太空探索遇生理極限，宇航員大腦受擠壓，NASA挑戰嚴峻

進入太空對人體而言是一場嚴酷的考驗。正如我們研究團隊的一項新研究所發現的那樣，經歷太空飛行后，大腦會在頭骨內部向上和向后位移，并發生變形。

這種變化的程度與在太空中停留的時間長短正相關。隨著美國國家航空航天局計劃開展時間更長的太空任務，且太空旅行的群體正從職業宇航員向外擴展，這些發現的現實意義將愈發凸顯。

在地球表面，重力持續將人體內的體液和大腦拉向地心。而在太空中，這種力量消失了。體液隨之向頭部轉移，這使得宇航員的面部呈現出浮腫的狀態。在常重力環境下，大腦、腦脊液及周圍組織處于一種穩定的平衡之中；但在微重力環境下，這種微妙的平衡被打破了。

失去了向下的重力牽引，大腦在顱腔內漂浮，并承受著來自周圍軟組織及頭骨本身的各種作用力。早期的研究曾指出，太空飛行后大腦在頭骨中的位置似乎變高了。這些研究大多聚焦于平均值或全腦測量，這種宏觀視角可能會掩蓋大腦不同區域內部發生的關鍵變化。

我們的目標，是進行更細致的觀察。

我們分析了26名宇航員的大腦磁共振成像掃描結果，這些宇航員在太空中停留的時間長短不一，從數周到一年多不等。為了精準聚焦于大腦的位移，我們將每位宇航員太空飛行前后拍攝的掃描圖像中的頭骨位置進行了對齊。

這種比對使我們能夠測量大腦相對于頭骨本身的位移情況。我們并未將大腦視為一個單一的整體，而是將其細分為100多個區域，并追蹤每一個區域的移動軌跡。這種方法使我們得以捕捉到那些在全腦平均視角下被忽略的模式。

我們發現，將飛行后的數據與飛行前相比，大腦呈現出一致的向上和向后移動的趨勢。在太空中停留的時間越長，這種位移幅度就越大。而在對單個大腦區域的檢查中，我們得出了其中一個更為驚人的發現。

在那些于國際空間站駐留約一年的宇航員中，大腦頂部附近的一些區域向上移動了超過2毫米，而大腦的其余部分則幾乎未動。這個距離聽起來或許微不足道，但在頭骨這一緊密包裹的空間內部，它卻具有重要的意義。

涉及運動和感覺功能的區域表現出了最大的位移幅度。大腦兩側的結構向中線靠攏，這意味著兩個大腦半球實際上是向相反方向移動的。這些相反的移動模式在全腦平均值的計算中相互抵消，這也解釋了為何早期的研究未能發現這一現象。

在返回地球后的六個月內，大多數的位移和變形逐漸恢復正常。向后的位移恢復程度較低，這可能是因為重力是向下而非向前牽引的，因此太空飛行對大腦位置的某些影響可能會比其他影響持續更久。

美國國家航空航天局的阿爾忒彌斯計劃將開啟太空探索的新紀元。了解大腦如何做出反應，將有助于科學家評估長期風險并制定相應的對策。

我們的發現并不意味著人類應該止步于太空旅行。盡管我們發現感覺處理腦區的較大位移與飛行后的平衡感變化存在相關性，但機組人員并未表現出與大腦位置移動相關的明顯癥狀——例如頭痛或腦霧。

我們的發現并未揭示即時的健康風險。知曉大腦在太空飛行中如何移動以及隨后如何恢復，使研究人員能夠深入理解微重力對人類生理機能的影響。這將有助于太空機構設計出更加安全的任務方案。