太空旅行給人的身心帶來巨大的壓力。著眼於它對未來太空旅行的影響,比利時的一項新研究首次考察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。雖然由於神經可塑性,人腦可以改變其結構和功能以應對不斷變化的環境條件,但人們認識到,在零重力環境中旅行可能對健康不利。特別是長距離的太空任務,已被證明會導致認知問題。
鑒於人類對太空旅行的持續迷戀,重要的是,科學傢們要解不斷變化的重力條件對大腦適應能力的影響。但是為什麼要研究飛行員而不是宇航員?因為宇航員是罕見的,很難得到,所以研究人員轉向下一個最合適的對象:噴氣式戰鬥機飛行員。在一天結束時,兩者都必須忍受不斷變化的重力水平(g-levels),並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、安特衛普大學的弗洛裡斯-烏伊茨教授說:"戰鬥機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動和加速度的信息。"
該研究分析F-16戰鬥機飛行員的大腦,比較平均擁有1025小時F-16飛行經驗的男性飛行員與非飛行員對照組之間的差異。對參與者進行磁共振成像(MRI)掃描,以觀察大腦功能連接的變化--換句話說,大腦的不同區域如何相互作用。
除研究飛行員和非飛行員之間的大腦功能差異外,研究人員還考察飛行員所積累的飛行時間是否影響大腦功能連接和神經可塑性。
對比飛行員和非飛行員,數據顯示,在飛行員中,處理視覺信息和有關頭部位置、方向和運動變化的信息(前庭信息)的大腦區域之間的聯系更大。
飛行時間多的飛行員比經驗少的飛行員表現出更大的大腦變化,這表明神經可塑性隨著飛行經驗而增加。此外,更有經驗的飛行員顯示,負責處理噴氣機飛行所需的復雜信息的大腦區域的連接性增加。
研究人員希望在這項研究中收集的數據--這類研究中的第一項--能夠被用於未來的研究,旨在更深入地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,以更深入地解大腦對異常重力環境的適應,例如在太空飛行期間。"
這項新研究出現在《生理學前沿》雜志上。