Miután 14 heves hónapot töltött Antarktiszon, kilenc expedíciós ember kissé kisebb agyakkal távozott a kontinensről - egy új tanulmány szerint.
Kutatók egy csoportja átvizsgálta az expedíciónokok agyát az utazás előtt és után, és megállapította, hogy az orgona egyes szerkezetei az utazás során összehúzódtak. Különösen a tanulás és az emlékezet szempontjából kritikus agyi struktúra, az úgynevezett hippokampusz veszített jelentős mennyiségű anyagot. Az eredmények, amelyeket ma (december 4-én) közzétettek a New England Journal of Medicine-ban, arra utalnak, hogy az expedíciósok elhagyhatták a nagyon szükséges agystimulációt azáltal, hogy a sarki jégen, egy izolált kutatóállomáson élnek és dolgoznak, csak egy kevesen választanak ki embereket és hónapokig.
Az agy zsugorodása alááshatja az expedíciós emberek képességeit az érzelmek feldolgozására és a másokkal való interakcióra is, mivel a hippocampus "kulcsa" ezeknek a kognitív képességeknek. orvosi tudomány a pszichiátriai egyetemen a Pennsylvaniai Egyetemen, mondta a Live Science e-mailben.
Az antarktiszi csapatban észlelt agyi változások hasonlóak a rágcsálókban tett megfigyelésekhez, amelyek arra utalnak, hogy a hosszabb ideig tartó társadalmi elszigeteltség tompítja az agy képességét új neuronok felépítésére. A „monoton” környezetben él, egy olyan helyen, amely ritkán változik, és kevés érdekes tárgyat vagy helyet tartalmaz, amelyek felfedezésre várnak. Úgy tűnik, hogy a rágcsálók agyában olyan változások lépnek fel, amelyek hasonlítanak az expedíciós személyeknél, különösen a hippokampuszban. A BrainFacts.org szerint a hippokampusz, mint a kevés agyrégió, amely neuronokat generál felnőttkorban, folyamatosan újratelepíti idegrendszerünket.
Noha a rágcsáló agy támaszkodik a környezeti stimulációra a hippokampusz fenntartása érdekében, kevésbé ismertek az izoláció és a monotonitás az emberi agyra gyakorolt hatásáról. Stahn és társszerzői úgy gondolták, hogy a Déli-sark távoli kutatóállomása tökéletes laboratóriumként szolgálhat a vizsgálathoz. Stahn elsősorban azt vizsgálta, hogyan változhat az agy a hosszú távú űrutazás során, de Antarktisz lehetővé tette számára, hogy ezeket a hatásokat kicsit közelebbről megvizsgálja az otthoni közegben - mondta.
"Kiváló űranalógnak tekinthető a hosszan tartó elszigeteltség és a szülés hatásainak felmérése" - mondta.
A kérdéses sarkvidéki kutatóállomás, a Neumayer III állomás, az Ekström jégszekrényen áll, a Weddell-tenger közelében, és a téli hónapokban kilenc embert foglal el, állítja az állomást vezető Alfred Wegener Intézet. Maga az épület a legtöbb csapat munkaterét, közös területeit és ellátóhelyiségeit tartalmazza, a hóval borított jégpolc felett, 16 hidraulikus támaszon. A keserű-hideg vadon veszi körül, az állomás minden bizonnyal megfelel az "izolált" tankönyv meghatározásának.
Mielőtt az expedíciósok az antarktiszi télre álltak, Stahn és társszerzői az alanyokat mágneses rezonancia képalkotással (MRI) vizsgálták át, amely erős mágneses teret és rádióhullámokat használ az agy szerkezeti képeinek rögzítéséhez. Orvosi okokból az egyik expedíciós nem tudott átesni az MRI-t, de a szerzők mind a kilenc csapattag számára megmérték agyi eredetű neurotróf faktor (BDNF), az úgynevezett protein belső szintjét. A BDNF fehérje támogatja az új neuronok növekedését és lehetővé teszi a kezdő sejtek túlélését; BDNF nélkül a hippokampusz nem tud új idegi kapcsolatokat létrehozni.
A szerzők az expedíció teljes ideje alatt kipróbálták az expedíciónok BDNF szintjét és kognitív teljesítményét, majd újra átvizsgálták az agyukat, miután a csapat hazatért. A kutatók ugyanezeket a méréseket kilenc egészséges résztvevőtől is elvégezték, akik nem mentek az expedícióba.
Valóban, az expedíciósok több hippocampális hangulatot és BDNF-et vesztettek el a déli póluson töltött 14 hónap alatt, mint a csoport, aki otthon maradt.
Különösen a hippokampusznak a gyru denta nevű régiója jelentősen süllyedt az MRI-n átesett nyolc expedíción. Ez a régió a neurogenezis melegágyaként szolgál a hippokampuszon belül, és az események emlékeit rögzíti a BrainFacts.org szerint. A kutatóállomáson töltött tartózkodásuk során az expediciózus gyrus-dentata átlagosan körülbelül 4–10% -kal csökkent.
Azok a expedíciós kísérők, akiknél a térfogatveszteség nagyobb volt a gyrus dentatusban, a térbeli feldolgozás és a szelektív figyelem vizsgálatánál is rosszabb teljesítményt mutattak, mint az expedíció előtti pontszámuk. Úgy tűnt, hogy az expedíciós személyek agyának más területei is zsugorodnak az út során, többek között az agykéregben (az agy ráncos külső rétegében) található számos folt; ezek a foltok a bal parahippocampalis gyrus, a jobb dorsolateralis prefrontalis cortex és a bal orbitofrontalis cortex voltak.
Az expedíció útjának egynegyedén az expedíciónokok BDNF szintje már esett a kiindulási szinthez képest, és végül átlagosan kb. 45% -kal csökkent. Ez a szint még 1,5 hónappal azután is alacsony maradt, hogy a csapat hazatért. A tanulmány szerint a BDNF-szintek nagyobb csökkenése korrelált a gyrus-dentatát nagyobb térfogati veszteségével az expedíció előtti és utáni időszakban.
Mivel tanulmányukban csak kilenc ember vett részt, a szerzők hangsúlyozták, hogy "adataikat óvatosan kell értelmezni". Egyedül kutatásaik alapján a szerzők nem tudják meghatározni, hogy az expedíció mely elemei jelentik a társadalmi vagy környezeti nélkülözést. A kutatók szerint mindazonáltal az eredmények arra utalnak, hogy a hosszan tartó elszigetelés kimerítheti a BDNF emberi agyát, megváltoztathatja a hippokampusz szerkezetét, és alááshatja azokat a fontos kognitív funkciókat, mint például a memória.
A kutatók jelenleg számos lehetséges módszert vizsgálnak az agy zsugorodásának megelőzésére, például "speciális testmozgási rutinokat és virtuális valóságot az érzékszervi stimuláció fokozására" - mondta Stahn. Elméletileg, ha a rágcsálókon végzett kutatások eredményei igazak lennének az emberre, az ember környezetének "gazdagítása" új elemekkel és tevékenységekkel megóvhatja a hippokampust a zsugorodástól - állítják a szerzők.
