أفادت دراسة جديدة ، أنه بعد قضاء 14 شهرًا شديد البرودة في القارة القطبية الجنوبية ، غادر تسعة من البعثات القارة بأدمغة أصغر قليلاً.
قام فريق من الباحثين بفحص أدمغة البعثة قبل الرحلة وبعدها ووجدوا أن بعض الهياكل في العضو قد تقلصت أثناء الرحلة. على وجه الخصوص ، فقدت بنية الدماغ الحاسمة للتعلم والذاكرة تسمى الحصين حجمًا كبيرًا. تشير النتائج ، التي نُشرت اليوم (4 ديسمبر) في مجلة نيو إنجلاند الطبية ، إلى أن الباحثين ربما غابوا عن تحفيز الدماغ الذي تشتد الحاجة إليه عن طريق العيش والعمل في محطة بحث منعزلة على الجليد القطبي ، مع وجود قلة مختارة من الناس ولشهور متتالية.
قد يؤدي انكماش الدماغ أيضًا إلى تقويض قدرة البعثات الاستكشافية على معالجة العواطف والتفاعل مع الآخرين ، لأن الحصين هو "مفتاح" تلك القدرات المعرفية ، المؤلف المشارك ألكسندر ستان ، باحث الطب الفضائي في Charité - Universitätsmedizin Berlin والأستاذ المساعد قال العلوم الطبية في الطب النفسي في جامعة بنسلفانيا لـ Live Science في رسالة بريد إلكتروني.
تعكس التغييرات الدماغية التي شوهدت في فريق القطب الجنوبي ملاحظات مماثلة تم إجراؤها في القوارض ، مما يشير إلى أن فترات طويلة من العزلة الاجتماعية تضعف قدرة الدماغ على بناء الخلايا العصبية الجديدة. يبدو أن العيش في بيئة "رتيبة" ، وهو مكان نادرًا ما يتغير ويحتوي على بعض الأشياء أو الغرف المثيرة للاهتمام لاستكشافها ، يؤدي إلى تغييرات في أدمغة القوارض تشبه تلك التي شوهدت في البعثات الاستكشافية ، خاصة في الحُصين. باعتبارها واحدة من مناطق الدماغ القليلة التي تولد الخلايا العصبية في مرحلة البلوغ ، فإن الحُصين يُعيد توصيل الدوائر العصبية باستمرار بينما نتعلم ونكتسب ذكريات جديدة ، وفقًا لموقع BrainFacts.org.
على الرغم من أن دماغ القوارض يبدو أنه يعتمد على التحفيز البيئي للحفاظ على الحصين ، إلا أنه لا يُعرف إلا القليل عن آثار العزلة والرتابة على الدماغ البشري. يعتقد ستان ومؤلفوه المشاركون في الدراسة أن محطة البحث عن بعد في القطب الجنوبي قد تكون بمثابة المختبر المثالي للتحقيق. وقال ستان يدرس في المقام الأول كيف يمكن أن يتغير الدماغ أثناء السفر لمسافات طويلة في الفضاء ، لكن أنتاركتيكا سمحت له بفحص تلك الآثار أقرب قليلاً إلى المنزل.
وقال "يمكن اعتباره تناظرا فضائيا ممتازا لتقييم آثار العزلة والحبس لفترات طويلة".
تقع محطة الأبحاث القطبية المعنية ، التي تسمى محطة نيوماير 3 ، على رف Ekström الجليدي بالقرب من بحر ويديل وتضم تسعة أشخاص خلال أشهر الشتاء ، وفقًا لمعهد ألفريد فيجنر ، الذي يدير المحطة. يحتوي المبنى نفسه على معظم مساحات عمل الفريق والمناطق المشتركة وغرف الإمداد ، التي تلوح فوق الرف الجليدي المغطى بالثلوج في 16 دعامة هيدروليكية. وتحيط المحطة برية شديدة البرودة ، ومن المؤكد أن المحطة تلائم تعريف "المنعزل".
قبل أن يحتم الباحثون في فصل الشتاء في القطب الجنوبي ، قام ستان ومؤلفوه بمسح أدمغة الأشخاص عبر التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) ، والذي يستخدم مجالًا مغناطيسيًا قويًا وموجات الراديو لالتقاط الصور الهيكلية للدماغ. لأسباب طبية ، لم يتمكن أحد المستكشفين من الخضوع للتصوير بالرنين المغناطيسي ، لكن المؤلفين قاموا بقياس المستويات الداخلية لبروتين يسمى عامل التغذية العصبية المشتقة من الدماغ (BDNF) لجميع أعضاء الفريق التسعة. يدعم بروتين BDNF نمو الخلايا العصبية الجديدة وتمكن الخلايا الناشئة من البقاء على قيد الحياة ؛ بدون BDNF ، لا يستطيع الحصين تكوين اتصالات عصبية جديدة.
اختبر المؤلفون مستويات BDNF للباحثين والأداء المعرفي طوال الرحلة ، وقاموا بمسح أدمغتهم مرة أخرى بعد عودة الفريق إلى المنزل. كما استخلص الباحثون نفس القياسات من تسعة مشاركين أصحاء لم يذهبوا في البعثة.
من المؤكد أن المستكشفين فقدوا المزيد من حجم الحصين و BDNF خلال 14 شهرًا في القطب الجنوبي من المجموعة التي بقيت في المنزل.
على وجه الخصوص ، منطقة من الحصين تسمى التلفيف المسنن انخفض بشكل ملحوظ في البعثات الثمانية الذين خضعوا للتصوير بالرنين المغناطيسي. تعمل هذه المنطقة كمنبع لتكوين الخلايا العصبية داخل الحصين وتسجل ذكريات الأحداث ، وفقًا لـ BrainFacts.org. في المتوسط ، تقلصت التلفيف المسنن لكل بعثة حوالي 4 ٪ إلى 10 ٪ أثناء إقامتهم في محطة البحث.
كما كان أداء إكسبيديشن مع فقدان حجم أكبر في التلفيف المسنن أسوأ في اختبارات المعالجة المكانية والاهتمام الانتقائي ، مقارنة بدرجاتهم قبل الرحلة الاستكشافية. كما بدت مناطق أخرى من أدمغة البعثات تنكمش أثناء الرحلة ، بما في ذلك عدة بقع على القشرة الدماغية (الطبقة الخارجية المجعدة من الدماغ) ؛ هذه البقع كانت التلفيف المجاور للحصين الأيسر ، القشرة الأمامية الأمامية الظهرية اليمنى والقشرة الأمامية الجبهية المدارية اليسرى.
ربع الطريق خلال الرحلة الاستكشافية ، انخفضت مستويات BDNF الخاصة بالمرشدين بالفعل من مستويات خط الأساس الخاص بهم ، وانخفضت في النهاية بحوالي 45 ٪ ، في المتوسط. ظلت هذه المستويات منخفضة حتى بعد 1.5 شهر من عودة الفريق إلى الوطن. وقالت الدراسة إن تخفيضات أكبر في مستويات BDNF ارتبطت بفقدان أكبر للحجم في التلفيف المسنن من قبل البعثة إلى بعد ذلك.
ولأن دراستهم تضمنت تسعة أشخاص فقط ، شدد المؤلفون على أنه "يجب تفسير بياناتهم بحذر". وأشار الباحثون إلى أنه بناء على أبحاثهم وحدها ، لا يستطيع المؤلفون تحديد أي عناصر الحملة يشكلون حرمانًا اجتماعيًا أو بيئيًا ، على وجه التحديد. ومع ذلك ، قال الباحثون ، إن النتائج تلمح إلى أن العزلة المطولة قد تستنفد الدماغ البشري لـ BDNF ، وتغير بنية الحصين وتقوض الوظائف المعرفية الهامة مثل الذاكرة.
وقال ستان إن الباحثين يبحثون حاليًا في العديد من الطرق الممكنة لمنع تقلص الدماغ هذا ، "مثل روتين التمارين البدنية المحددة والواقع الافتراضي لزيادة التحفيز الحسي". وقال الباحثون انه من الناحية النظرية اذا ثبتت صحة نتائج دراسات القوارض على البشر فان "إثراء" بيئة الشخص بعناصر وأنشطة جديدة يمكن أن يحمي الحُصين من الانكماش.
