從2013年開始，俄羅斯航天國家集團和歐洲航天局進行了一項關於宇航員大腦的實驗研究，俄羅斯科學院生物醫學問題研究所參與了這項研究。研究期間，宇航員在飛行前60至30天以及返回地球後的第九天和半年後分別進行核磁共振掃描。
托米洛夫斯卡婭表示，科學家共對11名宇航員進行了研究。結果發現，在太空中，人腦中的灰質含量減少，而白質和腦脊液含量增加。“研究發現，與運動控制、支持平衡、身體位置感知有關的區域中的白質含量增加。這很可能是因為大腦必須制定新的策略，讓運動控制適應新的條件。”
她同時強調說，從太空返回後的6至7個月後，大腦的灰質含量會恢復到正常狀態。
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