Αφού πέρασε 14 ψυχρούς μήνες στην Ανταρκτική, εννέα αποστολείς εγκατέλειψαν την ήπειρο με ελαφρώς μικρότερα εγκεφάλους, σύμφωνα με νέα μελέτη.
Μια ομάδα ερευνητών σαρώθηκε το μυαλό των εξερευνητών πριν και μετά το ταξίδι και διαπίστωσε ότι ορισμένες δομές στο όργανο είχαν συρρικνωθεί κατά τη διάρκεια του ταξιδιού. Συγκεκριμένα, μια δομή εγκεφάλου κρίσιμη για μάθηση και μνήμη που ονομάζεται ιππόκαμπος είχε χάσει σημαντικό όγκο. Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύθηκαν σήμερα (4 Δεκεμβρίου) στο The New England Journal of Medicine, υποδηλώνουν ότι οι εξερευνητές ίσως έχουν χάσει την απαιτούμενη εγκεφαλική διέγερση με το να ζουν και να εργάζονται σε απομονωμένο ερευνητικό σταθμό στον πολικό πάγο, λίγους επιλεγμένους ανθρώπους και για μήνες στο τέλος.
Η συρρίκνωση του εγκεφάλου μπορεί επίσης να υπονομεύσει την ικανότητα των εξερευνητών να επεξεργάζονται τα συναισθήματα και να αλληλεπιδρούν με τους άλλους, επειδή ο ιππόκαμπος είναι «κλειδί» σε αυτές τις γνωστικές ικανότητες, ο συγγραφέας Alexander Stahn, ερευνητής διαστημικής ιατρικής στο Charité Universitätsmedizin Berlin και βοηθός καθηγητής ιατρική επιστήμη στην ψυχιατρική στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, είπε στο Live Science σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο.
Οι αλλαγές στον εγκέφαλο που παρατηρήθηκαν στην ομάδα της Ανταρκτικής αντικατοπτρίζουν παρόμοιες παρατηρήσεις σε τρωκτικά, οι οποίες υποδηλώνουν ότι οι παρατεταμένες περίοδοι κοινωνικής απομόνωσης αμβλύνουν την ικανότητα του εγκεφάλου να δημιουργήσει νέους νευρώνες. Η ζωή σε ένα "μονότονο" περιβάλλον, ένα μέρος που σπάνια αλλάζει και περιέχει λίγα ενδιαφέροντα αντικείμενα ή αίθουσες για να εξερευνήσει, φαίνεται να προκαλεί αλλαγές στους εγκεφάλους τρωκτικών που μοιάζουν με εκείνες που παρατηρούνται στους αποστολείς, ιδιαίτερα στον ιππόκαμπο. Ως μία από τις λίγες περιοχές του εγκεφάλου που παράγει νευρώνες στην ενηλικίωση, ο ιππόκαμπος συνεχώς επανασυνδέει τα νευρικά μας κυκλώματα καθώς μαθαίνουμε και αποκτούμε νέες μνήμες, σύμφωνα με το BrainFacts.org.
Αν και ο εγκέφαλος τρωκτικών φαίνεται να βασίζεται στην περιβαλλοντική διέγερση για τη διατήρηση του ιππόκαμπου, είναι λιγότερο γνωστά τα αποτελέσματα της απομόνωσης και της μονοτονίας στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Ο Stahn και οι συν-συγγραφείς του πίστευαν ότι ένας απομακρυσμένος ερευνητικός σταθμός στο Νότιο Πόλο θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως το τέλειο εργαστήριο για να ερευνήσει. Ο Stahn αρχικά μελετά πώς μπορεί να αλλάξει ο εγκέφαλος κατά τη διάρκεια μακροχρόνιων διαστημικών ταξιδιών, αλλά η Ανταρκτική του επέτρεψε να εξετάσει αυτά τα αποτελέσματα λίγο πιο κοντά στο σπίτι, είπε.
"Μπορεί να θεωρηθεί ένας εξαιρετικός χώρος ανάλογος για την εκτίμηση των επιπτώσεων της παρατεταμένης απομόνωσης και περιορισμού", είπε.
Ο εν λόγω πολικός ερευνητικός σταθμός, που ονομάζεται σταθμός Neumayer III, βρίσκεται στο πάτωμα Ekström Ice Shelf κοντά στη Θάλασσα Weddell και στεγάζει εννέα άτομα τους χειμερινούς μήνες, σύμφωνα με το Ινστιτούτο Alfred Wegener, το οποίο διευθύνει το σταθμό. Το ίδιο το κτίριο περιλαμβάνει τους περισσότερους χώρους εργασίας, τους κοινόχρηστους χώρους και τις αίθουσες τροφοδοσίας της ομάδας, που υψώνονται πάνω από το χιονισμένο πάγο σε 16 υδραυλικούς στύλους. Περιτριγυρισμένο από την πικρή-ψυχρή έρημο, ο σταθμός σίγουρα ταιριάζει στον ορισμό του βιβλίου "απομονωμένο".
Πριν από τους αποστολείς που κατέρρευσαν για τον χειμώνα της Ανταρκτικής, ο Stahn και οι συν-συγγραφείς του σαρώθηκαν τους εγκεφάλους των υποκειμένων μέσω απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (MRI), ο οποίος χρησιμοποιεί ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο και ραδιοκύματα για να συλλάβει δομικές εικόνες του εγκεφάλου. Για ιατρικούς λόγους, ένας από τους αποστολείς δεν μπορούσε να υποβληθεί σε μαγνητική τομογραφία, αλλά οι συγγραφείς μέτρησαν τα εσωτερικά επίπεδα μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται νευροτροφικός παράγοντας που προέρχεται από εγκεφάλους (BDNF) και για τα εννέα μέλη της ομάδας. Η πρωτεΐνη BDNF υποστηρίζει την ανάπτυξη νέων νευρώνων και επιτρέπει στα επιβιώσιμα κύτταρα να επιβιώσουν. χωρίς τον BDNF, ο ιππόκαμπος δεν μπορεί να σφυρηλατήσει νέες νευρικές συνδέσεις.
Οι συγγραφείς εξέτασαν τα επίπεδα BDNF των εξερευνητών και τις γνωστικές επιδόσεις σε όλη τη διάρκεια της αποστολής, σαρώνουν τον εγκέφαλό τους και πάλι αφού η ομάδα επέστρεψε στο σπίτι. Οι ερευνητές επέστησαν επίσης τις ίδιες μετρήσεις από εννέα υγιείς συμμετέχοντες που δεν πήγαν στην αποστολή.
Σίγουρα, οι αποστολείς έχασαν περισσότερο όγκο ιππόκαμπου και BDNF κατά τη διάρκεια των 14 μηνών τους στο Νότιο Πόλο από ό, τι η ομάδα που έμεινε στο σπίτι.
Συγκεκριμένα, μια περιοχή του ιππόκαμπου που ονομάζεται οδοντωτός γύρος μειώθηκε σημαντικά στους οκτώ αποστολείς που υπέστησαν μαγνητική τομογραφία. Η περιοχή αυτή χρησιμεύει ως η εστία νευρογενέσεως στον ιππόκαμπο και καταγράφει αναμνήσεις γεγονότων, σύμφωνα με το BrainFacts.org. Κατά μέσο όρο, κάθε οδοντωτή έλικα κάθε αποστολέα συρρικνώθηκε κατά περίπου 4% έως 10% κατά τη διάρκεια της παραμονής τους στον ερευνητικό σταθμό.
Οι αποστολείς με μεγαλύτερη απώλεια όγκου στην οδοντωτή έλικα παρουσίασαν επίσης χειρότερα σε δοκιμές χωρικής επεξεργασίας και επιλεκτικής προσοχής, σε σύγκριση με τα αποτελέσματά τους πριν από την αποστολή. Άλλες περιοχές των εγκεφάλων των αποστολών «φάνηκαν επίσης να συρρικνώνονται κατά τη διάρκεια του ταξιδιού, συμπεριλαμβανομένων αρκετών σημείων στον εγκεφαλικό φλοιό (το τσαλακωμένο εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου). Αυτές οι κηλίδες ήταν η αριστερής παραϊπυποκαμπική έλικα, ο δεξιός οπίσθιος μετωπικός προμετωπικός φλοιός και ο αριστερός τροχιακός φλοιός.
Το ένα τέταρτο της διαδρομής μέσω της αποστολής, τα επίπεδα BDNF των αποστολών είχαν ήδη μειωθεί από τα αρχικά τους επίπεδα και τελικά μειώθηκαν κατά περίπου 45% κατά μέσο όρο. Τα επίπεδα αυτά παρέμειναν χαμηλά ακόμη και 1,5 μήνες μετά την επιστροφή της ομάδας στο σπίτι. Οι μεγαλύτερες μειώσεις των επιπέδων του BDNF συσχετίστηκαν με μεγαλύτερη απώλεια όγκου στην οδοντωτή έλικα πριν από την αποστολή στη συνέχεια, ανέφερε η μελέτη.
Επειδή η μελέτη τους περιελάμβανε μόνο εννέα άτομα, οι συγγραφείς υπογράμμισαν ότι τα "δεδομένα τους πρέπει να ερμηνεύονται με προσοχή". Με βάση μόνο την έρευνά τους, οι συγγραφείς δεν μπορούν να καθορίσουν ποια στοιχεία της αποστολής αποτελούσαν κοινωνική ή περιβαλλοντική στέρηση, συγκεκριμένα, σημείωσαν. Ωστόσο, σύμφωνα με τους ερευνητές, τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η παρατεταμένη απομόνωση μπορεί να καταστρέψει τον ανθρώπινο εγκέφαλο του BDNF, να μεταβάλει τη δομή του ιππόκαμπου και να υπονομεύσει σημαντικές γνωστικές λειτουργίες όπως τη μνήμη.
Οι ερευνητές διερευνούν επί του παρόντος αρκετούς τρόπους για την προληπτική αυτή συρρίκνωση του εγκεφάλου, "όπως συγκεκριμένες ρουτίνες σωματικής άσκησης και εικονική πραγματικότητα για την αύξηση της αισθητηριακής διέγερσης", ανέφερε ο Stahn. Θεωρητικά, αν τα ευρήματα από τις μελέτες των τρωκτικών είναι αληθινά στον άνθρωπο, ο εμπλουτισμός του περιβάλλοντος ενός ατόμου με νέα στοιχεία και δραστηριότητες θα μπορούσε να προστατεύσει τον ιππόκαμπο από συρρίκνωση, ανέφεραν οι συγγραφείς.
