Tag archive

spaceflight

Η μακροχρόνια έκθεση σε μικροβαρύτητα επηρεάζει την πλαστικότητα του εγκεφάλου

in Astronomy by

Τα ταξίδια στο Διάστημα εξάπτουν τη φαντασία των ανθρώπων εδώ και πολλές χιλιάδες χρόνια, όμως η ώρα που θα τα βιώσει ένα κομμάτι του πληθυσμού, μόλις έφθασε. Ωστόσο η έκθεση σε περιβάλλον μικροβαρύτητας, όπως έχουμε ήδη αναφέρει, ενέχει πολλούς κινδύνους από μεταβολές που συμβαίνουν στη βιολογία μας (όπως μείωση στο σχηματισμό των οστών και το σύνδρομο VIIP Vision Impairment and Intracranial Pressure).

Το σύνδρομο VIIP θεωρείται ότι σχετίζεται με την ανακατανομή του σωματικού υγρού προς το κεφάλι κατά τη μακροπρόθεσμη έκθεση σε μικροβαρύτητα, αλλά η ακριβής αιτία είναι άγνωστη. Για το λόγο αυτό, η NASA έχει θέσει σε πρώτη προτεραιότητα την έρευνα της αιτίας του συνδρόμου VIIP και την επίλυση των επιπτώσεών του.

Πριν από την προγραμματισμένη αποστολή της NASA στον Άρη (το 2033), οι επιστήμονες προσπαθούν να βρουν ακριβώς ποια είναι τα μακροπρόθεσμα αποτελέσματα αλλαγών στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια εκτεταμένων αποστολών στο διάστημα. Και όπως αποκαλύπτουν νέες έρευνες, το διαστημικό ταξίδι αλλάζει την πλαστικότητα του ανθρωπίνου εγκεφάλου (η ικανότητα του νευρικού συστήματος να αλλάζει τη δομή και τη λειτουργία του εγκεφάλου καθ ‘όλη τη ζωή του, ως αντίδραση στην ποικιλομορφία του περιβάλλοντος).

Ο νευροακτινολόγος Δρ Donna Roberts διενήργησε μια μελέτη των επιδράσεων της μακροχρόνιας έκθεσης σε περιβάλλον μικροβαρύτητας πάνω στον εγκέφαλο, η οποία δημοσιεύθηκε στο New England Journal of Medicine. Ο ίδιος δήλωσε πως η έκθεση στο διαστημικό περιβάλλον έχει μόνιμες επιδράσεις στους ανθρώπους που απλά δεν καταλαβαίνουμε.

Με τη βοήθεια μαγνητικών τομογραφιών σε αστροναύτες μετά από διαστημική πτήση, ανακαλύφθηκαν λεπτές ανατομικές αλλαγές στους εγκεφάλους τους, που έλαβαν χώρα κατά τη διάρκεια της διαστημικής πτήσης. Αυτές οι αλλαγές θα μπορούσαν να συμβάλλουν στην ανάπτυξη του συνδρόμου VIIP.

Σύμφωνα με την έρευνα, εξέτασαν τους εγκεφάλους και τις μυϊκές αντιδράσεις των συμμετεχόντων που παρέμειναν σε ένα κρεβάτι για 90 ημέρες. Κατά τη διάρκεια αυτών, απαιτείται να διατηρούν συνεχώς τα κεφάλια τους σε κλίση προς τα κάτω, για να προσομοιώνουν τις επιδράσεις της μικροβαρύτητας.

Με τη χρήση μαγνητικών τομογραφιών, ο Roberts αξιολόγησε την νευροπλαστικότητα του εγκεφάλου, μελετώντας φλοιό του εγκεφάλου πριν, κατά τη διάρκεια και μετά τη μακροχρόνια ανάπαυση στο κρεβάτι.

Διαπιστώθηκαν στοιχεία μετατόπισης του εγκεφάλου και στένωση του χώρου μεταξύ της κορυφής του εγκεφάλου και του εσωτερικού πίνακα του κρανίου (inner table of the skull). Η απορία του όμως ήταν εάν το ίδιο πράγμα μπορεί να συμβεί με τους αστροναύτες κατά τη διάρκεια της διαστημικής πτήσης.

Προς επιλυσή της, μελέτησε σαρώσεις MRI (μαγνητικές τομογραφίες) του εγκεφάλου και σχετικά δεδομένα από το πρόγραμμα Lifetime Surveillance of Astronaut της NASA για δύο ομάδες αστροναυτών: 18 που είχαν περάσει μικρό χρονικό διάστημα στο διαστημικό λεωφορείο των ΗΠΑ και 16 που ήταν στο διάστημα για μεγαλύτερες περιόδους (έως και μήνες) στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS).

Οι ερευνητές συνέκριναν τις εικόνες του εγκεφάλου των δύο ομάδων αστροναυτών και τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν τη στένωση του κεντρικού σχήματος του εγκεφάλου (ενός αυλακιού στον φλοιό κοντά στην κορυφή του εγκεφάλου που διαχωρίζει τους βρεγματικούς και μετωπιαίους λοβούς) στο 94% των αστροναυτών που συμμετείχαν σε μακρινές πτήσεις και στο 18,8% των αστροναυτών που συμμετείχαν σε πτήσεις μικρής διάρκειας.

Κινητικες, αισθητικες και συνειρμικες περιοχες του εγκεφαλου. Image Credit: slideplayer.gr

Με βάση τα ευρήματά της σύγκρισης, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι συμβαίνουν “σημαντικές αλλαγές” στη δομή του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια διαστημικών πτήσεων μεγάλης διάρκειας. Και τα μέρη του εγκεφάλου που επηρεάζονται περισσότερο (οι μετωπικοί και βρεγματικοί λοβοί), είναι αυτά που ελέγχουν την κίνηση του σώματος και την ανώτερη εκτελεστική λειτουργία.

Όσο περισσότερο παραμένει ένας αστροναύτης στο διάστημα, τόσο χειρότερα αναμένονται να είναι τα συμπτώματα του συνδρόμου VIIP. Προς περαιτέρω κατανόηση των αποτελεσμάτων της μελέτης, ο Roberts σχεδιάζει να συγκρίνει την επανειλημμένη σάρωση των εγκεφάλων των αστροναυτών (που έχουν συμμετέχει σε μακροχρόνια πτήση), για να διαπιστώσει εάν οι αλλαγές είναι μόνιμες ή αν θα επανέλθουν στα φυσιολογικά επίπεδα, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα στη Γη.

Ευελπιστούν να φέρουν στο φως τα τελικά αποτελέσματα πολύ πριν την προγραμματισμένη αποστολή ανθρώπων στον Άρη το 2033. Οι εθελοντές που θα αποσταλλούν εκεί, θα παραμείνουν σε μικροβαρύτητα και σε μειωμένη βαρύτητα (σε σχέση με τη Γήινη) για περίπου 3 χρόνια, εφόσον ένα ταξίδι στον Άρη μπορεί να διαρκέσει τρεις έως έξι μήνες, στην καλύτερη περίπτωση, ενώ το πλήρωμα θα παραμείνει στην επιφάνεια του κόκκινου πλανήτη για 2 χρόνια (η βαρύτητα στον Άρη είναι περίπου το ένα τρίτο της Γης).

Ο συν-συγγραφέας της μελέτης, ο Δρ. Michael Antonucci, πρόσθεσε πως γνωρίζουμε εδώ και χρόνια ότι η μικροβαρύτητα επηρεάζει το σώμα με πολλούς τρόπους. Ωστόσο, αυτή η μελέτη αντιπροσωπεύει την πιο ολοκληρωμένη εκτίμηση των επιπτώσεων των παρατεταμένων διαστημικών ταξιδιών στον εγκέφαλο.

Οι αλλαγές που παρατηρήσαν μπορούν να εξηγήσουν τα ασυνήθιστα συμπτώματα που αντιμετωπίζουν οι αστροναύτες όταν επιστρέφουν από τους διαστημικούς σταθμούς και να βοηθήσουν στον εντοπισμό βασικών ζητημάτων σχετικά με τον προγραμματισμό διαστημικής εξερεύνησης μεγαλύτερης διάρκειας, όπως οι μελλοντικές αποστολές στον Άρη.

 

 

Πηγές:

  • Article’s image  “braining.gr”
  • nypost.com  άρθρο  “Space travel permanently changes the brain”
  • nature.com  άρθρο  “Brain structural plasticity with spaceflight”
  • nasa.gov  άρθρο  “Vision Impairment and Intracranial Pressure (VIIP)”
  • wikipedia.org
Go to Top