่งบอกถึงผลการเรียนรู้ ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงชั่วคราวอาจบ่งบอกถึงการปรับตัวที่รุนแรงมากขึ้นต่อระดับแรงโน้มถ่วงที่เปลี่ยนแปลง "ชุดข้อมูลนี้มีความพิเศษมากในฐานะของผู้เข้าร่วมเอง ย้อนกลับไปในปี 2559 เราเป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นว่าการบินในอวกาศอาจส่งผลต่อการทำงานของสมองในนักบินอวกาศคนเดียวได้อย่างไร หลายปีต่อมา ตอนนี้เราอยู่ในตำแหน่งที่ไม่เหมือนใครในการตรวจสอบสมองของนักบินอวกาศมากขึ้น หลายครั้ง ดังนั้นเราจึงถอดรหัสศักยภาพของสมองมนุษย์ด้วยความมั่นใจมากขึ้น" ดร. Athena Demertzi (GIGA Institute, University of Liège) ผู้ดูแลร่วมของงานนี้กล่าว นักบินอวกาศรุ่นใหม่ "การทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาและพฤติกรรมที่เกิดจากภาวะไร้น้ำหนักเป็นกุญแจสำคัญในการวางแผนการสำรวจอวกาศของมนุษย์ ดังนั้น การทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงของการทำงานของสมองโดยใช้เทคนิคการสร้างภาพระบบประสาทในงานนี้จึงเป็นขั้นตอนสำคัญในการเตรียมนักบินอวกาศรุ่นใหม่ให้พร้อมสำหรับภารกิจที่ยาวนานขึ้น" ราฟาเอลให้ความเห็น Liégeois, ดุษฎีบัณฑิตสาขาวิศวกรรมศาสตร์ (ULiège) กับวิทยานิพนธ์ในสาขาประสาทวิทยาศาสตร์, นักบินอวกาศ ESA ในอนาคต นักวิจัยรู้สึกตื่นเต้นกับผลลัพธ์ แม้ว่าพวกเขาจะรู้ว่านี่เป็นเพียงขั้นตอนแรกในการติดตามความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงการสื่อสารของสมองหลังจากการเดินทางในอวกาศ ตัวอย่างเช่น เรายังคงต้องตรวจสอบว่าผลที่ตามมาของพฤติกรรมที่แท้จริงคืออะไรสำหรับการเปลี่ยนแปลงการสื่อสารของสมอง เราต้องเข้าใจว่าการใช้เวลาในอวกาศนานขึ้นอาจส่งผลต่อการสังเกตเหล่านี้หรือไม่ และลักษณะของสมองอาจเป็นประโยชน์ในการเลือกนักบินอวกาศในอนาคตหรือติดตามพวกเขาหรือไม่ ระหว่างและหลังการเดินทางในอวกาศ