如何持续暴露于失重状态，影响颅骨内液体和组织的整体位置？

国际空间站 （International Space Station） 的一部分长时间太空飞行宇航员被记录为患有太空飞行相关神经眼综合征 （SANS）。研究人员试图通过量化被认为与失重引起的头部液体转移相关的眼部和大脑结构变化来了解 SANS。在返回地球时通过 MRI 测量观察到脑组织转移和脑脊液 （CSF） 重新分布，但尚未完全量化。

 

为了提高对这种现象的理解，我们开发并应用了自动化方法来量化宇航员 （N = 13） 和未暴露于微重力的对照组 （N = 10） 长时间太空飞行后轴外脑脊液 （eaCSF） 和大脑颅骨内的 3D 质心偏移。脑组织和 CSF 的 3D 质心转移是根据基线时间点个体颅骨分割与随访的配准计算的。3D 质心偏移在 Gx、Gy 和 Gz 轴上量化，分别定义为 -后/+前、-左/+右、-下/+上。对于宇航员来说，飞行前到飞行后的平均 MRI 随访时间为 697 ± 137 天（平均飞行持续时间 = 179 ± 59 天，飞行后 MRI 收集的平均时间为返回地球后 2.23 ± 1.64 天）。

 

 

对于对照组，平均 MRI 随访时间为 307 ± 19 天。对于宇航员，整个大脑中存在较高的 Gz 偏移 （+ 0.74 ± 0.28 mm，p < 0.0001），同时 eaCSF 的 Gz 偏移较低 （-2.45 ± 0.99 mm，p < 0.0001）。在对照组中，脑组织 Gz 移位 （-0.082 ± 0.048 mm） 和 eaCSF Gz 移位 （0.096 ± 0.26 mm） 无统计学意义。Gy shift 在对照组和宇航员中都缺乏意义。这些发现支持持续暴露于失重状态会影响颅骨内液体和组织的整体位置。

 

附：

北京基尔比生物公司——微重力旋转细胞培养系统（rotary cell culture system，RCCS）

Kilby 3D-clinostat 三维旋转仪，

Kilby 微/超重力细胞旋转培养系统，

3D回转重力环境模拟系统，随机定位仪，

类器官芯片摇摆灌注仪，

Kirkstall 类器官串联芯片灌流仿生构建系统