Pärast 14 külma kuu Antarktikas veetmist lahkusid uue uuringu kohaselt üheksa ekspeditsiooni mandrilt veidi väiksemate ajudega.
Teadlaste meeskond skaneeris ekspeditsioonide aju enne ja pärast teekonda ning leidis, et oreli teatud struktuurid on reisi ajal kahanenud. Eelkõige on õppimise ja mälu jaoks kriitiline aju struktuur, mida nimetatakse hipokampuseks, kaotanud märkimisväärse mahu. Tulemused, mis avaldati täna (4. detsembril) ajakirjas New England Journal of Medicine, viitavad sellele, et ekspeditsioonipidajad võisid aju stimulatsioonist maha jääda, elades ja töötades polaarjääl asuvas isoleeritud uurimisjaamas, kus ainult vähesed valivad inimesed ja kuude kaupa.
Aju kokkutõmbumine võib kahjustada ka ekspeditsioonipidajate võimet emotsioone töödelda ja teistega suhelda, sest hipokampus on nende kognitiivsete võimete "võti", ütles kaasautor Alexander Stahn, Charité - Universitätsmedizini Berliini kosmosemeditsiini uurija ja Berliini abiprofessor. arstiteadus psühhiaatria alal Pennsylvania ülikoolis, ütles Live Science oma e-kirjas.
Antarktika meeskonnas nähtud aju muutused kajastavad närilistega tehtud sarnaseid tähelepanekuid, mis viitavad sellele, et pikaajalised sotsiaalsed eraldatusperioodid vähendavad aju võimet ehitada uusi neuroneid. Elamine "monotoonses" keskkonnas, kohas, mis muutub harva ja sisaldab vähe huvitavaid objekte või ruume, et uurida, näib ajendavat näriliste aju muutusi, mis sarnanevad ekspeditsioonide nägijatega, eriti hipokampuses. Nagu BrainFacts.org, on hipokampus väheste ajupiirkondadena, mis genereerivad neuroneid täiskasvanueas, pidevalt meie närviskeemi, kui õpime ja saame uusi mälestusi.
Ehkki närilise aju näib hipokampuse säilitamiseks tuginevat keskkonna stimuleerimisele, on isoleerimise ja monotoonsuse mõjudest inimese ajule vähem teada. Stahn ja tema kaasautorid arvasid, et lõunapooluse kauge uurimisjaam võiks olla täiuslik laboratoorium uurimiseks. Stahn uurib peamiselt seda, kuidas aju võib pikaajalise kosmosereisi ajal muutuda, kuid Antarktika võimaldas tal neid mõjusid pisut lähemal kodule uurida, ütles ta.
"Pikaajalise eraldatuse ja kinnise mõju mõju hindamiseks võib seda pidada suurepäraseks kosmoseanaloogiks," sõnas ta.
Jaama haldava Alfred Wegeneri instituudi andmetel seisab kõnealune polaaruurimisjaam, mida nimetatakse Neumayer Station III, Ekströmi jääriiulil Weddelli mere lähedal ja mahutab talvekuudel üheksa inimest. Hoone ise sisaldab enamikku meeskonna tööruumidest, ühisruumidest ja varustusruumidest, mis asuvad lumega kaetud jääriiuli kohal 16 hüdraulilisel tugipostil. Ümbritsetud mõru-külma kõrbega, sobib jaam kindlasti õpiku definitsioonile "isoleeritud".
Enne seda, kui ekspeditsioonimehed Antarktika talvele järele jõudsid, skaneerisid Stahn ja tema kaasautorid katsealuste ajusid magnetresonantstomograafia (MRI) abil, mis kasutab tugevat magnetvälja ja raadiolaineid, et jäädvustada aju struktuuripilte. Meditsiinilistel põhjustel ei saanud üks ekspeditsioonijatest teha MRI-d, kuid autorid mõõtsid kõigi üheksa meeskonna liikme jaoks aju päritoluga neurotroofseks faktoriks (BDNF) kutsutud valgu sisemist taset. BDNF valk toetab uute neuronite kasvu ja võimaldab lootustandvatel rakkudel ellu jääda; ilma BDNF-ita ei saa hipokampus uusi närviühendusi luua.
Autorid testisid ekspeditsiooni läbiviijate BDNF taset ja kognitiivset jõudlust kogu ekspeditsiooni vältel, skaneerides pärast meeskonna koju naasmist nende aju uuesti. Teadlased võtsid samu mõõtmisi ka üheksa tervelt osalejalt, kes ekspeditsioonile ei läinud.
Muidugi kaotasid ekspeditsioonimehed oma 14 kuu jooksul Lõunapoolusel rohkem hipokampuse mahtu ja BDNF-i kui koju jäänud grupp.
Täpsemalt, hipokampuse piirkond, mida nimetatakse dentate gyrus'iks, kasvas märkimisväärselt kaheksas MRT läbinud ekspeditsioonis. See piirkond toimib hipokampuses neurogeneesi kuumusena ja salvestab sündmuste mälestusi, vahendab BrainFacts.org. Uurimisjaamas viibimise ajal kahanes iga ekspeditsiooni hambaarst Gyrus umbes 4% kuni 10%.
Suuremahulise kaduga dentaadiga gyrus ekspeditsioonidel olid ka ruumilise töötluse ja selektiivse tähelepanu katsetamise tulemused halvemad, võrreldes nende tulemusi enne ekspeditsiooni. Ekspeditseerijate aju muud piirkonnad näisid ka reisi ajal kahanevat, sealhulgas mitmed laigud ajukoores (aju kortsus välimine kiht); need laigud olid vasakpoolne parahippocampal gyrus, parem dorsolateraalne prefrontaalne ajukoore ja vasak orbitofrontaalne cortex.
Veerand teel läbi ekspeditsiooni oli ekspeditsioonide läbiviijate BDNF tase juba langenud algtasemelt ja langes lõpuks keskmiselt umbes 45%. Need tasemed olid madalad isegi 1,5 kuud pärast meeskonna koju naasmist. BDNF-i taseme suurem langus korreleerus suurema intensiivsusega kadunud gürossiidi mahu vähenemisega enne ekspeditsiooni ja pärast seda, teatas uuring.
Kuna nende uuringus osales ainult üheksa inimest, rõhutasid autorid, et nende andmeid tuleks tõlgendada ettevaatlikult. Ainuüksi nende uurimuste põhjal ei suuda autorid kindlaks teha, millised ekspeditsiooni elemendid kujutasid endast sotsiaalset või keskkondlikku puudust, täpsustasid nad. Teadlaste sõnul vihjavad tulemused, et pikaajaline isoleerimine võib BDNF-i inimese aju ammendada, muuta hipokampuse struktuuri ja kahjustada selliseid olulisi kognitiivseid funktsioone nagu mälu.
Teadlased uurivad praegu mitmeid võimalikke viise selle aju kokkutõmbumise ennetamiseks, "näiteks spetsiifilised füüsiliste treeningute rutiinid ja virtuaalne reaalsus sensoorse stimulatsiooni tugevdamiseks", ütles Stahn. Teoreetiliselt võivad näriliste uuringute tulemused inimestes tõele vastata, et inimese keskkonna "rikastamine" uute esemete ja tegevustega võib hipokampust kaitsta kokkutõmbumise eest, väidavad autorid.
