לאחר ששהו 14 חודשים קפואים באנטארקטיקה, תשעה משלחים עזבו את היבשת במוחות מעט מעט יותר, כך עולה ממחקר חדש.
צוות חוקרים סרק את מוחם של המתרחבים לפני המסע ואחריו ומצא כי מבנים מסוימים באיבר התכווצו במהלך המסע. בפרט, מבנה מוח חיוני ללמידה וזיכרון הנקרא היפוקמפוס איבד נפח משמעותי. התוצאות, שפורסמו היום (4 בדצמבר) בעיתון הרפואה של ניו אינגלנד, מראות כי יתכן כי המשלחים החמיצו גירוי מוחי נחוץ מאוד על ידי מגורים ועבודה בתחנת מחקר מבודדת שנמצאת על הקרח הקוטב, עם רק מעטים נבחרים ובמשך חודשים ארוכים.
הצטמקות המוח עשויה גם לערער את יכולתם של המשלחים לעבד רגשות ולקיים אינטראקציה עם אחרים, מכיוון שההיפוקמפוס הוא "המפתח" לאותן יכולות קוגניטיביות, כך כותב המחבר אלכסנדר סטאהן, חוקר רפואת חלל ב"קריטה "- Universitätsmedizin ברלין ועוזר פרופסור ל- מדעי הרפואה בפסיכיאטריה באוניברסיטת פנסילבניה, אמר ל- Live Science במייל.
שינויי המוח שנראו בצוות אנטארקטיקה מהדהדים תצפיות דומות שנעשו במכרסמים, מה שמרמז כי תקופות ממושכות של בידוד חברתי מפרות את יכולתו של המוח לבנות נוירונים חדשים. החיים בסביבה "מונוטונית", מקום שלעתים רחוקות משתנה ומכיל מעט חפצים או חדרים מעניינים שיש לחקור, נראה שמעורר שינויים במוחם של מכרסמים הדומים לאלה שנראו במשלחות, במיוחד בהיפוקמפוס. כאחד האזורים המוחיים הבודדים שיוצרים נוירונים לבגרות, ההיפוקמפוס מחווט מחדש את המעגלים העצביים שלנו כשאנו לומדים וצוברים זיכרונות חדשים, כך על פי BrainFacts.org.
אף כי נראה כי מוח המכרסמים מסתמך על גירוי סביבתי לקיום ההיפוקמפוס, פחות ידוע על השפעות הבידוד והמונוטוניות על המוח האנושי. סטאהן וחבריו המשותפים חשבו שתחנת מחקר מרוחקת בקוטב הדרומי עשויה לשמש כמעבדה המושלמת לחקירה. סטאהן בוחן בעיקר כיצד המוח עשוי להשתנות במהלך מסע בחלל ארוך טווח, אך אנטארקטיקה איפשרה לו לבחון את ההשפעות הללו קצת יותר קרוב לבית, אמר.
"זה יכול להיחשב אנלוגי חלל מצוין כדי להעריך את ההשפעות של בידוד וכלוא ממושך," אמר.
תחנת המחקר הקוטבית המדוברת, המכונה תחנת Neumayer III, ניצבת על מדף הקרח Ekström הסמוך לים וודדל ומאכלסת תשעה אנשים במהלך חודשי החורף, כך לפי נתוני מכון אלפרד וויינר המנהל את התחנה. הבניין עצמו מכיל את מרבית סביבות העבודה של הצוות, שטחים משותפים וחדרי אספקה, המתנשאים מעל מדף הקרח המכוסה מושלג על 16 תמוכות הידראוליות. מוקף במדבר קר-קר, התחנה בהחלט מתאימה להגדרת ספר הלימוד של "מבודד".
לפני שמוצאי המשלחת צנחו לחורף האנטארקטי, סקרו סטהן וחבריו המשותפים את מוחם של הנבדקים באמצעות הדמיית תהודה מגנטית (MRI), המשתמשת בשדה מגנטי חזק ובגלי רדיו כדי לצלם תמונות מבניות של המוח. מסיבות רפואיות, אחד המשלחים לא יכול היה לעבור MRI, אך המחברים אכן מדדו רמות פנימיות של חלבון הנקרא גורם נוירוטרופי במוח (BDNF) עבור כל תשעת חברי הצוות. חלבון BDNF תומך בצמיחה של נוירונים חדשים ומאפשר לתאים הנובעים לשרוד; ללא BDNF, ההיפוקמפוס אינו יכול ליצור קשרים עצביים חדשים.
הכותבים בדקו את רמות ה- BDNF של המשלחים ואת הביצועים הקוגניטיביים שלהם במהלך כל המשלחת, וסרקו את מוחם שוב לאחר שהצוות חזר הביתה. החוקרים ציירו את אותן המדידות גם מתשעה משתתפים בריאים שלא יצאו למסע.
בטוח, המשלחים איבדו יותר נפח היפוקמפוס ו- BDNF במהלך 14 החודשים שלהם בקוטב הדרומי מאשר בקבוצה שנשארה בבית.
בפרט, אזור בהיפוקמפוס המכונה ג'ירוס הדנטט טבל באופן משמעותי בשמונה המשלחים שעברו MRI. לפי אזור BrainFacts.org, אזור זה משמש חממה לנוירוגנזה בתוך ההיפוקמפוס. בממוצע, גירוז השיניים של כל משלחת התכווץ בכ -4% עד 10% במהלך שהותם בתחנת המחקר.
משלחים עם אובדן נפח גדול יותר בג'ירוס הדנטאט גם ביצעו גרוע יותר בבדיקות של עיבוד מרחבי וקשב סלקטיבי, בהשוואה לציונים שלהם לפני המשלחת. כמו כן נראה כי אזורים אחרים במוחם של המשלחים התכווצו במהלך הטיול, כולל כמה כתמים בקליפת המוח (השכבה החיצונית המקומטת של המוח); כתמים אלה היו הג'ירוס הפארהיפוקמפלי השמאלי, קליפת המוח הקדם-קדמית הימנית וקליפת המוח השמאלית.
רבע מהדרך למשלחת, רמות ה- BDNF של המתרחבים כבר ירדו מרמות הבסיס שלהן, ובסופו של דבר הן ירדו בכ- 45% בממוצע. רמות אלה נותרו נמוכות אפילו חצי שנה לאחר שהקבוצה חזרה הביתה. המחקר ציין כי ירידות גדולות יותר ברמות ה- BDNF מתואמות עם אובדן נפח גדול יותר בג'ירוס הדנטאט מלפני המסע לאחריו.
מכיוון שהמחקר שלהם כלל תשעה אנשים בלבד, המחברים הדגישו כי יש לפרש את "הנתונים שלהם בזהירות". על סמך מחקריהם בלבד, המחברים אינם יכולים לקבוע אילו אלמנטים של המשלחת היו חסך חברתי או סביבתי, הם ציינו. עם זאת, אומרים החוקרים, התוצאות רומזות כי בידוד ממושך עלול לרוקן את מוחו האנושי של BDNF, לשנות את מבנה ההיפוקמפוס ולערער את התפקודים הקוגניטיביים החשובים כמו הזיכרון.
החוקרים בוחנים כעת כמה דרכים אפשריות למניעת הצטמקות מוחית זו, "כמו שגרות אימון גופני ספציפיות ומציאות מדומה כדי להגביר את הגירוי התחושתי", אמר סטאהן. תיאורטית, אם ממצאים ממחקרי מכרסמים אכן נכונים בבני אדם, "העשרת" סביבתו של האדם בפריטים ופעילויות חדשות עלולה להגן על ההיפוקמפוס מפני הצטמקות, אמרו המחברים.
