失重状态会使大脑的血液太多，大脑的某些部分如果接受了太多的血液，因为一氧化氮在血液中积聚。
这使供应大脑血液的动脉放松，从而使它们过度扩张。
由于血流量激增，血脑屏障可能会不堪重负。
这使得水慢慢积聚(即出现所谓的水肿)，导致大脑肿胀和压力增加，这也可能由于排水能力受限而变得更糟。
再者，失重状态下，会使血液和脑脊液组成的液体向头部移动，脸会变得红肿，这种现象被亲切地称为“查理-布朗效应”或者“肿头鸟腿综合症”。
如果长期的失重，可能会导致脸部变得圆胖，腿部则变得纤瘦。
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<从生理的角度上讲，因为人体在失重或超重时，由于心情紧张，体内会分泌一些激素，例如肾上腺素。
人的前庭器官中的耳石由于失重或超重，不再与周围的神经细胞接触而向中枢神经传输信号，从而丧失定向功能。
前庭器官与人体主管呼吸、消化、循环、排泄、发汗等功能的植物神经系统有密切关系。
所以，一旦前庭器官不起作用，身体内脏之间正常的相互作用消失，就会引起人产生头晕恶心、呕吐等症状。