It is critical that the regulatory system functions well in space's microgravity. However, the "intrinsic" cardiovascular regulatory system (β), estimated by the fractal scaling of heart rate variability (HRV) (0.0001-0.01 Hz), does not adapt to the space environment during long-duration (6-month) space flights. Neuroimaging studies suggest that the default mode network (DMN) serves a broad adaptive purpose, its topology changing over time in association with different brain states of adaptive behavior. Hypothesizing that HRV varies in concert with changes in brain's functional connectivity, we analyzed 24-hour HRV records from 8 healthy astronauts (51.8 ± 3.7 years; 6 men) on long (174.5 ± 13.8 days) space missions, obtained before launch, after about 21 (ISS01), 73 (ISS02), and 156 (ISS03) days in space, and after return to Earth. Spectral power in 8 frequency regions reflecting activity in different brain regions was computed by maximal entropy. Improved β (p < 0.05) found in 4 astronauts with a positive activation in the "HRV slow-frequency oscillation" (0.10-0.20 Hz) occurred even in the absence of consciousness. The adaptive response was stronger in the evening and early sleep compared to morning (p = 0.039). Brain functional networks, the DMN in particular, can help adapt to microgravity in space with help from the circadian clock.（近年、ｆMRIを用いて脳の電気的活動を時系列で観察することができるようになり、脳領域の活動に特異的なゆらぎがあることから、意識/こころと脳領域の機能的活動との連関が解析されるようになった。一方、古より、心拍のゆらぎは脳と心の働きを映す鏡であるとの考えが述べられていた。
ｆMRIの時系列データに現れる脳活動のゆらぎ（周波数解析結果）は、心拍変動のゆらぎ（周波数解析結果）とよく一致していることから、心拍のゆらぎは脳の働きを映す鏡であると考えられるようになっている。
新しい環境に応答し、順応し、適応するときに中心となる神経ネットワークは、デフォルトモードネットワークDMNであり、他の神経ネットワーク（実行系ネットワークECN、顕著性ネットワークSN等）と連繋をとりながら新しい環境に応答し、順応していくと推察されている。それゆえこの論文では、心拍変動に脳活動のdefault mode network（DMN）のゆらぎが映しだされているとの仮説を基に、宇宙飛行士の心拍変動のゆらぎから、脳がどのように宇宙環境に順応し適応して行くかを評価した。
ｆMRIのゆらぎ解析の結果から、脳変動の0.01-0.05 Hz領域がDMNのPrefrontal、Parietal、Occipital corticesの活動を、0.05-0.15 Hz領域がDMNのTPJ（temporo-parietal junction）の活動を、0.10-0.20 Hz領域が島皮質（insula）の活動を表していることが報告されている。そこで心拍変動がそれを映すと仮定して、ISSの長期滞在に伴うDMN活動の推移を時系列的に評価し、宇宙飛行士が宇宙環境に順応/適応していく経過を評価した。
その結果、人は、①体内時計の働きで宇宙環境に適応していくこと、②体内時計の働きだけでは十分でないときは、体内時計の管理下に島皮質の活動が活性化され、usual DMNがalerted DMNに再編成され、宇宙環境に適応していくことが明らかにされた。）
10;8(1):10381. doi: 10.1038/s41598-018-28740-z
Otsuka K, Cornelissen G, Kubo Y, Shibata K, Hayashi M, Mizuno K, Ohshima H, Furukawa S, Mukai C
