หลังจากใช้เวลา 14 เดือนเยือกเย็นในแอนตาร์กติกาเก้านักเดินทางออกจากทวีปด้วยสมองที่เล็กกว่าเล็กน้อยตามการศึกษาใหม่
ทีมนักวิจัยสแกนสมองของนักเดินทางก่อนและหลังการเดินทางและพบว่าโครงสร้างบางอย่างในอวัยวะหดตัวในระหว่างการเดินทาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งโครงสร้างสมองที่สำคัญสำหรับการเรียนรู้และความทรงจำที่เรียกว่าฮิบโปได้สูญเสียปริมาณที่สำคัญ ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (4 ธ.ค. ) ในวารสารการแพทย์นิวอิงแลนด์แนะนำว่าผู้เดินทางอาจพลาดการกระตุ้นสมองที่จำเป็นมากโดยการใช้ชีวิตและทำงานในสถานีวิจัยเดี่ยวบนน้ำแข็งขั้วโลก ไม่กี่คนที่เลือกและสำหรับเดือนที่สิ้นสุด
การหดตัวของสมองอาจบ่อนทำลายความสามารถของผู้เดินทางในการประมวลอารมณ์และโต้ตอบกับผู้อื่นเพราะฮิบโปนั้นเป็น "กุญแจ" ต่อความสามารถทางปัญญาเหล่านั้น Alexander Stahn ผู้ร่วมวิจัยด้านเวชศาสตร์อวกาศที่Charité - Universitätsmedizin Berlin และผู้ช่วยศาสตราจารย์ วิทยาศาสตร์การแพทย์สาขาจิตเวชศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนียบอกกับ Live Science ทางอีเมล
การเปลี่ยนแปลงของสมองที่พบในทีมแอนตาร์กติกสะท้อนการสังเกตที่คล้ายกันในสัตว์ฟันแทะซึ่งชี้ให้เห็นว่าการแยกจากสังคมเป็นเวลานานทำให้สมองมีความสามารถในการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ "น่าเบื่อ" สถานที่ที่ไม่ค่อยมีการเปลี่ยนแปลงและมีวัตถุหรือห้องที่น่าสนใจไม่กี่แห่งในการสำรวจดูเหมือนจะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสมองของหนูที่มีลักษณะคล้ายกับที่เห็นในนักสำรวจโดยเฉพาะในฮิปโปแคมปัส ในฐานะที่เป็นหนึ่งในไม่กี่พื้นที่สมองในการสร้างเซลล์ประสาทสู่วัยผู้ใหญ่ฮิบโปแคมตัสจะกลับมาใช้วงจรประสาทของเราอย่างต่อเนื่องเมื่อเราเรียนรู้และรับความทรงจำใหม่ ๆ ตาม BrainFacts.org
แม้ว่าสมองหนูดูเหมือนจะพึ่งพาการกระตุ้นทางสิ่งแวดล้อมเพื่อรักษาฮิบโป แต่ก็ยังไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับผลของความโดดเดี่ยวและความน่าเบื่อหน่ายในสมองมนุษย์ Stahn และผู้ร่วมเขียนของเขาคิดว่าสถานีวิจัยระยะไกลที่ขั้วโลกใต้อาจทำหน้าที่เป็นห้องปฏิบัติการที่สมบูรณ์แบบในการตรวจสอบ สตาห์นศึกษาว่าสมองอาจมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรในระหว่างการเดินทางในอวกาศในระยะยาว แต่แอนตาร์ติกาอนุญาตให้เขาตรวจสอบผลกระทบเหล่านั้นได้ใกล้ชิดกับบ้านมากขึ้น
"ถือได้ว่าเป็นอะนาล็อกของอวกาศที่ยอดเยี่ยมในการประเมินผลกระทบของการแยกและการคุมขังที่ยาวนาน" เขากล่าว
สถานีวิจัยขั้วโลกในคำถามที่เรียกว่า Neumayer Station III ตั้งอยู่บนชั้นวางน้ำแข็งEkströmใกล้ทะเล Weddell และบ้านเก้าคนในช่วงฤดูหนาวตามที่สถาบัน Alfred Wegener ซึ่งดำเนินการสถานี ตัวอาคารมีพื้นที่ทำงานส่วนใหญ่ของทีมพื้นที่ส่วนกลางและห้องจัดจำหน่ายตั้งอยู่เหนือหิ้งน้ำแข็งที่ปกคลุมด้วยหิมะบนเสาไฮดรอลิก 16 เส้น ล้อมรอบไปด้วยพื้นที่ป่าอันหนาวเหน็บที่ขมขื่น
ก่อนที่นักเดินทางจะลงจอดในช่วงฤดูหนาวที่ขั้วโลกใต้สตาห์นและผู้เขียนร่วมของเขาสแกนสมองของอาสาสมัครผ่านการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) ซึ่งใช้สนามแม่เหล็กที่แรงและคลื่นวิทยุเพื่อจับภาพโครงสร้างของสมอง ด้วยเหตุผลทางการแพทย์หนึ่งในนักสำรวจไม่สามารถรับ MRI ได้ แต่ผู้เขียนทำการวัดระดับโปรตีนภายในที่เรียกว่าปัจจัย neurotrophic (BDNF) ที่สมองได้รับจากสมาชิกทั้งเก้าคน โปรตีน BDNF รองรับการเจริญเติบโตของเซลล์ประสาทใหม่และช่วยให้เซลล์รุ่นรอดชีวิต ฮิปโปแคมปัสไม่สามารถสร้างการเชื่อมต่อระบบประสาทใหม่ได้หากปราศจาก BDNF
ผู้เขียนได้ทดสอบระดับ BDNF ของผู้เดินทางและผลการเรียนรู้ตลอดการเดินทางโดยสแกนสมองของพวกเขาอีกครั้งหลังจากทีมกลับบ้าน นักวิจัยยังได้ทำการวัดซ้ำจากผู้เข้าร่วมที่มีสุขภาพดีเก้าคนที่ไม่ได้ออกเดินทาง
แน่นอนนักเดินทางได้สูญเสียปริมาณฮิปโปแคมปัสและ BDNF ในช่วง 14 เดือนที่ขั้วโลกใต้มากกว่ากลุ่มที่อาศัยอยู่ที่บ้าน
โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นที่ของฮิปโปแคมปัสเรียกว่า dentate gyrus จุ่มลงอย่างมีนัยสำคัญในนักสำรวจแปดคนที่ได้รับ MRI BrainFacts.org ภูมิภาคนี้ทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดของ neurogenesis ภายในฮิปโปแคมปัสและบันทึกความทรงจำของเหตุการณ์ต่าง ๆ โดยเฉลี่ยแล้วนักเดินทางแต่ละคนจะหดตัวประมาณ 4% ถึง 10% ในระหว่างที่อยู่ที่สถานีวิจัย
ผู้เดินทางที่สูญเสียปริมาตรมากขึ้นใน gyate dentate ก็ยิ่งแย่ลงในการทดสอบการประมวลผลเชิงพื้นที่และความสนใจในการคัดเลือกเมื่อเทียบกับคะแนนของพวกเขาก่อนการเดินทาง สมองส่วนอื่น ๆ ของนักเดินทางก็ดูเหมือนจะหดตัวในระหว่างการเดินทางรวมถึงจุดต่าง ๆ บนเปลือกสมอง (ชั้นนอกที่เหี่ยวย่นของสมอง); จุดเหล่านี้เป็นซ้าย parahippocampal gyrus, dorsolateral prefrontal cortex ขวาและนอก orbitofrontal cortex
หนึ่งในสี่ของเส้นทางผ่านการสำรวจระดับ BDNF ของผู้เดินทางได้ลดลงจากระดับพื้นฐานและในที่สุดพวกเขาก็ลดลงประมาณ 45% โดยเฉลี่ย ระดับเหล่านี้ยังคงอยู่ในระดับต่ำแม้ 1.5 เดือนหลังจากทีมกลับบ้าน การลดลงของระดับ BDNF มากขึ้นมีความสัมพันธ์กับการสูญเสียปริมาตรใน gyate dentate มากขึ้นจากก่อนการเดินทางไปยังภายหลัง
เนื่องจากการศึกษาของพวกเขามีเพียงเก้าคนผู้เขียนจึงย้ำว่า "ข้อมูลของพวกเขาควรตีความด้วยความระมัดระวัง" จากการวิจัยเพียงอย่างเดียวผู้เขียนไม่สามารถระบุได้ว่าองค์ประกอบของการสำรวจประกอบด้วยการกีดกันทางสังคมหรือสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตามนักวิจัยกล่าวว่าผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าการแยกเป็นเวลานานอาจทำให้สมองมนุษย์ของ BDNF เปลี่ยนโครงสร้างของฮิบโปแคมปัสและทำลายหน้าที่การรับรู้ที่สำคัญเช่นความจำ
นักวิจัยกำลังศึกษาวิธีที่เป็นไปได้หลายวิธีในการป้องกันการหดตัวของสมองนี้ "เช่นกิจวัตรการออกกำลังกายที่เฉพาะเจาะจงและความจริงเสมือนเพื่อเพิ่มการกระตุ้นประสาทสัมผัส" Stahn กล่าว ในทางทฤษฎีหากการค้นพบจากการศึกษาหนูนั้นถือเป็นเรื่องจริงในมนุษย์“ เพิ่มคุณค่า” สภาพแวดล้อมของบุคคลด้วยรายการและกิจกรรมใหม่ ๆ สามารถป้องกันฮิบโปจากการหดตัวได้
