Эксперимент показал, как полярные условия влияют на работу мозга

Жизнь в экстремальных условиях влияет на структуру мозга. К такому выводу пришли немецкие ученые, которые измерили объем мозга у участников экспедиции в Антарктиду: за 14 месяцев их мозг сократился и изменились его функции. Результаты исследования опубликованы в журнале The New England Journal of Medicine.

Группа исследователей под руководством Симоны Кюн из института развития человека Макса Планка (Германия) наблюдали за девятью участниками экспедиции в Антарктиду. Пять мужчин и четыре женщины провели в общей сложности 14 месяцев на полярной исследовательской станции "Ноймайер-3" в экстремальных условиях: температура за стенами станции до минус 50 градусов по Цельсию, почти полная темнота в течение долгих зимних месяцев, контакт с внешним миром сведен к минимуму, пополнение запасов продовольствия и оборудования возможны только в определенный период.

До экспедиции, во время нее и после ее окончания испытуемые проходили медицинское обследование и серию компьютерных тестов на когнитивные способности (концентрация, память, быстрота реакции и пространственное мышление). Результаты сравнивали с показаниями контрольной группы, в которую входили девять человек того же пола и возраста.

В течение всего времени наблюдений участники экспедиции регулярно сдавали кровь, по анализам которой специалисты получали информацию о концентрации так называемого фактора роста BDNF - белка, который стимулирует рост нервных клеток и синапсов в мозге. Чтобы обнаружить изменения в объеме мозга, особенно в гиппокампе, ученые провели магнитно-резонансную томографию (МРТ) головного мозга до и после экспедиции.

"Мы использовали методологию, которая позволяет точно измерять отдельные подзоны гиппокампа", - говорит Кюн.

Оказалось, что пребывание на "ледяном конце света" повлияло на мозг полярников. Сравнение с контрольной группой показало: сильнее всего пострадала зубчатая извилина гиппокампа - она существенно сузилась к окончанию экспедиции. Эта область мозга играет важную роль в механизмах формирования эмоций, концентрации внимания, консолидации памяти и пространственного мышления.

Как сообщают ученые, эти изменения сопровождались снижением фактора роста BDNF. Всего через три месяца экспедиции его концентрация в крови испытуемых стала почти в два раза ниже уровня, измеренного до поездки в Антарктиду, и не вернулась к норме даже спустя полтора месяца после возвращения участников домой.

Эти изменения отразились на когнитивных способностях испытуемых: у них были ниже баллы в тестах на внимание и пространственное мышление.

Однако ученые осторожно интерпретируют полученные результаты в силу того, что слишком небольшая выборка для исследования и недостаточно данных для окончательных выводов. "Тем не менее, наблюдения показывают, что экстремальные условия среды могут оказывать негативное влияние на мозг, в частности на образование новых нервных клеток в зубчатой извилине гиппокампа", - заявляет Александр Штан.

Эти результаты также интересны для будущих исследований, особенно в связи с планами возможного строительства станций на Луне или Марсе: там космонавты окажутся в условиях, похожих на антарктические. И исследователи хотят выяснить, можно ли предотвратить негативные факторы, влияющие на гиппокамп - например, можно ли противодействовать изменениям в мозге с помощью спорта.