Das Gehirn von Astronauten wird bei langen Raumflügen beeinträchtigt

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Neueren Forschungsergebnissen zufolge fordern Raumflüge, die sechs Monate oder länger dauern, eine Belastung für das Gehirn von Astronauten, und Besatzungsmitglieder müssen möglicherweise mindestens drei Jahre warten, bevor sie in den Weltraum zurückkehren.

Die Wissenschaftler verglichen die Gehirnscans von 30 Astronauten vor ihren zweiwöchigen, sechsmonatigen oder einjährigen Raumflügen mit Scans, die nach ihrer Rückkehr zur Erde aufgenommen wurden. Scans ergaben, dass sich die Ventrikel oder Hohlräume im Gehirn, die mit Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit gefüllt sind, im Gehirn von Astronauten, die mindestens sechs Monate lang auf Missionen zur Internationalen Raumstation waren, stark erweiterten.

Die Ergebnisse haben Auswirkungen auf zukünftige Langzeitmissionen, da die NASA und ihre internationalen Partner darauf abzielen, eine nachhaltige menschliche Präsenz auf dem Mond aufzubauen Artemis-Programmmit dem Ziel, Menschen dorthin zu schicken Weltraumziele wie der Mars. Eine detaillierte Studie zu den Ergebnissen wurde am Donnerstag in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Berichte.

Liquor cerebrospinalis bietet Schutz und Nahrung für das Gehirn und entfernt gleichzeitig Abfallprodukte. Wenn Astronauten jedoch in den Weltraum fliegen, sammeln sich Flüssigkeiten im Körper in Richtung Kopf und drücken das Gehirn nach oben in Richtung Schädel, wodurch sich die Ventrikel ausdehnen.

„Wir haben herausgefunden, dass je mehr Zeit Menschen im Weltraum verbringen, desto größer ihre Ventrikel“, sagte Rachel Seidler, Professorin für Physiologie und Kinesiologie an der University of Florida, in einer Erklärung. „Viele Astronauten reisen mehr als einmal ins All, und unsere Studie zeigt, dass es zwischen den Flügen etwa drei Jahre dauert, bis sich die Herzkammern vollständig erholt haben.“

Acht der Astronauten in der Studie nahmen an zweiwöchigen Missionen teil, während 18 sich an sechsmonatige Missionen wagten. Vier Astronauten hatten Missionen, die etwa ein Jahr dauerten. Bei der Analyse stellten die Forscher fest, dass der Grad der Vergrößerung der Ventrikel je nach Aufenthaltsdauer der Astronauten im Weltraum unterschiedlich ausfiel.

„Der größte Sprung kommt, wenn man von zwei Wochen auf sechs Monate im Weltraum vergeht“, sagte Seidler, der auch Mitglied des Norman Vicks Institute of Neurological Diseases von UF Health ist.

Zwischen sechs Monaten und einem Jahr habe es keinen weiteren Anstieg gegeben, sagte Seidler, was bedeutete, dass die ventrikuläre Hypertrophie nach sechs Monaten scheinbar nachließ, was die Forscher überraschte. „Das sind gute Nachrichten für zukünftige Marsreisende, die möglicherweise (ungefähr) zwei Jahre in der Schwerelosigkeit verbringen werden.“

Und für Astronauten auf zweiwöchigen Reisen ins All war der Effekt vernachlässigbar – eine positive Erkenntnis für die kommerzielle Raumfahrtindustrie wie z Zunehmende kurzfristige Weltraumtourismusreisen an Popularität.

„Menschen, die nur zwei Wochen bleiben, zeigen kaum oder gar keine Veränderung dieser Strukturen“, sagte Seidler. „Das sind gute Nachrichten für diejenigen, die kurze Weltraummissionen unternehmen.“

Bei 11 Astronauten, die alle mehr als drei Jahre Zeit hatten, sich zwischen den Missionen zu erholen, stellten die Forscher nach jeder ihrer letzten Missionen einen Anstieg des Ventrikelvolumens fest. Sieben Astronauten, die zwischen den Missionen eine kürzere Erholungsphase hatten, zeigten nach ihrem letzten Flug eine leichte ventrikuläre Hypertrophie.

Obwohl dieses Ergebnis positiv zu sein scheint, deutet es darauf hin, dass die Gehirne erfahrener Astronauten Ventrikel haben, die vor ihrer nächsten Mission vergrößert bleiben und „weniger Platz haben oder die Ventrikelerweiterung bei Raumflügen weniger einhalten“, schreiben die Autoren in der Studie.

Wissenschaftler wissen nicht, wie lange es dauert, bis sich die Ventrikel nach einem Raumflug vollständig erholt haben, aber ihre Analyse zeigte, dass Astronauten sechs bis sieben Monate nach einer sechsmonatigen Mission zur Raumstation eine 55- bis 64-prozentige Erholung auf das Niveau vor dem Flug erlebten. .

Basierend auf den Forschungsergebnissen kam das Team zu dem Schluss, dass Astronauten zwischen den Missionen mindestens drei Jahre brauchten, damit sich ihre Herzkammern vollständig erholen konnten.

Die Ergebnisse könnten bei der Planung künftiger Missionen der NASA und anderer Raumfahrtagenturen genutzt werden, Seidler sagte jedoch, dass weitere Forschung erforderlich sei. Ich habe mit der Arbeit an einem neuen Projekt begonnen, das sich mit der langfristigen Gesundheit und Genesung bis zu fünf Jahre nach sechsmonatigen Raumflügen befasst.

„Wir wissen noch nicht genau, welche langfristigen Folgen dies für die Gesundheit und das Verhalten von Raumfahrern haben wird, daher scheint es eine gute Idee zu sein, dem Gehirn Zeit zu geben, sich zu erholen“, sagte sie.

„Die Ergebnisse könnten darauf hindeuten, dass die Genesung drei Jahre dauert. Allerdings verfügen Astronauten über hochspezialisierte Fähigkeiten und eine hochspezialisierte Ausbildung, und es könnte einen Grund dafür geben, sie vor diesem Zeitpunkt in weitere Missionen einzubeziehen.“