當然，太空旅行會導致骨骼和肌肉萎縮，改變血液和其他體液的分佈，以及其他微重力的生理影響，但它對大腦有什麼影響呢？由於前往火星執行任務的宇航員需要保持清醒的頭腦，美國國家航空航天局 (NASA) 和外部科學家一直熱衷於評估長期失重對頭骨內 3 磅原生質的影響。
在週三釋出的一項由美國國家航空航天局資助的研究中，南卡羅來納醫科大學的唐娜·羅伯茨博士和她的同事比較了 34 名宇航員在任務前和任務後的核磁共振成像。其中 18 人在國際空間站停留了數月（平均航程：165 天），16 人進行了較短的旅行（平均在太空梭上停留 14 天）。兩組人的年齡大致相同，飛行經驗也相當。主要發現包括：
回到這裡：羅伯茨和她的團隊在《新英格蘭醫學雜誌》上報告說，由於沒有重力將大腦拉向主人的腳，大腦會向上移動到頭骨頂部。在所有 12 名長途飛行宇航員中，他們的飛行前和飛行後的影像以顯示移動的方式排列，“你可以看到大腦向上移動，”羅伯茨說。大腦在宇航員返回地球后幾天仍停留在上方，但由於 28 名男性和 6 名女性都沒有進行第二次飛行後核磁共振成像，因此尚不清楚大腦最終是否會恢復到原來的位置。（唯一一次飛行後核磁共振成像是在著陸後 2 至 17 天進行的。）短途旅行的宇航員似乎都沒有經歷大腦向上移動的情況，但這可能具有誤導性；如果他們的大腦確實向上漂浮，但可能不如長途飛行時那麼劇烈，他們可能在核磁共振成像捕捉到它之前就恢復到了基線水平。
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這裡變得擁擠了：大腦頂部的褶皺，稱為中央溝，將皮質的額葉與後面的頂葉分開，特別是將運動皮質與感覺皮質分開。在 18 名長途飛行宇航員中，有 17 人的中央溝變窄了。這種情況只發生在 16 名短途飛行員中的 3 人身上。但是，由於沒有宇航員在太空進行核磁共振成像，因此壓縮也可能發生在短途飛行期間，但持續時間不夠長，無法在返回地球幾天後被檢測到。由於大腦被壓縮到頭骨頂部而導致的變窄，“可能會導致功能變化，”羅伯茨說，包括宇航員難以使他們的運動適應微重力。
我的眼鏡放哪了？ 大腦的向上移動會增加視盤的壓力，視盤是視神經離開視網膜並進入大腦的點，導致腫脹，並且根據先前對數百名美國宇航員的研究，會損害視力，有時是永久性的。羅伯茨研究中的三名空間站宇航員的視盤腫脹，而且這三人的中央溝都變窄了。但是，由於更多的宇航員的中央溝變窄了，這顯然是視盤壓縮的必要但不充分的原因。
我的腦脊液流出來了：這種透明無色的液體既能緩衝大腦，又能作為大腦的汙水系統，清除代謝和其他廢物。攜帶腦脊液 (CSF) 的靜脈和其他血管蜿蜒穿過中央溝，在 18 名長途旅行者中的 17 人和 16 名太空梭宇航員中的 3 人中，它們變得更窄了。羅伯茨說，由於大腦頂部血管中流動的腦脊液減少，“它必須流到其他地方，因為頭骨是固定的空間”，“我們發現的是，大腦中心的腦脊液填充空間變得更大了。” 雖然腦脊液流動紊亂已經與阿爾茨海默病、多發性硬化症和其他腦部疾病相關聯，但這尚不清楚是原因還是結果。但是，由於前往火星的任務會導致大約兩年的大腦擠壓，因此瞭解這一點將很有用。