Am 18. Februar veröffentlichte die Zeitschrift Frontiers in Neural Circuits eine Studie, die von Experten aus der ganzen Welt im Rahmen eines gemeinsamen Projekts der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und Roscosmos durchgeführt wurde. Dies ist die erste große Arbeit, die sich einer gründlichen Analyse der Veränderungen in den strukturellen Verbindungen im menschlichen Gehirn widmet, die als Folge eines langen Aufenthalts im Weltraum aufgetreten sind. Die identifizierten Veränderungen sind mit sensomotorischen, sprachlichen und visuellen Funktionen verbunden. Sie bleiben lange bestehen und Wissenschaftler wissen nicht, wie lange es dauert, bis sie den Preflight-Zustand erreichen.

An der Studie nahmen 12 Kosmonauten mit einem durchschnittlichen Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation (ISS) von etwa sechs Monaten teil. Ihre Gehirne wurden vor dem Flug (durchschnittlich 89 Tage lang) und nach der Rückkehr zur Erde - nach 10 Tagen und 230 Tagen - mit Traktographie oder Diffusions-MRT untersucht. Die Methode ermöglicht es, die Diffusion von Wassermolekülen in Geweben quantitativ zu messen. Es wird häufig verwendet, um 3D-Modelle des Gehirns zu erstellen. Durch die detaillierte Darstellung des Leitungssystems (Bahnen der weißen Substanz) des Gehirns können selbst kleinste mikrostrukturelle Veränderungen erkannt werden.

Die Untersuchungen wurden von Februar 2014 bis Februar 2020 auf einem General Electric (GE) Discovery MR750 3T MRT-Tomographen durchgeführt. Am häufigsten waren Veränderungen in den Bahnen, die mit motorischen und sensorischen Funktionen verbunden sind, einschließlich der kortikospinalen, kortikostriatischen und dentoalveolären Bahnen. Es gibt eine Theorie, dass die Mikrogravitation einen signifikanten Einfluss darauf hat, wie sich das Gehirn den Körper vorstellt und Bewegungen steuert. Das Gehirn passt sich aufgrund seiner Neuroplastizität an Veränderungen in der Umwelt an. Aufgezeichnete Änderungen können diese Theorie stützen.

Gleichzeitig haben frühere Studien, wie Wissenschaftler anmerken, mehrere spezifische anatomische Anomalien gefunden, die als Ergebnis von Langzeit-Raumflügen aufgetreten sind, wie z. B. eine Vergrößerung der Ventrikel des Gehirns, eine Verengung des Längsrisses und eine Luxation des Gehirns . Aufgezeichnete mikrostrukturelle Veränderungen können mit diesen anatomischen Anomalien und Flüssigkeitsumverteilung in Verbindung gebracht werden. Insbesondere die im Corpus Callosum gefundenen Anomalien bringen die Wissenschaftler genau mit der sich verändernden Anatomie in Verbindung und halten es für unwahrscheinlich, dass es unter dem Einfluss der Neuroplastizität zu Veränderungen kommt.

Vermutlich sind auch die festgestellten Anomalien im bogenförmigen Faszikel, der die Block- und Wernicke-Areale verbindet, ausschließlich mit anatomischen Veränderungen verbunden. Darüber hinaus wurden mikrostrukturelle Veränderungen in den Basalganglien, dem sensomotorischen Kortex und dem Kleinhirn festgestellt.

Bei Untersuchungen nach dem Flug stellten die Wissenschaftler fest, dass die Normalisierungsphase des Körpers sehr langsam ist und noch nicht bekannt ist, wie viel es braucht, um den Zustand vor dem Flug zu erreichen, und ob er überhaupt erreicht wird. Es gibt eine gewisse Normalisierung des Zustands sieben Monate nach dem Flug, aber die Nachwirkungen eines langen Aufenthalts im Weltraum blieben bei allen Probanden. Die Autoren freuen sich auf zukünftige Studien, die sie der Beantwortung dieser Fragen näher bringen und zwei Schlüsselprobleme der aktuellen Arbeit lösen werden – eine kleine Stichprobe und die Unfähigkeit, Effekte zu erkennen (aufgrund der Besonderheiten der Methode), die sich aus Flüssigkeitsverschiebungen ergeben , Veränderungen der anatomischen Form des Gehirns oder Neuroplastizität.

Tatsächlich können die Autoren nicht angeben, was genau diese oder jene Anomalien verursacht hat. Dies ist ein sehr wichtiger Punkt, da die Beantwortung dieser Frage geeignete Bedingungen für die Besatzung schafft, um die negativen Auswirkungen einer menschenfeindlichen Umgebung zu kompensieren. Dieses Problem ist besonders relevant für Langzeit-Weltraumflüge.

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Siehe Brain Connectometry Changes in Space Travelers After Long-Dauer Spaceflight für Details in Frontiers in Neural Circuits. DOI: 10.3389/fncir.2022.815838

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