Як екстремальні умови зовнішнього середовища впливають на мозок людини

Члени полярної дослідницької експедиції надали вченим з клінічного комплексу Шаріте та інституту розвитку людини Макса Планка можливість вивчити вплив соціальної ізоляції та екстремальних умов навколишнього середовища на мозок людини. Після закінчення експерименту фахівці виявили зміни в зубчастій звивині – ділянці гіпокампу, відповідальній за просторове мислення і пам'ять.

Вирушити в експедицію на антарктичну дослідницьку станцію – це означає зіткнутися з температурами до -50  °C і потрапити у повну темряву на довгі зимові місяці. Життя на дослідницькій станції не надає особистого простору і дає мало можливостей для усамітнення. Контакти із зовнішнім світом мінімальні, а скоротити своє перебування тут не можна – принаймні, у зимовий період. Аварійна евакуація і доставка продуктів та устаткування можливі тільки під час відносно короткого літа.

Яким чином екстремальні умови впливають на мозок людини, вирішили з'ясувати вчені.

П'ятеро чоловіків і чотири жінки зголосилися взяти участь у експерименті. Вони пробули на антарктичній дослідницькій станції в цілому 14 місяців, 9 з яких були проведені в ізоляції від зовнішнього світу. До, під час та після місії учасники пройшли низку комп'ютерних когнітивних тестів, які включали в себе оцінки концентрації, пам'яті, часу когнітивної реакції і просторового мислення. Регулярні аналізи крові проводилися для вимірювання рівнів специфічного чинника росту, відомого як нейротрофічний чинник мозку (BDNF) – білок, відповідальний за стимулювання зростання нервових клітин і синапсів у мозку.

Фахівці зафіксували, що зміни мозку почали з'являтися вже через три місяці.

Дослідники використовували магнітно-резонансну томографію для визначення структури мозку у кожного з добровольців до і після їх місії. Це було зроблено для того, щоб зафіксувати зміни в обсязі мозку, приділяючи особливу увагу гіпокампу. Група з дев'яти членів контрольної групи пройшла ідентичні тести.

Вимірювання, проведені після закінчення експерименту, показали, що зубчаста звивина – ділянка гіпокампу, яка відіграє важливу роль у просторовому мисленні і формуванні пам'яті, – стала менше в учасників експерименту. Ці зміни також були пов'язані зі зниженням рівня BDNF. Після всього лише трьох місяців у Антарктиці чинники росту знизилися до рівнів, які були нижче зафіксованих до початку експерименту, і не повернулися до нормальних показників навіть через півтора місяця після завершення експедиції.

Тести на когнітивні функції показали зміни як просторових здібностей, так і так званої вибіркової уваги, яка необхідна, щоб ігнорувати нерелевантну інформацію.

«З огляду на невелику кількість ділянок мозку, які ми аналізували, результати нашого дослідження слід розглядати з обережністю, – пояснює керівник роботи Александр Стен. – Однак вони надають важливу інформацію, а саме – і це підтверджується первинними дослідами на мишах, – що екстремальні умови навколишнього середовища несприятливо впливають на мозок і, зокрема, на вироблення нових нервових клітин у зубчастій звивині гіпокампу». Як наступний крок вчені планують вивчити, чи здатні фізичні вправи протидіяти змінам у мозку, які спостерігаються.