Creierul astronauților „este reprogramat” după misiunile spațiale îndelungate. Ce arată un studiu recent?

Un nou studiu este primul care analizează modul în care structura creierilor cosmonauților se modifică după misiunile cu durată lungă.

Rezultatele arată modificări microstructurale semnificative în mai multe tracturi de substanță albă, cum ar fi tracturile senzoriomotorii. Studiul poate constitui o bază pentru cercetările viitoare cu privire la întreaga amploare a modificărilor creierului în timpul explorării spațiului.

• Galileo Galilei, omul care a schimbat cursul istoriei. „Și totuși, se mișcă!”
• Sonda europeană Mars Express a observat „păianjeni” pe planeta Marte

Conform Medical Xpress, creierul nostru se poate schimba și se poate adapta de-a lungul vieții în ceea ce privește structura și funcționarea. Pe măsură ce explorarea umană a spațiului atinge noi orizonturi, înțelegerea efectelor zborului spațial asupra creierului uman este crucială. Cercetările anterioare au arătat că zborul spațial are potențialul de a modifica atât forma, cât și funcția creierului adult.

Modificările structurale ale creierului după zborul spațial

Printr-un proiect de colaborare dintre Agenția Spațială Europeană (ESA) și Roscosmos, o echipă de cercetători internaționali, condusă de dr. Floris Wuyts, de la Universitatea din Anvers, a studiat structura creierului astronauților care călătoresc în spațiu.

Wuyts și colegii săi au investigat, pentru prima dată, modificările structurale ale creierului după zborul spațial la nivelul tracturilor de substanță albă din adâncul creierului.

Substanța albă se referă la părțile creierului care sunt responsabile de comunicarea dintre materia cenușie și corp și între diferitele regiuni ale materiei cenușii. Pe scurt, materia albă este canalul de comunicare al creierului, iar materia cenușie este locul unde se realizează procesarea informațiilor.

Care este structura creierului cosmonauților?

Pentru a studia structura și funcția creierului după zborul spațial, cercetătorii au folosit o tehnică de imagistică a creierului numită tractografie cu fibre.

„Tractografia cu fibre oferă un fel de schemă de cablare a creierului. Studiul nostru este primul care folosește această metodă specifică pentru a detecta modificări în structura creierului după zborul în spațiu”, a explicat Wuyts.

Wuyts și echipa sa au obținut scanări RMN cu difuzie (dMRI) de la 12 cosmonauți bărbați înainte și imediat după zborurile lor spațiale. Ei au colectat, de asemenea, opt scanări de urmărire, la 7 luni după zbor. Toți cosmonauții au fost implicați în misiuni de lungă durată, cu o durată medie de 172 de zile.

Cercetătorii au găsit dovezi ale nivelului de neuroplasticitate la care creierul trebuie să se adapteze în cadrul zborului spațial. „Am găsit modificări în conexiunile neuronale dintre mai multe zone motorii ale creierului”, a spus dr. Andrei Doroshin, de la Universitatea Drexel.

„Zonele motorii sunt centre ale creierului unde sunt inițiate comenzile pentru mișcări. În imponderabilitate, un astronaut trebuie să-și adapteze strategiile de mișcare în mod drastic, în comparație cu Pământul. Studiul nostru arată că creierul lor este reconectat, ca să spunem așa”, a explicat Doroshin.

Scanările ulterioare au arătat că, la 7 luni de la întoarcerea pe Pământ, aceste schimbări erau încă vizibile.

Studiul plasează modificările cerebrale într-o perspectivă diferită

„Din studiile anterioare știm că aceste zone motorii prezintă semne de adaptare după zborul spațial. Acum avem un prim indiciu că se reflectă și la nivelul conexiunilor dintre acele regiuni”, a continuat Wuyts.

Autorii găsesc, de asemenea, o explicație pentru schimbările anatomice ale creierului observate după zborul spațial.

„Inițial ne-am gândit că am detectat modificări în corpul calos, care este autostrada centrală ce leagă ambele emisfere ale creierului”, a explicat Wuyts. Corpul calos mărginește ventriculii creierului, o rețea comunicantă de camere umplute cu lichid care se extinde din cauza zborului spațial.

„Modificările structurale pe care le-am găsit inițial în corpul calos sunt de fapt cauzate de dilatarea ventriculilor care induc schimbări anatomice ale țesutului neural adiacent. Acolo unde inițial s-a crezut că există schimbări structurale reale în creier, observăm doar schimbări de formă. Acest lucru pune descoperirile într-o perspectivă diferită”, a spus Wuyts.

Viitorul cercetării zborurilor spațiale

Studiul ilustrează necesitatea de a înțelege modul în care zborul spațial afectează structura creierilor cosmonauților, în special prin cercetări asupra efectelor pe termen lung. Există contramăsuri actuale pentru pierderea musculară și  osoasă, cum ar fi exercițiile fizice făcute timp de cel puțin două ore pe zi. Cercetările viitoare pot oferi dovezi că sunt necesare contramăsuri și pentru creier.

„Aceste descoperiri ne oferă piese suplimentare ale întregului puzzle. Deoarece această cercetare este atât de la început, nu știm încă cum va arăta acest puzzle. Aceste rezultate contribuie la înțelegerea noastră generală a ceea ce se întâmplă în creierul călătorilor în spațiu. Este esențial să menținem această linie de cercetare, căutând modificări ale creierului induse de zborurile spațiale din perspective diferite și folosind tehnici diferite”, a concluzionat Wuyts.

Această nouă cercetatre a fost publicată în Frontiers in Neural Circuits.

Vă recomandăm să citiți și:

Cum reușește creierul nostru să se ocupe și de alte sarcini în timp ce mergem

Un cercetător prezice că un medicament anti-îmbătrânire va fi disponibil „în decurs de un deceniu”

Un implant cerebral a tradus gândurile unui bărbat paralizat cu acuratețe de 94%

Lobotomia, o procedură controversată. Ce este și în ce constă