Продольные прогнозы мозгового возраста при длительных полётах в космос

Почему космос меняет наш мозг

Когда миссии на борту Международной космической станции длятся шесть месяцев и дольше, встаёт ключевой вопрос: что делает с человеческим мозгом жизнь в невесомости со временем? В этом исследовании ставится вопрос, не ускоряют ли месяцы на орбите «старение» мозга — учёные используют продвинутую МРТ и искусственный интеллект, чтобы оценить, насколько «старым» выглядит мозг человека по сравнению с его реальным возрастом. Ответ важен не только для астронавтов, направляющихся на Луну и Марс, но и для понимания старения и здоровья мозга на Земле.

Смотреть на мозг как на часы

Исследователи использовали концепцию «возраста мозга», которая рассматривает мозг как биологические часы. Подав тысячи МРТ‑снимков в модели машинного обучения, учёные могут обучить алгоритмы распознавать паттерны, которые обычно появляются с возрастом — например, тонкие изменения ткани мозга и пространств с ликвором. После обучения модели могут оценить новый снимок и сказать, насколько старится мозг. Сравнение этой оценки с реальным возрастом человека показывает, кажется ли его мозг моложе, старше или соответствует ожидаемому возрасту.

Астронавты, космонавты и земные «близнецы»

Команда проанализировала данные двух программ длительных космических полётов: российских космонавтов (ROS) и европейских астронавтов (ESA), которые провели около шести месяцев на Международной космической станции. Каждый участник проходил сканирование мозга до запуска, в первые дни после приземления и снова примерно через полгода. Для сравнения исследователи также сканировали тщательно подобранных контрольных добровольцев на Земле — схожих по возрасту, полу и уровню образования — в примерно те же временные интервалы. Для оценки возраста мозга по структурным МРТ использовались три современных модели машинного обучения с особым вниманием к их стабильности и точности при повторных сканированиях.

Проверка инструментов оценки возраста мозга

Прежде чем делать выводы о воздействии космического полёта, авторы проверили, насколько надёжны сами модели оценки возраста мозга. Они сканировали людей дважды в одной сессии, с интервалом около получаса, чтобы увидеть, будут ли предсказания почти идентичными. Все три модели прошли эту проверку: 94–97% вариации в предсказаниях отражали истинные различия между людьми, а не случайный шум. Однако одна модель глубокого обучения, хотя и была очень согласованной, сильно переоценивала возраст — в среднем делая мозг примерно на 11 лет старше, вероятно, потому что она была в основном обучена на значительно более пожилых взрослых. Поскольку важна не только стабильность, но и точность, эту модель исключили из основных анализов, а в работу взяли две лучше откалиброванные модели.

Что происходит с мозгом после месяцев на орбите

Используя оставшиеся модели, учёные изучали, как изменялся возраст мозга до и после полёта и в период наблюдения по сравнению с контролями. У российских космонавтов одна модель показала, что сразу после миссии их мозг выглядел немного старше — менее чем на год — по сравнению с состоянием до запуска, что коррелирует с ранними данными о сокращении серого вещества в некоторых областях мозга и расширении ликворных пространств после космического полёта. В группе астронавтов ESA оценки возраста мозга со временем показали тенденцию, указывающую на несколько более крутой «тренд старения» по сравнению с земными сверстниками, хотя число участников было невелико и различия не достигли формальной статистической значимости. В целом у контрольной группы наблюдались либо стабильные, либо типичные для возраста изменения, тогда как у космонавтов в некоторых анализах прослеживалось смещение в сторону профиля мозга, выглядящего старее.

Сигналы, а не окончательные ответы

Интерпретировать эти сдвиги нелегко. Изменения возраста мозга после космического полёта могут отражать истинное ускоренное старение, но также могут представлять собой временные адаптации к микрогравитации и стрессам запуска и посадки, которые частично обратимы со временем. Данные ESA, например, намекали, что некоторые изменения могут возвращаться к исходному уровню при последующем наблюдении. Авторы подчёркивают, что их результаты предварительны и основаны на ограниченных выборках, но демонстрируют, что прогнозирование возраста мозга возможно в исследованиях астронавтов и что современные инструменты машинного обучения достаточно надёжны для отслеживания небольших изменений за месяцы. Для неспециалистов основной вывод таков: длительные космические миссии, по-видимому, оставляют измеримый след в мозге, который в ряде аспектов напоминает старение, и у нас теперь есть чувствительные инструменты для мониторинга этих эффектов по мере того, как человечество продвигается дальше в космос.

Цитирование: Tang, G., Patil, K.R., Hoffstaedter, F. et al. Longitudinal brain-age predictions comprising long-duration spaceflight missions. npj Microgravity 12, 24 (2026). https://doi.org/10.1038/s41526-026-00575-3

Ключевые слова: космический полёт, старение мозга, МРТ, здоровье астронавтов, машинное обучение