当然，太空旅行会导致骨骼和肌肉萎缩，改变血液和其他体液的分布，以及其他微重力的生理影响，但它对大脑有什么影响呢？由于前往火星执行任务的宇航员需要保持清醒的头脑，美国国家航空航天局 (NASA) 和外部科学家一直热衷于评估长期失重对头骨内 3 磅原生质的影响。
在周三发布的一项由美国国家航空航天局资助的研究中，南卡罗来纳医科大学的唐娜·罗伯茨博士和她的同事比较了 34 名宇航员在任务前和任务后的核磁共振成像。其中 18 人在国际空间站停留了数月（平均航程：165 天），16 人进行了较短的旅行（平均在航天飞机上停留 14 天）。两组人的年龄大致相同，飞行经验也相当。主要发现包括：
回到这里：罗伯茨和她的团队在《新英格兰医学杂志》上报告说，由于没有重力将大脑拉向主人的脚，大脑会向上移动到头骨顶部。在所有 12 名长途飞行宇航员中，他们的飞行前和飞行后的图像以显示移动的方式排列，“你可以看到大脑向上移动，”罗伯茨说。大脑在宇航员返回地球后几天仍停留在上方，但由于 28 名男性和 6 名女性都没有进行第二次飞行后核磁共振成像，因此尚不清楚大脑最终是否会恢复到原来的位置。（唯一一次飞行后核磁共振成像是在着陆后 2 至 17 天进行的。）短途旅行的宇航员似乎都没有经历大脑向上移动的情况，但这可能具有误导性；如果他们的大脑确实向上漂浮，但可能不如长途飞行时那么剧烈，他们可能在核磁共振成像捕捉到它之前就恢复到了基线水平。
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这里变得拥挤了：大脑顶部的褶皱，称为中央沟，将皮质的额叶与后面的顶叶分开，特别是将运动皮质与感觉皮质分开。在 18 名长途飞行宇航员中，有 17 人的中央沟变窄了。这种情况只发生在 16 名短途飞行员中的 3 人身上。但是，由于没有宇航员在太空进行核磁共振成像，因此压缩也可能发生在短途飞行期间，但持续时间不够长，无法在返回地球几天后被检测到。由于大脑被压缩到头骨顶部而导致的变窄，“可能会导致功能变化，”罗伯茨说，包括宇航员难以使他们的运动适应微重力。
我的眼镜放哪了？ 大脑的向上移动会增加视盘的压力，视盘是视神经离开视网膜并进入大脑的点，导致肿胀，并且根据先前对数百名美国宇航员的研究，会损害视力，有时是永久性的。罗伯茨研究中的三名空间站宇航员的视盘肿胀，而且这三人的中央沟都变窄了。但是，由于更多的宇航员的中央沟变窄了，这显然是视盘压缩的必要但不充分的原因。
我的脑脊液流出来了：这种透明无色的液体既能缓冲大脑，又能作为大脑的污水系统，清除代谢和其他废物。携带脑脊液 (CSF) 的静脉和其他血管蜿蜒穿过中央沟，在 18 名长途旅行者中的 17 人和 16 名航天飞机宇航员中的 3 人中，它们变得更窄了。罗伯茨说，由于大脑顶部血管中流动的脑脊液减少，“它必须流到其他地方，因为头骨是固定的空间”，“我们发现的是，大脑中心的脑脊液填充空间变得更大了。” 虽然脑脊液流动紊乱已经与阿尔茨海默病、多发性硬化症和其他脑部疾病相关联，但这尚不清楚是原因还是结果。但是，由于前往火星的任务会导致大约两年的大脑挤压，因此了解这一点将很有用。