Potem ko je na Antarktiki preživel 14 mrzlih mesecev, je devet ekspedicij zapustilo celino z nekoliko manjšimi možgani, je pokazala nova študija.
Skupina raziskovalcev je pregledala možgane ekspedicij pred potjo in po njej in ugotovila, da so se določene strukture v organu med potovanjem skrčile. Zlasti struktura možganov, ki je kritična za učenje in spomin, imenovan hipokampus, je izgubila pomemben obseg. Rezultati, objavljeni danes (4. decembra) v reviji The New England Journal of Medicine, kažejo, da so ekspeditorji morda zamudili prepotrebno možgansko stimulacijo z življenjem in delom v izolirani raziskovalni postaji na polarnem ledu, le z nekaj izbranih ljudi in več mesecev.
Krčenje možganov lahko tudi spodkopava sposobnost ekspeditorjev, da predelajo čustva in komunicirajo z drugimi, saj je hipokampus "ključen" za te kognitivne sposobnosti, soavtor Aleksander Stahn, raziskovalec vesoljske medicine pri Charité - Universitätsmedizin Berlin in docent medicinske znanosti iz psihiatrije na Univerzi v Pensilvaniji, je v e-poštnem sporočilu povedal Live Science.
Spremembe možganov, ki so jih opazili v ekipi Antarktika, odmevajo podobna opazovanja glodalcev, ki kažejo, da daljša obdobja družbene izolacije dušijo možgane zmožnost gradnje novih nevronov. Življenje v "monotonem" okolju, mestu, ki se le redko spreminja in vsebuje malo zanimivih predmetov ali prostorov za raziskovanje, kaže, da so spremembe v možganih glodalcev podobne tistim, ki so jih opazili v ekspeditorjih, zlasti v hipokampusu. Kot eno redkih regij možganov, ki generira nevrone v odrasli dobi, hipokampus nenehno prenavlja naše nevronsko vezje, ko se učimo in pridobivamo nove spomine, poroča BrainFacts.org.
Čeprav se zdi, da se možgani glodalcev za vzdrževanje hipokampusa zanašajo na spodbujanje okolja, je o učinkih izolacije in monotonije na človeške možgane manj znanega. Stahn in njegovi soavtorji so menili, da bi bila oddaljena raziskovalna postaja na Južnem polu lahko popoln laboratorij za raziskovanje. Stahn predvsem preučuje, kako bi se lahko možgani spreminjali med dolgotrajnimi vesoljskimi potovanji, toda Antarktika mu je omogočila, da je te učinke preučil nekoliko bližje domu, je dejal.
"Lahko se oceni kot odličen vesoljski analog za oceno učinkov dolgotrajne izolacije in zaprtosti," je dejal.
Zadevna polarna raziskovalna postaja, imenovana postaja Neumayer III, stoji na ledeni polici Ekström v bližini morja Weddell in v zimskih mesecih živi devet ljudi, poroča inštitut Alfred Wegener, ki vodi postajo. Sama zgradba vsebuje večino delovnih prostorov, skupnih prostorov in prostorov za oskrbo ekipe, ki se nad 16 snežnimi ledenimi policami nahaja nad zasneženo ledeno polico. Obdana z grenko in hladno divjino, postaja zagotovo ustreza definiciji učbenika kot "izolirana".
Preden so se ekspedisti lovili na antarktični zimi, je Stahn in njegovi soavtorji preiskali možgane s pomočjo magnetne resonance (MRI), ki uporablja močno magnetno polje in radijske valove za zajemanje strukturnih slik možganov. Iz zdravstvenih razlogov eden od ekspeditorjev ni mogel opraviti MRI, vendar so avtorji izmerili notranje ravni beljakovin, imenovanih nevrotrofični faktor, ki izvirajo iz možganov (BDNF), za vseh devet članov ekipe. Protein BDNF podpira rast novih nevronov in omogoča, da bivajoče celice preživele; brez BDNF hipokampus ne more vzpostaviti novih nevronskih povezav.
Avtorja sta ves čas odprave preizkušala raven BDNF ekspeditorjev in kognitivne zmogljivosti, ko sta se ekipi znova skenirala po vrnitvi domov. Raziskovalci so enake meritve potegnili tudi od devetih zdravih udeležencev, ki se niso odpravili na odpravo.
Seveda so ekspeditorji v svojih 14 mesecih na Južnem polu izgubili več kolkov in BDNF kot skupina, ki je ostala doma.
Zlasti območje hipokampusa, imenovanega dentatni gyrus, se je močno zmanjšalo pri osmih ekspeditorjih, ki so jim opravili MRI. Ta regija služi kot žarišče nevrogeneze v hipokampusu in beleži spomine na dogodke, poroča BrainFacts.org. V povprečju se je zobni zobnik vsakega ekspeditorja med bivanjem na raziskovalni postaji skrčil za približno 4% do 10%.
Na preizkusih prostorske obdelave in selektivne pozornosti so bili poskusi z večjo izgubo volumna v dentatnem gyrusu slabši tudi v primerjavi z njihovimi rezultati pred odpravo. Zdi se, da so se tudi med potovanjem možgani drugih ekspeditorjev skrčili, vključno z več pikami na možganski skorji (nagubana zunanja plast možganov); ta mesta so bila levi parahippokamalni girus, desna dorsolateralna prefrontalna skorja in leva orbitofrontalna skorja.
Na četrtini poti skozi ekspedicijo so se ravni BDNF ekspeditorjev že znižale od njihove osnovne vrednosti in so se na koncu znižale v povprečju za približno 45%. Te ravni so ostale nizke tudi 1,5 meseca po tem, ko se je ekipa vrnila domov. Večja znižanja ravni BDNF so v korelaciji z večjo izgubo volumna dentata v gyrusu pred odpravo na nadaljnjo ekspedicijo.
Ker je njihova študija vključevala le devet ljudi, so avtorji poudarili, da je treba njihove "podatke razlagati previdno". Na podlagi samo svojih raziskav avtorji ne morejo določiti, kateri elementi odprave so konkretno predstavljali družbeno ali okoljsko prikrajšanje, so zapisali. Kljub temu pa, pravijo raziskovalci, rezultati kažejo, da lahko dolgotrajna izolacija izčrpa človeške možgane BDNF, spremeni strukturo hipokampusa in spodkopava pomembne kognitivne funkcije, kot je spomin.
Raziskovalci trenutno preiskujejo več možnih načinov za preprečevanje tega krčenja možganov, "na primer posebne rutinske vadbe in navidezna resničnost za povečanje senzorične stimulacije", je dejal Stahn. Teoretično bi lahko, če ugotovitve študij na glodavcih pri ljudeh držijo, "obogatitev" človekovega okolja z novimi predmeti in dejavnostmi lahko hipokampus zaščitil pred krčenjem, trdijo avtorji.
