Как влияет изоляция в Антарктиде на полярников: ответ ученых23.07.2025 13:01

Нейрофизиологи из Пенсильванского университета подробно описали временное сокращение серого вещества после длительной изоляции в Антарктиде. Структурные потери были наиболее заметны в областях, отвечающих за память и пространственную ориентацию. Снижение объема мозга у многих участников экспедиции сочеталось с сокращением времени и качеством сна (правда, не до конца ясно, что здесь первично).

Полученные результаты могут пригодиться для понимания того, как мозг астронавтов адаптируется к психологическим и экологическим нагрузкам во время полетов в дальний космос, где неизбежна длительная изоляция, ограниченное передвижение и нарушение сна.

Хронический стресс изменяет работу мозга. Постоянное травмирующее воздействие окружающей среды в Антарктиде обусловлено комплексом негативных факторов:

• Экстремально низкие температуры;
• Социальная изоляция;
• Монотонность будней;
• Высотная гипоксия;
• Нарушение циркадных ритмов из-за отсутствия смены дня и ночи;
• Нерегулярность сна в связи с исполнением обязанностей и стрессом.

Чтобы понять, как такие условия влияют на нейроанатомию человека, ученые провели обследование сотрудников франко-итальянской полярной станции Конкордия, расположенной на антарктическом плато на высоте 3280 метров над уровнем моря. Ближайшая прибрежная станция Дюмон-д«Юрвиль располагается в 1108 километрах.

Станция представляет идеальный образчик экстремальных условий, сочетающий низкое атмосферное давление и температуру, большую высоту, сенсорную монотонность и социальные ограничения. Зимующие экипажи сталкиваются с постоянными нарушениями сна, эмоциональным напряжением и физиологическими изменениями, включая подавление иммунитета и снижение когнитивных способностей.

В статье под заголовком «Временное снижение содержания серого вещества во время изоляции в Антарктике: роль сна, физических упражнений и когнитивных способностей», опубликованной в журнале npj Microgravity, исследователи рассказали о пролонгированном МРТ-исследовании для изучения нейроанатомических изменений мозга у двух экипажей, которые завершили зимовку на антарктической станции Конкордия.

МРТ‑сканирование было проведено двум командам, проходившим зимовку в 2015 и 2016 годах. В общей сложности были обследованы 25 членов экспедиций, которые провели почти 13 месяцев на станции Конкордия. Сканирование проводилось перед вылетом (Pre), сразу после возвращения (Post1) и через пять месяцев после возвращения (Post2). Двадцать пять здоровых участников контрольной группы прошли сканирование с аналогичными интервалами в Немецком аэрокосмическом центре в Кельне.

По данным томографии у всех полярников объем серого вещества (substantia grisea, комплекс нейронов, дендритов и синапсов) в теменной и височной долях уменьшился по сравнению с исходным уровнем сразу после завершения экспедиции и вернулся к исходному уровню через пять месяцев наблюдения. Объем серого вещества в гиппокампе и бледной оболочке также уменьшился и вернулся к исходному уровню. Объем таламуса уменьшился и оставался ниже исходного уровня при последующем наблюдении. Парадоксальным образом снижение объема головного мозга сопровождалось улучшением выполнения ряда когнитивных тестов.

Объем белого вещества (substantia alba, пучки таксонов, покрытые миелином) уменьшился сразу после возращения и вернулся к исходному уровню. Объем боковых, 3-го и 4-го желудочков увеличился после возвращения. Объем боковых и 3-го желудочков оставался повышенным при последующем наблюдении. Объем 4-го желудочка вернулся к исходному уровню. Объем спинномозговой жидкости не изменился.

Улучшение сна было неизменно связано с сохранением объема серого вещества в височной доле, теменной доле и гиппокампе. Посещение тренажерного зала с высокими физическими нагрузками неизменно ассоциировалось с сохранением или меньшим сокращением объема мозга.

Авторы пришли к выводу, что большинство дистрофических изменений в мозге, вызванных длительной изоляцией в Антарктике, являются преходящими. Мозг восстанавливается в течение нескольких месяцев. Гигиена сна и интенсивная физическая активность могут служить практическими контрмерами негативной динамике состояния центральной нервной системы. Улучшение когнитивных способностей на фоне сокращения серого вещества у ряда испытуемых осталось необъяснимым.

Поскольку космические агентства планируют более длительные миссии и продолжительное нахождение людей на поверхности Луны или Марса, сохранение здоровья мозга в экстремальных условиях космоса становится оперативным приоритетом.

О том, как длительное пребывание в невесомости портит зрение, читайте в материале Hi-Tech Mail.