Was macht der Weltraum mit dem Gehirn eines Astronauten?

Gestern Abend, am 50. Jahrestag des Starts von Apollo 11, bin ich in die National Mall gelaufen, um eine Show zu sehen, die der bahnbrechenden Mission von 1969 gewidmet war, als der Mensch zum ersten Mal den Mond betrat.

Die Apollo 11-Rakete, der Saturn V, wurde an der Seite des Washington Monument projiziert und überragte - maßstabsgetreu auf 363 Fuß - die Tausende von Zuschauern darunter. Als der Countdown für den Start begann und eine Stille über die Menge hereinbrach, gab es einen kurzen Moment, in dem ich dachte: Diese ganze Sache mit dem „Aufbruch ins All“ könnte für das Gehirn der Astronauten gefährlich sein, oder? Wie schlimm ist es wirklich, Zeit im Weltraum zu verbringen?

Tadeln Sie meinen Hintergrund in den Neurowissenschaften oder die unerträgliche Hitzewelle, bei der die Temperaturen um 10 Uhr abends noch immer bei 100ºF lagen, aber mein Gehirn kehrte immer wieder zu diesen Fragen zurück. So hier sind wir.

Die gute Nachricht ist, dass es viele Forscher gibt, die ähnliche Fragen stellen, und dass die Astronautengesundheitsforschung - im Zusammenhang mit dem Gehirn und auf andere Weise - noch nicht abgeschlossen ist.

Ich war fasziniert von einer aktuellen Studie. Anfang dieses Jahres untersuchte eine Gruppe von Forschern, wie die Verteilung der weißen Substanz in unserem Gehirn durch die Raumfahrt beeinflusst werden könnte. Obwohl ihre Stichprobengröße relativ gering war, bieten ihre Ergebnisse eine gute Grundlage für zukünftige Arbeiten.

Lassen Sie uns zunächst kurz über die weiße Substanz sprechen. Sie finden weiße Substanz in Ihrem zentralen Nervensystem, einschließlich Ihres Gehirns, in Bereichen, die hauptsächlich aus myelinisierten Axonen bestehen - Regionen von Neuronen, die mit einer fetthaltigen Substanz namens Myelin überzogen sind. Myelin gibt nicht nur der weißen Substanz ihre Farbe, sondern ist auch entscheidend für die Signalübertragung zwischen den Zellen in Ihrem Gehirn, den so genannten Neuronen. Diese Signalisierung ermöglicht es, dass verschiedene Teile Ihres Gehirns miteinander kommunizieren und Ihr Körper normal funktioniert. Weiße Materie zerfällt, wenn wir älter werden, bei manchen Menschen mehr als bei anderen, und wenn wir Veränderungen in Dingen wie Gedächtnis, Gedankenverarbeitung und Gleichgewicht erleben.

Diese Forscher analysierten Diffusions-Magnetresonanz-Bildgebungsdaten (dMRI) von 15 Astronauten - 12 Männern und 3 Frauen -, die zwischen und sowohl vor als auch nach dem Flug gesammelt wurden. Ein dMRI ist wie ein MRT, bei dem das Ziel darin besteht, detaillierte Bilder von Weichgeweben (wie Ihrem Gehirn) zu erhalten, aber die Diffusion von Wassermolekülen verwendet wird, um in diesen Bildern einen Kontrast zu erzeugen, sodass Sie Strukturen erkennen können, die die Bewegung dieses Wassers einschränken - wie weiße Substanz.

Die Forscher fanden eine signifikante Zunahme der Flüssigkeitsmenge im vorderen, zeitlichen und okzipitalen Lappen des Astronautengehirns, aber eine Abnahme des hinteren Teils des Schädelscheitels - zum Hinterkopf hin. Diese Veränderung der Flüssigkeit bedeutet, dass die Gehirne der Astronauten höher als gewöhnlich in ihren Schädeln schwammen, deren potenzielle Risiken noch unbekannt sind. Zusätzlich zu den Veränderungen der Flüssigkeitsverteilung zeigten alle Astronauten signifikante Veränderungen der weißen Substanz im gesamten Gehirn - in Regionen wie dem SLF (Superior Longitudinal Fasciculus), einem Fasertrakt, der entlang beider Gehirnhälften verläuft und für die Arbeit so wichtig ist Gedächtnis und Regulierung des motorischen Verhaltens. Die Astronauten zeigten vor und nach dem Weltraumflug Veränderungen im Gleichgewicht, die vermutlich auf Veränderungen der weißen Substanz im oberen Längsfasciculus zurückzuführen sind.

Diese und andere frühere Studien haben uns eine Vorstellung davon gegeben, wie sich das Gehirn von Astronauten im Weltraum verändern könnte, aber in Bezug auf die Dauer dieser Veränderungen sowie die langfristigen Konsequenzen sind wir nach wie vor größtenteils auf dem neuesten Stand die Dunkelheit.