5 июня 2024 года астронавты NASA Барри «Бутч» Уилмор и Сунита Уильямс отправились к МКС, рассчитывая завершить восьмидневную экспедицию. Однако из-за технических неполадок их миссия растянулась на девять месяцев. На этой неделе экипаж успешно вернулся на Землю, но теперь их ждёт длительная реабилитация, направленная на восстановление после физиологических и психологических последствий долгосрочного пребывания в космосе.

В рамках программы Университета Флориды (UF) по изучению влияния космических полётов на здоровье, профессор Рэйчел Сейдлер, заместитель директора института Astraeus Space Institute, исследует долгосрочные изменения в мозге и организме астронавтов. Её команда отслеживает адаптацию центральной нервной системы к условиям невесомости и последующее восстановление после возвращения на Землю.

«Физические и психологические трудности, с которыми астронавты сталкиваются после длительных миссий, хорошо известны, но наша работа помогает понять нюансы реабилитации. Наблюдая за астронавтами до, во время и после полёта, мы изучаем реакцию организма на экстремальные условия», — пояснила Сейдлер.

Одним из ключевых направлений исследования стали нарушения мобильности и равновесия. «В первые недели после возвращения астронавты часто испытывают сложности с ходьбой и координацией. Эти симптомы обычно проходят быстрее, чем другие последствия, но мозгу требуется больше времени на восстановление», — отметила Сейдлер.

Исследования показывают, что после возвращения в гравитацию мозг астронавтов активирует дополнительные нейронные связи для компенсации изменений. Однако, по словам учёной, эта «функциональная перестройка» исчезает в течение 1–6 месяцев. Гораздо серьёзнее выглядят структурные изменения: мозг остаётся приподнятым в черепной коробке, а объём полостей, заполненных спинномозговой жидкостью увеличивается на 25% и более. Эти эффекты, вызванные перераспределением жидкостей в невесомости, практически не обратимы даже спустя 6–12 месяцев.

«Подобные изменения критически важны для понимания долгосрочных последствий космических полётов, так как они могут влиять на качество жизни и работоспособность астронавтов», — подчеркнула Сейдлер.

Её команда в рамках нового проекта отслеживает состояние астронавтов до пяти лет после миссий. Это особенно актуально для изучения синдрома SANS (Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome), затрагивающего до 70% космонавтов. SANS вызывает структурные изменения глазного яблока и зрительного нерва, приводя к нарушениям зрения.

Особый вклад в понимание долгосрочных эффектов внесло исследование близнецов NASA, где Скотт Келли провёл 340 дней на МКС в 2015–2016 годах, а его брат-близнец Марк оставался на Земле.

Результаты, опубликованные в журнале Science (2019), показали, что у Скотта произошло удлинение теломер — защитных «колпачков» на концах хромосом — в условиях микрогравитации, однако после возвращения они быстро сократились до прежнего уровня. Также выявились изменения в экспрессии генов, связанных с иммунитетом, восстановлением ДНК и гипоксией. Хотя 93% этих показателей вернулись к норме в течение полугода, 7% генов, включая те, что отвечают за митохондриальную функцию и воспалительные реакции, сохранили отклонения даже спустя два года. Кроме того, у Скотта наблюдалось временное снижение когнитивных способностей и микроструктурные изменения в белом веществе мозга.

Для моделирования эффектов невесомости в UF проводятся эксперименты с участием добровольцев, которые неделями находятся в положении лёжа с наклоном головы вниз. «Такие условия имитируют перераспределение жидкостей в космосе и помогают изучить их влияние на мозг и двигательные функции», — объяснила Сейдлер.

С ростом продолжительности космических миссий, включая планируемые полёты к Марсу, работа Сейдлер и её коллег приобретает стратегическое значение. «Мы изучаем эти проблемы сейчас, чтобы будущие астронавты были готовы к вызовам дальнего космоса», — заключила учёная.