Длительная изоляция в Антарктиде вызывает временную потерю серого вещества мозга

У участников экспедиции наблюдается уменьшение объема серого вещества в нескольких подкорковых областях мозга и увеличение объема желудочков после зимовки на станции Конкордия. A) Объем серого вещества был ниже в гиппокампе, бледном шаре и таламусе сразу после зимовки (Post1). B) Объемы гиппокампа и бледного шара вернулись к исходным уровням через пять месяцев после возвращения из Антарктиды. Автор: npj Microgravity (2025). DOI: 10.1038/s41526-025-00497-6

Исследователи из Университета Пенсильвании обнаружили временное уменьшение объема серого вещества у людей, переживших длительную изоляцию в Антарктиде. Наибольшие структурные изменения зафиксированы в областях, отвечающих за память и пространственную обработку информации. Интересно, что у участников с более длительным и качественным сном изменения объема мозга были менее выраженными.

Эти выводы могут иметь значение для понимания того, как мозг астронавтов адаптируется к психологическим и экологическим нагрузкам во время длительных космических миссий, где изоляция, ограниченная подвижность и нарушенный сон являются неизбежными факторами.

Хронический стресс изменяет мозг — не через единичную травму, а через постоянное воздействие экстремальных температур, социальной изоляции, монотонности, гипоксии и нерегулярного сна. Подобные условия характерны для космических полетов, где астронавты сталкиваются с изолированной, замкнутой и экстремальной (ICE) средой.

Чтобы изучить влияние таких условий на человеческую нейроанатомию, ученые обратились к «земному аналогу» — станции Конкордия на высокогорном плато Антарктиды.

Станция Конкордия идеально подходит для моделирования: здесь сочетаются низкое атмосферное давление, высокогорье, сенсорная монотонность и социальные ограничения. Зимовщики сталкиваются с постоянными нарушениями сна, эмоциональным напряжением и физиологическими изменениями, включая ослабление иммунитета и замедление когнитивных функций.

В исследовании «Временное снижение объема серого вещества во время антарктической изоляции: роль сна, физических упражнений и когнитивных функций», опубликованном в журнале npj Microgravity, ученые провели продольное МРТ-исследование двух экипажей, завершивших зимовку на станции Конкордия.

МРТ-сканирование проводилось у 25 участников зимовок 2015 и 2016 годов, которые провели на станции почти 13 месяцев. Сканы делались перед отъездом (Pre), сразу после возвращения (Post1) и в среднем через пять месяцев (Post2). Контрольная группа из 25 здоровых участников проходила аналогичные обследования в Германском аэрокосмическом центре в Кёльне.

Объем серого вещества в теменной и височной долях уменьшился сразу после миссии, но вернулся к исходному уровню через пять месяцев. Аналогичные изменения наблюдались в гиппокампе и бледном шаре. Однако объем таламуса оставался сниженным даже на этапе Post2.

Любопытно, что более значительное уменьшение серого вещества коррелировало с лучшими результатами в некоторых когнитивных тестах — авторы назвали этот результат «загадочным».

Объем белого вещества временно снижался после миссии, но восстанавливался, тогда как объем боковых, третьего и четвертого желудочков увеличивался. При этом изменения в боковых и третьем желудочках сохранялись на этапе Post2, а четвертый желудочек возвращался к норме. Объем спинномозговой жидкости не изменился.

Качественный сон и интенсивные физические нагрузки оказались связаны с сохранением объема серого вещества в височной и теменной долях, а также в гиппокампе.

Ученые пришли к выводу, что большинство изменений мозга, вызванных длительной изоляцией в Антарктиде, обратимы в течение нескольких месяцев, а соблюдение гигиены сна и физическая активность могут служить эффективными мерами противодействия.

Эти данные особенно актуальны в свете планов космических агентств по организации длительных миссий и продолжительного пребывания на Луне и Марсе, где сохранение здоровья мозга в условиях ICE-среды становится приоритетной задачей.