你知道嗎？太空旅行會改變你的腦袋喔

在國際太空站上工作的俄羅斯太空人亞歷山大．斯科沃爾佐夫（Alexander Skvortsov），正在進行歷時5小時11分鐘的太空漫步。 PHOTOGRAPH BY STEVE SWANSON, NASA

人類的肉體已經演化成適應地球重力而運作，如果少了重力，我們的身體就無法以穩定的節奏維持正常機能。在太空中，體液的浮動方式和在地球上不同，而遺傳物質DNA的表現也不一樣，即使是最健康的人類要應付太空旅行，仍然是件苦差事。

最近，科學家對太空人的研究特別轉而關注人體的一個重要器官：腦。研究結果顯示，即使太空人回到地球上已經7個月，因失重狀態所引起的腦部組織變化仍舊沒有恢復。

這項在近期在《新英格蘭醫學雜誌》發表的研究，記錄了太空旅行對太空人的影響。參與研究的太空人在國際太空站上生活了約189天，比利時安特衛普大學的科學團隊在每次任務前後，都使用核磁共振造影拍攝十名男性太空人的腦部影像。在任務結束7個月後，他們再度掃描其中7位太空人的腦部結構。

正如先前的研究顯示，太空旅行似乎會增加腦脊髓液，這種清澈的液體能在運動或遭受撞擊時，為腦部發揮緩衝作用，並幫助保持正常的腦壓。

德國慕尼黑大學的研究人員彼得．艾林波（Peter zu Eulenburg）表示：「我們的身體是設計成在有地球重力的狀況下運作的，一旦沒有了重力，所有的體液都會往上流動。」最新的研究顯示，過多的腦脊液可能會壓迫大腦灰質，這是一種含有神經纖維和神經細胞體的深色神經組織。雖然在回到地球7個月後，大部分的腦結構已經恢復，但似乎有部分的影響仍持續存在。

主要由神經纖維組成的大腦白質，雖然在一開始看起來沒有什麼變化，但是在太空人返回地球的幾個月後，白質的體積似乎縮小了。研究人員推測，罪魁禍首是腦脊髓液。腦脊髓液增加所帶來的壓力，可能迫使腦中的水分進入纖弱的白質結構。一旦太空人返回地球後，壓力減輕，導致水分散逸，白質的體積就變小了。

在太空中長期生活似乎會影響腦部結構，但目前尚不清楚這些變化是否會影響我們的認知。 PHOTOGRAPH BY ROBERT CLARK

至於這些身體上的變化，是否代表在認知功能或是心理健康上有什麼改變，仍有待進一步的研究確認。但有愈來愈多的證據顯示，對來自地球的探險家來說，太空活動會帶來長久的影響。當將來人類前往地球軌道，或是有天更深入太空之時，我們得先準備好面對這些生理變化。

體液壓迫眼球

腦脊髓液變化還可能帶來另一種影響：視線模糊。返回地球的太空人經常會抱怨視力變差，一開始科學家認為是因為在低重力環境下，身體內的液體會往上流動的緣故。根據美國航太總署（NASA）的估計，雙胞胎太空人史考特．凱利（Scott Kelly）待在太空中的340天內，大約有相當於一瓶2公升汽水瓶的液體，從他的腿部流向頭部。這會使太空人的臉部浮腫，科學家認為這可能是造成視力問題的原因。

但在2016年，研究人員將視力問題歸咎於更為特定的原因：過多的腦脊髓液可能會在眼球的後方施加壓力，使這個球狀器官變得更扁平，並導致視神經凸起。對一些太空人來說，回到熟悉的地球重力環境下，會讓他們的視力再度恢復清晰。但是，就像這項最新研究所顯示的，並不是所有的腦脊髓液在太空人回到地球後都回復正常狀態。因此，並非所有太空人都如此幸運，能夠恢復正常的視力。而且，目前對這種太空生活所導致的視力模糊，幾乎沒什麼有效的治療方法。

DNA竟改變了?

今年稍早，關於史考特．凱利DNA突變的頭條新聞，沸沸揚揚地引起討論，甚至連凱利本人也對此消息感到驚訝。「什麼？我的DNA改變了7%！誰知道呢？我也是看報紙才知道！」凱利在推特這麼發文：「這可能是個好消息！我不用再說馬克．凱利（Mark Kelly）是個跟我一模一樣的雙胞胎兄弟了！」

雖然他的DNA實際上並沒有發生突變。當然，他同卵雙胞胎的DNA狀態更是從來沒有發生變化，但太空中的環境的確影響了某些基因的表現。

構成基因的DNA序列，大部分都是沒有用的片段。相反地，DNA就像是組成人體蛋白質的藍圖。要實際建構或是表現某些蛋白質，得要將某些基因的開關打開來才行。太空旅行似乎影響了某些基因的表現量，尤其是與免疫系統、DNA修復，和骨骼生長有關的基因。根據美國航太總署的研究，在凱利回到地球後，有7%的基因其變化持續了6個月之久。

肌肉萎縮、骨質流失

地球上的重力讓人體的工作量非常驚人，即使只是躺在沙發上看影集也是如此。但在太空中缺少了重力，這表示肌肉很快就會鬆弛萎縮，骨骼也會變得脆弱。每個月太空人的骨質可能會損失約1%到2%，其中又以背部和腿部的骨骼流失最為嚴重。骨質流失會增加血中的鈣含量，因此增加腎結石的風險。

↑↑↑↑↑太空人威廉斯（Jeff Williams）花了534天在太空中，是美國史上滯留太空時間最長的男性太空人（女性太空人則是Peggy Whitson，停留了665天）。威廉斯更在太空站發揮了自己對攝影的濃厚興趣，記錄了地球樣貌。

科學家知道太空生活會帶來這些嚴重的影響，已經有好一段時間了。在國際太空站上生活的太空人也非常努力地運動，以克服在低重力環境下的肌肉和骨質流失。控制飲食中的營養，尤其是補充富含鈣和維生素D的食物，也有助於降低這些風險。

雖然太空人有很多方法可以緩解這些症狀，但是一旦他們回到地球上，仍然需要一段時重新適應。「光是要把自己的頭支撐起來，就是種很詭異的新體驗。」2013年，太空人克里斯．哈德菲爾德（Chris Hadfield ）在國際太空站待了一段時間後，這麼告訴加拿大廣播公司新聞臺（CBC News），「在太空中的五個月，我都不必把頭頂在脖子上。」