重力的变化会对大脑产生深远的影响
北京时间3月26日消息，载人火星任务将是人类太空探索历程中的下一次重大飞越。NASA制定了一个合理的时间表，目标是在20世纪30年代将第一批人类送上火星。然而，去火星旅行和坐飞机去纽约是完全不同的事情。太空对人类生活来说是一个极其恶劣的环境。人类在这里会面临各种挑战，从零重力、危险辐射到孤独、缺乏昼夜交替。
与人类在过去60年中所踏上的所有太空探索之旅相比，以火星为目的地的深空探测任务对身体和心理的要求更高。往返火星的旅程大约需要14个月，而实际的探索任务至少需要三年。持续的高水平认知能力和有效的团队合作将是火星深空探测任务安全实施和取得成功结果的前提。
然而，最近发表在《生理学前沿》杂志上的一项新研究发现，这种缺乏重力的太空任务可能会对宇航员的认知能力和情感理解产生负面影响。
从第一次太空任务开始，暴露在微重力环境(失重)下显然会给人体带来巨大的变化。这包括心血管、肌肉骨骼和神经系统的变化。在地球上，我们利用视觉和各种器官(包括内耳器官)来探测重力。当我们的头伸直时，耳朵里的小石头和前庭里的耳石在粘稠的液体中处于完美的平衡。当我们摇头时，重力使液体流动，从而向大脑释放头部位置变化的信号。但是在太空飞行中，这个过程不再起作用。
太空飞行甚至可以有害地改变宇航员大脑的解剖结构。我们观察了从国际空间站返回的宇航员大脑的结构变化，包括大脑在头骨中的向上运动，以及大脑层、皮层和大脑内部各区域之间连通性的下降。
我们仍然不完全理解这些变化将如何影响行为，但科学家们正在取得一些进展。众所周知，宇航员会出现定向障碍、知觉错觉、不平衡和晕车。然而，这些发现通常基于少量样本。
模拟微重力
这项新研究是由美国宇航局赞助的。本研究探讨了微重力对认知能力的影响。在这项研究中，研究人员没有真正将24名参与者送入太空，而是让他们躺在床上。这是因为某种类型的卧床对人体的影响类似于微重力造成的影响。当我们站立时，我们的身体和前庭耳石与重力方向一致，而当我们躺下时，我们的身体和前庭耳石与重力方向成直角。
因此，研究参与者必须平躺，头部略低于身体，倾斜角度为6，并保持这种姿势近2个月，在此期间不能改变姿势。在实验过程中，会定期要求他们完成一系列为航天员设计的认知任务以及相关的太空飞行，以此来评价他们的空间方向感、记忆力、冒险行为以及对他人的情感理解。
结果表明，参与者的认知速度略有下降，但在涉及感觉和运动技能的任务中肯定会下降。这似乎与太空飞行后在“运动诱发皮层”中观察到的脑组织密度变化相一致。(运动诱发皮层是大脑中主要的感觉皮层和运动皮层，有助于处理感觉输入和运动。此外，参与者在看到人脸照片时不容易区分人物的情绪。
连续躺两个月听起来真的很容易，也很难做到
适应重力的变化需要时间和精力。虽然参与者在大多数认知任务上的表现在开始时有所下降，但在实验后的60天左右，表现水平没有变化。然而，识别情绪的能力持续恶化。事实上，参与者会对负面情绪产生偏见。他们倾向于把别人的面部表情解释为愤怒，而不是快乐或中立。
这是一个重要的发现。宇航员时刻保持头脑清醒和思维敏捷的能力对太空任务非常重要。由于宇航员需要在狭小的空间里与同伴呆很长时间，所以他们正确“理解”对方的情感表达也很重要。因此，航天机构应考虑在飞行前给予宇航员足够的心理训练和飞行中的心理支持，以尽量减少这种风险。
最近，火箭技术领域的投资源源不断，一个又一个最新的进展正在开启下一个激动人心的太空探索新时代。微重力可能令人深感不安，也可能在很多方面影响宇航员的能力水平。随着人类对火星深度无人任务的关注，更好地了解微重力对认知能力和情感健康的影响，并为空间任务人员提供适当的医疗和心理支持，将是一个紧迫的研究目标。(林云)
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