从2013年开始，俄罗斯航天国家集团和欧洲航天局进行了一项关于宇航员大脑的实验研究，俄罗斯科学院生物医学问题研究所参与了这项研究。研究期间，宇航员在飞行前60至30天以及返回地球后的第九天和半年后分别进行核磁共振扫描。
托米洛夫斯卡娅表示，科学家共对11名宇航员进行了研究。结果发现，在太空中，人脑中的灰质含量减少，而白质和脑脊液含量增加。“研究发现，与运动控制、支持平衡、身体位置感知有关的区域中的白质含量增加。这很可能是因为大脑必须制定新的策略，让运动控制适应新的条件。”
她同时强调说，从太空返回后的6至7个月后，大脑的灰质含量会恢复到正常状态。
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