Взлет в космос предъявляет огромные требования к мозгу и остальному организму. Астронавтам приходится сталкиваться с огромной силой g - или G - во время взлета, быстро интерпретировать часто противоречивые сенсорные и визуальные стимулы, управляя при этом очень сложным транспортным средством на экстремальных скоростях.
В общем, это требует многозадачности и невероятно нагружает. Предыдущие исследования показали, что после космического полета и подготовки космонавтов в мозге могут происходить изменения в его структуре и функциях, также известные как нейронная пластичность.
Чтобы лучше понять, как стрессы космических полетов влияют на организм, ученые изучают пилотов истребителей, поскольку они могут испытывать аналогичные физиологические нагрузки во время полета. Пилоты истребителей испытывают силу G (одно "G" равно силе тяжести, которую мы все ощущаем, сидя на Земле, а пилоты могут испытывать до 9 G во время полета), когда реактивный самолет быстро разгоняется или поворачивает. Во время таких маневров кровь может оттекать от мозга. Чтобы справиться с этими моментами, пилоты истребителей выполняют упражнения против G и надевают специальные компрессионные костюмы, которые предотвращают скопление крови в ногах. Если они не справятся с G, то могут потерять сознание и разбиться.
В исследовании, опубликованном 15 февраля в журнале Frontiers in Physiology, ученые из Университета Антверпена в Бельгии изучили мозг 10 пилотов истребителей F16 из бельгийских ВВС, чтобы узнать больше о том, что происходит с астронавтами.
"Пилоты истребителей имеют некоторые интересные сходства с космонавтами, такие как воздействие измененного уровня g, необходимость интерпретировать визуальную информацию и информацию, поступающую от движений головы и ускорения (вестибулярная информация)", - сказал соавтор исследования Флорис Вуйтс, руководитель Лаборатории равновесных исследований и аэрокосмических исследований (LEIA) в Университете Антверпена. "Установив особенности связи мозга у пилотов истребителей, мы сможем получить больше информации о состоянии астронавтов после космического полета".
Они провели МРТ мозга 10 пилотов истребителей и контрольной группы из 10 непилотов, чтобы впервые изучить функциональную связь мозга у пилотов истребителей.
Сканирование показало, что у пилотов с большим опытом полетов наблюдались специфические особенности связи мозга в областях, связанных с обработкой сенсомоторной информации - в частности, уменьшалась связь в определенных областях мозга, обрабатывающих сенсомоторную информацию. По мнению команды, это может указывать на то, что мозг адаптируется к экстремальным условиям, возникающим во время полета, и изменения в мозге происходят при увеличении количества летных часов.
Опытные пилоты имели более сложные связи в лобных областях мозга, обрабатывающих вестибулярную и зрительную информацию, по сравнению со своими нелетавшими сверстниками. Эти области, вероятно, вовлечены в огромные когнитивные требования при управлении сложным реактивным самолетом, такие как одновременная обработка многочисленных и иногда противоречивых стимулов и определение приоритетности наиболее важных стимулов, таких как чтение показаний приборов в кабине.
"Показав, что вестибулярная и зрительная информация обрабатывается по-разному у пилотов по сравнению с непилотами, мы можем рекомендовать пилотов в качестве подходящей группы для изучения адаптации мозга к необычной гравитационной среде, например, во время космических полетов", - сказала соавтор исследования Вильгельмина Радстаке, исследователь из LEIA, в своем заявлении.
Результаты этого исследования помогут исследователям лучше понять влияние космического полета на мозг, и команда надеется использовать их для создания лучших программ предполетной подготовки пилотов истребителей или астронавтов.