太空旅行給人的身心帶來巨大的壓力。著眼于它對未來太空旅行的影響,比利時的一項(xiàng)新研究首次考察了涉及暴露在巨大的重力變化中的飛行如何影響飛行員的大腦功能。雖然由于神經(jīng)可塑性,人腦可以改變其結(jié)構(gòu)和功能以應(yīng)對不斷變化的環(huán)境條件,但人們認(rèn)識到,在零重力環(huán)境中旅行可能對健康不利。特別是長距離的太空任務(wù),已被證明會導(dǎo)致認(rèn)知問題。
鑒于人類對太空旅行的持續(xù)迷戀,重要的是,科學(xué)家們要了解不斷變化的重力條件對大腦適應(yīng)能力的影響。但是為什么要研究飛行員而不是宇航員?因?yàn)橛詈絾T是罕見的,很難得到,所以研究人員轉(zhuǎn)向下一個最合適的對象:噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)飛行員。在一天結(jié)束時,兩者都必須忍受不斷變化的重力水平(g-levels),并能夠迅速處理往往是相互沖突的感官信息。
該研究的資深作者、安特衛(wèi)普大學(xué)的弗洛里斯-烏伊茨教授說:"戰(zhàn)斗機(jī)飛行員與宇航員有一些有趣的相似之處,例如暴露在改變的重力水平下,需要解釋視覺信息和來自頭部運(yùn)動和加速度的信息。"
該研究分析了F-16戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的大腦,比較了平均擁有1025小時F-16飛行經(jīng)驗(yàn)的男性飛行員與非飛行員對照組之間的差異。對參與者進(jìn)行了磁共振成像(MRI)掃描,以觀察大腦功能連接的變化--換句話說,大腦的不同區(qū)域如何相互作用。
除了研究飛行員和非飛行員之間的大腦功能差異外,研究人員還考察了飛行員所積累的飛行時間是否影響大腦功能連接和神經(jīng)可塑性。
對比飛行員和非飛行員,數(shù)據(jù)顯示,在飛行員中,處理視覺信息和有關(guān)頭部位置、方向和運(yùn)動變化的信息(前庭信息)的大腦區(qū)域之間的聯(lián)系更大。
飛行時間多的飛行員比經(jīng)驗(yàn)少的飛行員表現(xiàn)出更大的大腦變化,這表明神經(jīng)可塑性隨著飛行經(jīng)驗(yàn)而增加。此外,更有經(jīng)驗(yàn)的飛行員顯示,負(fù)責(zé)處理噴氣機(jī)飛行所需的復(fù)雜信息的大腦區(qū)域的連接性增加。
研究人員希望在這項(xiàng)研究中收集的數(shù)據(jù)--這類研究中的第一項(xiàng)--能夠被用于未來的研究,旨在更深入地了解太空旅行對大腦功能的影響。
該研究的第一作者Wilhelmina Radstake博士說:"通過證明前庭和視覺信息在飛行員中的處理方式與非飛行員不同,我們可以建議飛行員是一個合適的研究群體,以更深入地了解大腦對異常重力環(huán)境的適應(yīng),例如在太空飛行期間。"
這項(xiàng)新研究出現(xiàn)在《生理學(xué)前沿》雜志上。