太空中被“重塑”的大脑

杨阳

自20世纪50年代以来，大量的研究已经证实，长时间的太空生活会对人体的新陈代谢、热调节、心律、肌张力、骨密度、呼吸系统等产生影响。其中一种叫作视覺障碍颅内压综合征，它是一种会影响视力、使人产生头痛的太空病。也许我们想象不到，太空的失重环境还会影响我们的大脑。这种疾病的根源在于人体的中央处理器（大脑）。虽然视觉障碍颅内压综合征很早就被发现，而且得到了人们的重视，但是其致病机理直到2020年才得到揭示，原因很简单：人类的大脑在太空中移位了。

一名宇航员的大脑核磁共振成像照片，在一次长时间太空飞行前（图左）与后（图右）对比，太空飞行后，宇航员大脑中央沟变窄，脑脊液和脑白质扩张

保护大脑的液体——脑脊液

其实，人类的大脑并不是紧贴着头骨生长的，大脑泡在一摊“水”里，这摊“水”叫作脑脊液，是存在于脑室及蛛网膜下腔的一种无色透明的液体，大概有150毫升，相当于半盒牛奶的含量。别小看大脑里的这点水，它可有着大用处。

脑脊液示意图

耳石结构图

人类的大脑是身体最重要的神经器官，一切高级的思考活动都在此处进行。而连接大脑的还有一条神经的高速公路——脊髓。它负责将大脑的指令分发传达下去。脑脊液包围并支持着整个大脑及脊髓，正是脑脊液帮助固定了大脑的位置。而且脑脊液每时每刻都在更新，帮大脑带走代谢废物。如果说大脑是CPU（中央处理器），那么脑脊液就相当于冷却液。而且这股冷却液还能帮助稳定我们的大脑，在遭遇外来冲击的时候吸收掉一部分力量，起到一定的保护作用。

大脑重新“摆兵布阵”

科学家研究发现，在太空长时间飞行的宇航员，大脑中的脑脊液分布发生了改变。在他们的头颅当中，大脑下部区域比上部区域有着更多的脑脊液。也就意味着，在太空中，宇航员的大脑位置发生了改变，悄悄“提升”了。

这是什么原因呢？科学家发现，可能是由于方向感应系统失灵。我们知道，感应方向主要依靠人类的耳石。耳石位于内耳深处，就是一块小小的“石头”。不过这块“石头”可不一般，耳石周围有着复杂的感觉器官，可以依靠重力、惯性来帮助人们判断方向，保持平衡。然而，在太空的失重条件下，耳石也“飘”了起来，这么一来，大脑就会找不到方向，自然也无法判断环境产生了哪些改变。于是，脑脊液分布就产生了错乱，进而导致大脑位置的变化，大脑的脑脊液代谢也就产生了混乱。通常来说，宇航员的脑脊液多于未进入过太空的地球居民。在太空待久了，在大脑深处产生脑脊液结构——脑室会产生扩张。

而另一个产生变化的结构便是脑白质。脑白质帮助人类处理视觉与空间、平衡感、垂直感知，以及运动控制信息。科学家认为，脑脊液增加带来的压力导致脑中的水分被“压”进了脑白质，从而造成了脑白质的膨大，进而影响了宇航员的平衡感等。

脑脊液和脑白质的扩张挤占空间，自然就需要有其他结构进行缩小。缩小的就是宇航员的脑垂体，这是一种分泌各种重要激素的结构。而这对人体代谢活动产生的影响可就多了。

为了实现人类能长期在太空生活的长远目标，现阶段我们还面临着很多的问题：人体的循环系统，免疫系统在太空中究竟会产生什么样的变化？我们大脑结构的改变会不会影响身体健康？如今，科学家们正在努力攻克这些问题，试图解开其中的谜团。

（责任编辑/黄盈盈 美术编辑/周游）

脑白质结构图