Onze hersenen veranderen naarmate we ouder worden en groeien hier op aarde. Maar wat gebeurt er met het menselijk brein? Na in de ruimte te zijn geweest Voor een lange tijd?
In een nieuwe studie, een samenwerking tussen de European Space Agency en de Russian Space Agency RoscosmosOnderzoekers hebben ontdekt hoe de hersenen van astronauten veranderen na reizen naar de ruimte en terug. Ze lieten zien hoe de hersenen zich aanpassen aan ruimtevluchten en ontdekten dat de hersenen bijna “opnieuw bedraad” zijn en dat er zowel vloeistof- als vormveranderingen optreden. De onderzoekers ontdekten dat deze veranderingen maanden kunnen aanhouden nadat een persoon op aarde is teruggekeerd.
De vreemde veranderingen in de hersenen die het team waarnam, waren “heel nieuw en zeer onverwacht”, vertelde Floris Wuits, een onderzoeker aan de Universiteit van Antwerpen in België, aan Space.com.
Verwant: Het menselijk lichaam in de ruimte: 6 vreemde feiten
Hoe de hersenen in de ruimte te bestuderen
Voor deze studie bestudeerde het internationale onderzoeksteam de hersenen van 12 mannelijke astronauten voor en kort na hun vlucht naar het internationale ruimtestation. Ze observeerden ook de hersenen van deze astronauten zeven maanden na hun terugkeer naar de aarde. Alle astronauten in dit onderzoek namen deel aan langdurige vluchten die gemiddeld 172 dagen of iets meer dan vijf en een halve maand duurden.
“We hebben ons aanvankelijk gericht op neuroplasticiteit om te zien hoe de hersenen zich aanpassen aan ruimtevluchten”, zei Wittes, eraan toevoegend dat het team zich ook richtte op de connectiviteit in de hersenen van de astronauten.
Structurele analyse [of astronaut brains] Het is al gedaan, maar er is geen contactonderzoek gedaan, zei Wittes. Met dit papier [on] Connectiviteit, we zijn eindelijk dicht bij de antwoorden met betrekking tot deze neuroplasticiteit.”
Om dit te bereiken, gebruikte het team een hersenbeeldtechnologie genaamd glasvezel, een 3D-reconstructietechniek die gebruikmaakt van gegevens van diffusie MRI (magnetische resonantie beeldvorming), of magnetische resonantie beeldvorming (dMRI) om de structuur en connectiviteit in de hersenen te bestuderen.
“De fiber-optic tracer geeft een soort bedradingsschema aan de hersenen. Onze studie is de eerste die deze specifieke methode gebruikt om veranderingen in de hersenstructuur na een ruimtevlucht te detecteren,” zei Wittes in een verklaring per e-mail.
Wuyts legde uit dat MRI-gegevens onderzoekers veel kunnen vertellen over iemands hersenen.
“MRI kijkt naar de structuur in het vliegtuig [of] Grijze stof (zoals een microprocessor in een pc) en witte stof (de verbindingen op het moederbord van een computer, tussen alle verwerkingseenheden). De MRI onderzoekt ook de vloeistof in de hersenen, die hersenvocht wordt genoemd.”
Verwant: Ruimtereizen kunnen je ernstig van gedachten doen veranderen
Wat verandert er in de hersenen?
“Na de ruimtevlucht lijken deze structuren te zijn veranderd, voornamelijk als gevolg van vervormingen veroorzaakt door vloeistofverandering in de ruimte”, zei Wittes. Interessant genoeg vond het team ook een toename van grijze en witte stof. De witte stof van de hersenen vergemakkelijkt de communicatie tussen de grijze stof van de hersenen en de grijze stof en de rest van het lichaam.
Naast deze vloeistofverschuiving observeerde het team veranderingen in vorm in de hersenen, met name in het corpus callosum, een grote bundel zenuwvezels die Wuyts in de verklaring beschreef als “de centrale snelweg die de twee hersenhelften met elkaar verbindt.”
Eerder werd aangenomen dat ruimtevluchten structurele veranderingen in het corpus callosum zelf kunnen veroorzaken. Het team ontdekte echter dat de proximale ventrikels inderdaad verwijden, waardoor het zenuwweefsel van dit gebied rond het corpus callosum verandert en de vorm verandert, legde Wyatt uit. De ventrikels van de hersenen zijn sinussen die cerebrospinale vloeistof produceren en opslaan, de vloeistof die de hersenen en het ruggenmerg omringt.
De onderzoekers “vonden ook veranderingen in de neurale verbindingen tussen verschillende motorgebieden in de hersenen”, zei hoofdauteur Andrei Dorochin, een onderzoeker aan de Drexel University in Pennsylvania, in de verklaring. “Motorische gebieden zijn de centra van de hersenen waar de commando’s voor bewegingen worden geïnitieerd. In Gewichtloosheid, moet de astronaut zijn bewegingsstrategieën radicaal aanpassen aan de aarde. Onze studie toont aan dat hun brein als het ware opnieuw bedraad is.”
“Uit eerdere studies weten we dat deze motorregio’s tekenen van aanpassing vertonen na ruimtevluchten. Nu hebben we de eerste indicatie dat dit ook wordt weerspiegeld in het niveau van verbindingen tussen die regio’s”, voegde Yates toe in de verklaring.
Maar deze veranderingen werden niet opgemerkt toen de astronauten terugkeerden naar de aarde. In hersenscans van mensen zeven maanden na de landing ontdekte het team dat deze veranderingen nog steeds aanwezig waren.
Wat kan hij doen?
Deze studie maakt deel uit van een Een groeiend aantal onderzoeken Dit onderzoekt precies hoe ruimtereizen, met name langdurige ruimtereizen, het menselijk lichaam beïnvloeden. Dit is niet het einde van ons begrip van het onderwerp, maar het onthult wel nieuwe inzichten in hoe de hersenen worden beïnvloed, informatie die onderzoekers kunnen gebruiken om beter te beschermen wanneer ze de ruimte in gaan.
“Ons onderzoek toont aan dat we tegenmaatregelen moeten nemen om ervoor te zorgen dat vloeistofverschuivingen en veranderingen in de vorm van de hersenen worden beperkt”, vertelde Wittes aan Space.com.
Een maatregel die deze effecten zou kunnen verminderen, voegde Wittes eraan toe, is kunstmatige zwaartekracht. Kunstmatige zwaartekracht wordt in theorie gecreëerd door een traagheidskracht om het gevoel van zwaartekracht te repliceren dat we bijvoorbeeld hier op aarde ervaren. Een eeuwenoud hoofdbestanddeel in sciencefiction, Wetenschappers in de afgelopen jaren Ze begonnen dit concept om te zetten in realiteit.
Het gebruik van kunstmatige zwaartekracht aan boord van het ruimtestation of [a] Een raket naar Mars lost waarschijnlijk het vloeistofverschuivingsprobleem op. Een draaiende donut zoals de Stanley Kubrick-film Space Odyssey uit 2001 is een goed voorbeeld van wat perfect kan zijn. Het is echter moeilijk om het te realiseren. Dit kan echter de manier zijn om te gaan. “Toekomstig onderzoek zal worden onthuld”, zei Waits.
Dit was werk Vrijdag geplaatst (18 februari) in Grenzen in neurale circuits.
E-mail Chelsea Godd op [email protected] of volg haar op Twitter Tweet insluiten. Volg ons op Twitter Tweet insluiten En op Facebook.
/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/25594197/Genki_TurboCharger_Hero.jpg)
More Stories
Wanneer zullen de astronauten lanceren?
Volgens fossielen werd een prehistorische zeekoe opgegeten door een krokodil en een haai
De Federal Aviation Administration schort vluchten van SpaceX op nadat een vlammende raket tijdens de landing neerstort