Nakon što su proveli 14 hladnih mjeseci na Antarktici, devet ekspeditivaca napustilo je kontinent s nešto manjim mozgom, prema novom istraživanju.
Tim istraživača pregledao je mozgove ekspeditivaca prije i nakon putovanja i utvrdio da su se pojedine strukture u organima smanjile tijekom putovanja. Konkretno, moždana struktura kritična za učenje i pamćenje nazvana hipokampus izgubila je značajan volumen. Rezultati, objavljeni danas (4. prosinca) u časopisu The New England Journal of Medicine, ukazuju na to da su ekspedicenti možda propustili prijeko potrebnu stimulaciju mozga živeći i raditi u izoliranoj istraživačkoj stanici na polarnom ledu, sa samo nekoliko odabranih ljudi i mjesecima na kraju.
Propadanje mozga također može narušiti sposobnost ekspeditivaca da obrađuju emocije i komuniciraju s drugima, jer je hipokampus "ključan" za te kognitivne sposobnosti, koautor Alexander Stahn, istraživač svemirske medicine na Charité - Universitätsmedizin Berlin i docent prof. medicinska znanost iz psihijatrije na Sveučilištu u Pensilvaniji, rečeno je Live Science e-poštom.
Promjene mozga uočene u timu Antarktika odjekuju slična zapažanja učinjena kod glodavaca, koja sugeriraju da produljena razdoblja socijalne izolacije zamračuje sposobnost mozga da gradi nove neurone. Život u "monotonom" okruženju, mjestu koje se rijetko mijenja i sadrži nekoliko zanimljivih predmeta ili soba koje treba istražiti, nagovještava promjene u mozgu glodavaca koje nalikuju onima koje smo vidjeli u ekspeditorima, posebno u hipokampusu. Kao jedno od rijetkih regija mozga koje generira neurone u odrasloj dobi, hipokampus neprestano obnavlja naš neuronski sklop dok učimo i stječemo nova sjećanja, prema BrainFacts.org.
Iako se čini da se mozak glodavaca oslanja na stimulaciju okoliša za održavanje hipokampusa, manje je poznato o učincima izolacije i monotonije na ljudski mozak. Stahn i njegovi koautori smatrali su da bi daljinska istraživačka stanica na Južnom polu mogla biti savršena laboratorija za istraživanje. Stahn prvenstveno proučava kako se mozak može promijeniti tijekom dugoročnih svemirskih putovanja, ali Antarktika mu je omogućila da te učinke ispita malo bliže kući, rekao je.
"To se može smatrati izvrsnim svemirskim analogom za procjenu učinaka dugotrajne izolacije i zatočenja", rekao je.
Predmetna polarna istraživačka stanica, nazvana Neumayer Station III, stoji na ledenoj polici Ekström u blizini mora Weddell i u njoj živi devet ljudi tijekom zimskih mjeseci, prema Institutu Alfred Wegener, koji upravlja stanicom. Sama zgrada sadrži većinu radnih prostora, zajedničkih prostorija i opskrbnih prostora tima koji se nad 16-ak hidrauličnih potpornica vijuga iznad snježne ledene police. Okružena gorko-hladnom pustinjom, stanica zasigurno odgovara definiciji udžbenika „izolirana“.
Prije nego što su se ekspedicijski saloni uhvatili za zimu na Antarktiku, Stahn i njegovi koautori skenirali su mozak subjekata magnetskom rezonancom (MRI), koji koristi snažno magnetsko polje i radio valove za snimanje strukturnih slika mozga. Iz medicinskih razloga, jedan od ekspeditivaca nije mogao podvrći MRI, ali autori su izmjerili unutarnju razinu proteina zvanog neurotrofični faktor koji potiče iz mozga (BDNF) za svih devet članova tima. BDNF protein podržava rast novih neurona i omogućuje staničnim stanicama da prežive; bez BDNF, hipokampus ne može uspostaviti nove neuronske veze.
Autori su testirali razine BDNF-a ekspeditivaca i kognitivne performanse tijekom cijele ekspedicije, ponovno skenirajući mozak nakon što se tim vratio kući. Istraživači su također napravili ista mjerenja od devet zdravih sudionika koji nisu išli u ekspediciju.
Sigurno da su ekspeditivi izgubili više volumena hipokampa i BDNF-a tijekom svojih 14 mjeseci na Južnom polu nego skupina koja je ostala kod kuće.
Konkretno, područje hipokampusa zvano dentati gyrus znatno je uronilo u osam ekspeditivaca koji su podvrgnuti MRI-u. Ovo područje služi kao žarište neurogeneze unutar hipokampusa i bilježi sjećanja na događaje, navodi BrainFacts.org. U prosjeku, svaki ekspeditorni zubni zub guste smanjio se za oko 4% do 10% tijekom boravka u istraživačkoj stanici.
Eksperti sa većim gubitkom volumena u dentatnom gyrusu također su bili lošiji na testovima prostorne obrade i selektivne pažnje, u usporedbi s njihovim rezultatima prije ekspedicije. Činilo se da će se i ostala područja mozga ekspeditora smanjiti tijekom putovanja, uključujući nekoliko mrlja na moždanoj kore (natečeni vanjski sloj mozga); te točke bile su lijevi parahippokampni gyrus, desni dorsolateralni prefrontalni korteks i lijevi orbitofrontalni korteks.
Četvrtina puta kroz ekspediciju, razina BDNF-a za ekspeditore već je pala od početne razine i na kraju su se smanjile u prosjeku za oko 45%. Te su razine ostale niske čak 1,5 mjeseci nakon što se tim vratio kući. Veća smanjenja razine BDNF povezana su s većim gubitkom volumena dentata u gyrusu prije ekspedicije nakon toga, navodi se u studiji.
Budući da je u njihovo istraživanje sudjelovalo samo devet osoba, autori su naglasili kako njihove "podatke treba tumačiti s oprezom". Na temelju samog istraživanja, autori ne mogu utvrditi koji su elementi ekspedicije konkretno predstavljali socijalnu ili ekološku uskraćenost. Unatoč tome, rekli su istraživači, rezultati nagovještavaju da produljena izolacija može iscrpiti ljudski mozak BDNF-a, promijeniti strukturu hipokampusa i potkopati važne kognitivne funkcije poput pamćenja.
Istraživači trenutno istražuju nekoliko mogućih načina prevencije ovog smanjenja mozga, "poput specifičnih rutina fizičkog vježbanja i virtualne stvarnosti radi pojačavanja osjetilne stimulacije", rekao je Stahn. Teoretski, ako se rezultati ispitivanja na glodavcima istine na ljudima, "obogaćivanje" čovjekove okoline novim predmetima i aktivnostima moglo bi zaštititi hipokampus od skupljanja, rekli su autori.
