宇航員長(zhǎng)時(shí)間駐留太空對(duì)身體有何影響?在重力最小的外層空間，人們的肌肉，尤其是抗重力肌肉使用得不多，這可能會(huì)導(dǎo)致它們萎縮以及結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化。事實(shí)上，人類小腿肌肉在太空飛行時(shí)體積會(huì)減少。那么宇航員如何才能避免這些神經(jīng)肌肉問(wèn)題呢?

近日，由日本同志社大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組研究了神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的形態(tài)、功能和代謝特性對(duì)重力消失(或“重力卸載”)的反應(yīng)，并說(shuō)明了宇航員如何在長(zhǎng)期太空飛行中避免神經(jīng)肌肉問(wèn)題。相關(guān)研究發(fā)表在《神經(jīng)學(xué)與生物行為評(píng)論》上。此次研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于未來(lái)長(zhǎng)時(shí)間的人類空間探索任務(wù)至關(guān)重要，有助于針對(duì)宇航員的神經(jīng)肌肉問(wèn)題制定適當(dāng)?shù)膶?duì)策。

研究小組首先觀察了人類和嚙齒動(dòng)物的模擬模型，還觀察了傳入和傳出運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元活動(dòng)如何調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉特性。他們發(fā)現(xiàn)，傳入神經(jīng)活動(dòng)(涉及肌肉活動(dòng)期間從骨骼肌發(fā)送到中樞神經(jīng)系統(tǒng)的信號(hào))在調(diào)節(jié)肌肉特性和大腦活動(dòng)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

抑制抗重力肌肉活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致肌節(jié)(肌肉的結(jié)構(gòu)單位)重塑，導(dǎo)致肌節(jié)數(shù)量減少，進(jìn)一步導(dǎo)致力量發(fā)展減少，最終導(dǎo)致肌肉萎縮。抗重力肌肉，即比目魚(yú)肌和內(nèi)收長(zhǎng)肌的肌電波幅也降低。這表明，暴露在低重力環(huán)境中不僅會(huì)影響肌肉，還會(huì)影響神經(jīng)。

重力卸載會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)控制的惡化，會(huì)導(dǎo)致拮抗肌的協(xié)調(diào)受損和力學(xué)改變。宇航員被要求使用跑步機(jī)、自行車測(cè)功器和阻力訓(xùn)練設(shè)備，以對(duì)抗重力減小對(duì)神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的影響，并保障他們的身體健康。然而，這些基于運(yùn)動(dòng)的對(duì)策在預(yù)防某些不必要的神經(jīng)肌肉變化方面并不總是有效的。當(dāng)宇航員暴露在微重力環(huán)境中6個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，還可能出現(xiàn)其他問(wèn)題。

研究人員指出，重力卸載引起的肌肉特性的改變可能與神經(jīng)活動(dòng)的減少以及收縮/拉伸相關(guān)的機(jī)械應(yīng)力有關(guān)。充分刺激比目魚(yú)肌似乎可減少其萎縮的概率。因此，在鍛煉時(shí)，宇航員應(yīng)該走路或慢跑，后腳著地(使用彈力繩也會(huì)有幫助)。定期被動(dòng)拉伸比目魚(yú)肌似乎也很有效。(科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者 張佳欣)