Não bộ của các nhà du hành vũ trụ thay đổi hình dạng và vị trí

Theo một nghiên cứu mới, não của các nhà du hành vũ trụ có thể thay đổi cả hình dạng lẫn vị trí trong suốt thời gian lưu trú ngoài không gian.

Công trình được công bố trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Mỹ cho thấy, sau các chuyến bay vũ trụ, não của phi hành gia có xu hướng nghiêng lên trên, đồng thời dịch chuyển lên và ra phía sau trong hộp sọ so với vị trí bình thường khi họ ở Trái Đất.

Các nhà khoa học ghi nhận những thay đổi này xảy ra tại nhiều vùng não liên quan đến cảm giác, hiện tượng say tàu xe, khả năng định hướng không gian và giữ thăng bằng.

Nghiên cứu góp phần mở rộng lĩnh vực y học hàng không vũ trụ, một ngành khoa học còn tương đối non trẻ nhưng đang phát triển nhanh, tập trung tìm hiểu những tác động của môi trường không trọng lực đối với cơ thể con người.

Những phát hiện này được đánh giá là đặc biệt quan trọng trong bối cảnh NASA lên kế hoạch cho các sứ mệnh dài hạn, bao gồm việc xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng và đưa con người tiến xa hơn vào Hệ Mặt Trời.

“Chúng ta cần hiểu rõ những thay đổi này cũng như tác động của chúng để bảo đảm an toàn, sức khỏe và tuổi thọ cho các phi hành gia”, Giáo sư Rachael Seidler, Khoa Sinh lý học Ứng dụng và Vận động học, Trường Đại học Florida, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.

Để đi đến kết luận, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Seidler đã phân tích ảnh chụp cộng hưởng từ của 26 phi hành gia trước và sau các chuyến bay vào không gian.

Thời gian lưu trú trên quỹ đạo của họ dao động từ vài tuần, đối với các chuyến bay tàu con thoi, đến khoảng sáu tháng, vốn là thời gian tiêu chuẩn cho các nhiệm vụ trên Trạm Vũ trụ quốc tế. Một số trường hợp đặc biệt thậm chí ở lại trạm vũ trụ trong thời gian dài, kéo dài tới một năm.

“Những người tham gia các nhiệm vụ kéo dài một năm cho thấy mức độ thay đổi lớn nhất”, Giáo sư Seidler cho biết. “Vẫn có những thay đổi rõ rệt ở những người chỉ tham gia trong hai tuần, nhưng thời gian lưu trú dường như là yếu tố mang tính quyết định”.

Bà nói thêm rằng, trong số các nhà du hành đã ở trong không gian từ sáu tháng trở lên, sự dịch chuyển hướng lên trên của não là “khá nhiều”, đặc biệt tại các cấu trúc nằm ở đỉnh não.

“Mức độ dịch chuyển vào khoảng vài milimét”, bà giải thích. “Nghe có vẻ không lớn, nhưng khi nói đến sự dịch chuyển của não, đó thực sự là thay đổi quan trọng. Những biến đổi như vậy hoàn toàn có thể quan sát được bằng mắt thường”.

Theo Giáo sư Seidler, các thay đổi ở não bộ đôi khi gây ra hiện tượng “xung đột cảm giác” đối với các nhà du hành trong thời gian ở ngoài không gian, biểu hiện dưới dạng mất phương hướng tạm thời hoặc say tàu xe.

Khi trở lại Trái Đất, những dịch chuyển này cũng có thể góp phần gây ra các vấn đề về thăng bằng trong giai đoạn phi hành gia tái thích nghi với trọng lực. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu không ghi nhận các triệu chứng nghiêm trọng như đau đầu hay suy giảm nhận thức, cả trong lẫn sau chuyến bay.

“Điều đó khiến tôi khá bất ngờ”, bà nói.

Để đối chứng, nhóm nghiên cứu cũng phân tích hình ảnh quét não của 24 người trên Trái Đất, những người được yêu cầu nằm nghỉ trên giường trong tối đa 60 ngày ở tư thế nghiêng ra sau, sao cho đầu thấp hơn chân 6 độ. Cách bố trí này nhằm mô phỏng môi trường không trọng lực.

Các nhà khoa học ghi nhận những thay đổi tương tự về vị trí và hình dạng não sau thời gian nằm nghỉ. Tuy nhiên, mức độ dịch chuyển hướng lên trên ở các nhà du hành vũ trụ vẫn lớn hơn đáng kể.

Tiến sĩ Mark Rosenberg, Phó giáo sư thần kinh học tại Trường Đại học Y khoa Nam Carolina, đồng thời là Giám đốc Chương trình Thần kinh học Hàng không Vũ trụ và Hiệu suất, cho biết giới khoa học từ lâu đã biết du hành vũ trụ có thể ảnh hưởng đến não bộ.

Tuy vậy, nghiên cứu của Giáo sư Seidler là một trong những công trình đầu tiên ghi nhận cách sự dịch chuyển hướng lên trên của não có thể liên quan đến chức năng của phi hành gia trong không gian và khi họ trở về Trái Đất.

“Chúng ta biết não bộ dịch chuyển lên trên, nhưng câu hỏi là liệu điều đó có thực sự tác động đến hoạt động của não hay không”, Tiến sĩ Rosenberg, người không tham gia nghiên cứu, nhận định. “Công trình này có thể giúp xác định một số mối liên hệ đó”.

Những phát hiện trên đặt ra thêm nhiều câu hỏi cho các nghiên cứu tiếp theo, chẳng hạn liệu có sự khác biệt giữa những thay đổi não bộ ở các nhà du hành nam và nữ hay không, hoặc tuổi tác của thành viên phi hành đoàn có đóng vai trò nhất định hay không.

Tuy nhiên, việc xây dựng một bức tranh toàn diện vẫn bị hạn chế bởi kích thước mẫu nghiên cứu. Mỗi năm chỉ có hơn mười nhà du hành được đưa lên Trạm Vũ trụ quốc tế, trong khi đội ngũ phi hành gia của NASA trong nhiều thập kỷ qua chủ yếu là nam giới.

Các nhà khoa học cũng lưu ý cần thêm thời gian để xác định liệu những thay đổi não bộ được quan sát có để lại tác động lâu dài hay không.

Cho đến nay, tương tự nhiều biến đổi sinh lý khác ở cơ thể các nhà du hành vũ trụ sau thời gian làm việc ngoài không gian, như mất xương, suy giảm sức mạnh cơ bắp hay sự phân bố lại chất lỏng trong cơ thể, những thay đổi ở não dường như không mang tính vĩnh viễn.

Sau khi cơ thể thích nghi trở lại với trọng lực quen thuộc của Trái Đất, phần lớn các chỉ số có xu hướng quay về trạng thái ban đầu, Tiến sĩ Rosenberg cho biết.

Tuy vậy, giới khoa học vẫn chưa rõ liệu các môi trường có trọng lực khác nhau có thể tạo ra những biến chứng mới hay không.

“Nếu một người sống trên sao Hỏa, nơi trọng lực chỉ bằng khoảng một phần ba Trái Đất, hoặc trên Mặt Trăng với trọng lực bằng một phần sáu, liệu thời gian để cơ thể trở lại bình thường có kéo dài gấp ba hay gấp sáu lần hay không?” Tiến sĩ Rosenberg đặt vấn đề.

Cả Giáo sư Rosenberg và Giáo sư Seidler đều cho rằng những kết quả hiện nay không nên được xem là lý do phản đối việc con người lưu trú dài ngày trong không gian. Điều quan trọng hơn là xác định liệu có bất kỳ tổn hại lâu dài nào hay không và tìm cách phòng tránh nếu điều đó xảy ra.

“Dù chúng ta có muốn thừa nhận hay không, cuối cùng con người sẽ trở thành một loài có khả năng du hành vũ trụ”, Tiến sĩ Rosenberg nói. “Đó chỉ còn là vấn đề thời gian, và đây mới chỉ là một trong nhiều câu hỏi chưa có lời giải mà chúng ta cần tiếp tục làm rõ”.