Функциональная экспедиция: Экстремальные условия окружающей среды могут оказывать негативное влияние на наш мозг - ученые сейчас показали это на примере полярных исследователей в Антарктике. В результате их пребывания на холоде и уединения в течение нескольких месяцев часть гиппокампа уменьшилась. Тесты также выявили ограничения в пространственном мышлении и избирательном внимании, сообщает исследовательская группа.
Антарктида - самый холодный и враждебный континент на Земле. Поэтому ученые, отправляющиеся на немецкую полярную исследовательскую станцию Ноймайер III в заливе Атка на шельфовом леднике толщиной 200 метров, должны быть готовы к экстремальным условиям: температура до минус 50 градусов по Цельсию так же обычна, как и почти полная темнота зимой.
Кроме того, жизнь в отделении предлагает мало возможностей для уединения и уединения. Контакты с внешним миром сведены к минимуму, и прерывание вашего пребывания невозможно, по крайней мере, в течение долгих зимних месяцев. Экстренная эвакуация или поставка продовольствия и снаряжения возможны только в течение относительно короткого лета.
На ледяном «конце света»
Каковы последствия для ума? «Этот сценарий дает нам возможность исследовать, как жизнь в экстремальных условиях влияет на человеческий мозг», - объясняет Александр Стан из Медицинского университета Шарите в Берлине. Могут ли структура и функции мозга измениться во время длительной антарктической экспедиции?
Чтобы выяснить это, доктор и его коллеги сопровождали пятерых мужчин и четырех женщин, которые провели на полярной исследовательской станции в общей сложности 14 месяцев, девять из которых были в одиночестве. До, во время и после миссии испытуемые прошли серию компьютерных когнитивных тестов. Они проверяли, среди прочего, способность концентрироваться, память и реакцию, а также пространственное мышление.
Заглядывая в разум
Регулярные анализы крови также должны давать информацию о концентрации так называемого фактора роста BDNF - белка, стимулирующего рост нервных клеток и синапсов в головном мозге. Чтобы иметь возможность определить изменения объема мозга, особенно в гиппокампе, ученые обследовали участников исследования до и после миссии с помощью магнитно-резонансной томографии.
«Для этого мы использовали метод особенно высокого разрешения, который позволяет точно измерять отдельные участки гиппокампа», - сообщает соавтор Симона Кюн из Института развития человека Макса Планка. в Берлине. Все тесты также проводились на контрольной группе из девяти человек.
Редуцированная зубчатая извилина
Оценки показали: На самом деле пребывание на ледяном «конце света», похоже, повлияло на мозг полярников. Измерения показали, что после окончания экспедиции зубчатая извилина в гиппокампе уменьшилась в размерах по сравнению с контрольной группой. Помимо прочего, эта область мозга играет важную роль в консолидации содержимого памяти и пространственном мышлении.
Как сообщают ученые, эти изменения сопровождались снижением фактора роста BDNF. После трехмесячного пребывания в Антарктиде концентрация фактора роста упала ниже уровня, измеренного до экспедиции, и не вернулась к норме даже через полтора месяца после экспедиции.
Меньший эффект обучения
Эти изменения были очевидны и в когнитивных способностях испытуемых: эксперименты выявили влияние на пространственное мышление и так называемое избирательное внимание - последнее необходимо для того, чтобы скрыть ненужную информацию и сконцентрироваться на ней. о том, что сейчас важно.
Хотя у участников исследования это обычно улучшается после повторного выполнения таких тестов, этот эффект обучения был тем ниже, чем больше уменьшался объем зубчатой извилины. Этот эффект, возможно, можно объяснить, в том числе, тем, что на станции полярники получают мало раздражителей. Кроме того, даже в поездках на улицу они получают только лед и почти никаких ориентиров - вещи, которые могли бы тренировать эти когнитивные навыки.
Помогает ли спорт?
Что теперь означают эти наблюдения? «Ввиду небольшого числа испытуемых результаты нашего исследования следует интерпретировать с осторожностью. Однако, как и первоначальные данные, полученные на мышах, они дают важное указание на то, что экстремальные условия окружающей среды могут оказывать негативное влияние на мозг, особенно на образование новых нервных клеток в зубчатой извилине гиппокампа», - говорит Стан.
Эти результаты также интересны в отношении возможного строительства лунных или марсианских станций в будущем. Потому что там астронавты будут находиться в таких же условиях, что и полярные исследователи в Антарктиде. На следующем этапе исследователи хотят выяснить, можно ли предотвратить наблюдаемые негативные эффекты. Например, могут ли регулярные физические упражнения противодействовать изменениям в мозге?