Космическая ловушка: как невесомость «перепрограммирует» хват космонавтов

Как выяснили исследователи, жизнь в космосе может оказывать долгосрочное влияние на работу нашего мозга.

В космосе астронавтам приходится учиться жить без гравитации — независимо от того, находятся ли они на борту Международной космической станции (МКС) или направляются к Луне, например, в рамках миссии NASA «Артемида-2». Хотя космические путешественники действительно испытывают условия микрогравитации за пределами Земли, это гравитационное воздействие настолько минимально, что его можно считать практически невесомой средой. Но хотя парить в воздухе может показаться забавным, даже простые задачи, такие как удержание предмета, создают уникальные трудности. Поэтому учёные задались вопросом: как мозг адаптируется к такому образу жизни?

В новом исследовании ученые из Католического университета Лувена и баскского фонда науки Ikerbasque изучили, как мозг астронавтов приспосабливается к невесомости. Команда проанализировала изменения в том, как астронавты захватывают предметы при переходе с Земли в космос и обратно.

Результаты оказались более странными, чем можно было ожидать, и могут иметь серьезные последствия для будущей безопасности космонавтов.

«То, что мы наблюдали, было совершенно неожиданным», — рассказал ведущий автор исследования Филипп Лефевр, профессор биомедицинской инженерии.

Исследователи обнаружили, что спустя месяцы после возвращения на Землю из космоса астронавты испытывали трудности с приложением правильного усилия для надежного захвата предмета. Более того, их мозг настолько привык к захвату невесомых объектов в космосе, что им потребовались месяцы на Земле, чтобы перенастроиться.

Аналогичным образом команда также выяснила, что, находясь в космосе, астронавты прилагали больше усилий, чем необходимо, чтобы схватить объект, поскольку их мозг по-прежнему ожидал присутствия гравитации.

По сути, как во время миссии в космосе, так и после возвращения на Землю астронавты «неверно интерпретируют сенсорную обратную связь», пояснил Лефевр.

Это открытие заставляет по-новому взглянуть на процесс адаптации человека к экстремальным условиям. Представьте, что вы проводите несколько месяцев на МКС, где даже самый тяжелый контейнер кажется пушинкой. Ваш мозг учится рассчитывать мышечные усилия с поправкой на невесомость: он буквально «отключает» привычную земную схему «масса = вес». Но когда астронавт возвращается домой, эта схема не включается обратно мгновенно.

В ходе экспериментов выяснилось, что недавно вернувшиеся космонавты сжимали предметы с такой силой, будто те вот-вот улетят. Это приводило к курьезным, а порой и опасным ситуациям на Земле: они могли раздавить хрупкий прибор или случайно вырвать ручку двери. С другой стороны, в первые дни на орбите их хват, наоборот, был слишком слабым — мозг всё ещё «верил», что предмет нужно поддерживать снизу, сопротивляясь гравитации.

Учёные предполагают, что полная перенастройка моторной коры занимает от нескольких недель до трёх месяцев. И это ставит перед космическими агентствами новую задачу: как разработать тренажёры и протоколы, которые помогут мозгу астронавтов быстрее переключаться между гравитационными режимами. Ведь если полёт на Луну займёт неделю, а адаптация — три месяца, это может создать серьёзные риски при посадке или экстренных операциях на поверхности.

Будущие марсианские миссии, которые длятся годами, сделают эту проблему ещё острее: по возвращении на Землю колонизаторам, возможно, придётся заново учиться держать ложку или подписывать документы. Как иронично заметил один из астронавтов ЕКА: «В космосе ты чувствуешь себя супергероем. А на Земле первые месяцы — как новорождённый, который не понимает, почему бутылка с водой такая тяжёлая».

Статья об этих результатах была опубликована 20 апреля в Journal of Neuroscience.