長期間宇宙飛行後の脳と眼の構造間の生理学的脳脊髄液相互作用

科学分野:

• 神経科学
• 眼科学
• 航空宇宙医学

背景:

• 長期間の宇宙飛行は、宇宙飛行関連神経眼症候群（SANS）を引き起こし、視力や眼球構造に影響を与える。
• 宇宙飛行士は、脳室拡大や脳脊髄液（CSF）の再分布を含む脳の変化を経験するが、眼球の変化との関連は不明である。

研究 の 目的:

• 宇宙飛行中の脳と眼の適応を関連付ける統合的な生理学的メカニズムを調査すること。
• 宇宙飛行士および対照被験者における第三脳室の容積と眼球パラメータの関係を探求すること。

主な方法:

• 宇宙飛行士および地球上の対照被験者からの高解像度MRIデータの自動形態計測分析。
• 第三脳室の容積と眼球パラメータ（眼球寸法、視神経鞘容積、視神経長、眼窩後部幅）との相関分析。

主要な成果:

• 対照群では、第三脳室の容積と複数の眼球パラメータとの間に有意なベースライン相関が観察された。
• 宇宙飛行後、宇宙飛行士は視神経鞘の容積と視神経長の増加を示した。
• 縦断的分析により、第三脳室の拡大は、視神経鞘や眼窩後部の幅ではなく、眼球の変化と選択的に相関することが明らかになった。

結論:

• 宇宙飛行によって誘発される微小重力は、眼窩隔コンパートメント全体にわたる差次的生体力学的効果を生み出し、CSFの区画化を支持する。
• この所見は、頭蓋天井効果によって制限される、SANSの根底にあるCSF媒介性カップリングメカニズムを示唆している。
• この研究は、宇宙飛行士における頭蓋内体液シフト中の脳組織拡大の限界を定量化するものである。