Otak astronot “diatur ulang” selama misi luar angkasa

Sebuah studi baru diterbitkan di Batas di sirkuit saraf Dia adalah orang pertama yang menganalisis Konektivitas struktural yang terjadi di otak berubah setelah penerbangan luar angkasa jangka panjang. Hasilnya menunjukkan perubahan signifikan dalam struktur mikro di banyak saluran materi putih seperti saluran sensorik. Studi ini dapat menjadi dasar untuk penelitian masa depan ke dalam berbagai perubahan otak selama eksplorasi ruang angkasa manusia.

Otak kita dapat berubah dan beradaptasi dalam struktur dan fungsi sepanjang hidup kita. Dengan eksplorasi ruang angkasa manusia mencapai ketinggian baru, memahami efek penerbangan luar angkasa pada otak manusia sangat penting. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa penerbangan luar angkasa berpotensi mengubah tampilan dan fungsi otak orang dewasa.

Melalui proyek kolaborasi antara European Space Agency (ESA) dan Roscosmos, tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Dr. Floris Wittes dari University of Antwerp telah mempelajari otak manusia yang bepergian di luar angkasa.

Wuyts dan rekannya, untuk pertama kalinya, menyelidiki perubahan struktural di otak setelah penerbangan luar angkasa pada tingkat saluran materi putih jauh di dalam otak.

Materi putih mengacu pada bagian otak yang bertanggung jawab untuk komunikasi antara materi abu-abu dan tubuh dan antara wilayah materi abu-abu yang berbeda. Singkatnya, materi putih adalah saluran komunikasi otak dan materi abu-abu adalah tempat informasi diproses.

otak terpelajar

Untuk mempelajari struktur dan fungsi otak setelah penerbangan luar angkasa, para peneliti menggunakan teknologi pencitraan otak yang disebut serat optik.

Pencitraan saluran dengan serat memberikan semacam diagram pengkabelan otak. Studi kami adalah yang pertama menggunakan metode khusus ini untuk mendeteksi perubahan struktur otak setelah penerbangan luar angkasa, jelas Yates.

Wuyts dan timnya memperoleh scan propagasi magnetic resonance imaging (dMRI) dari 12 astronot laki-laki sebelum dan sesudah penerbangan luar angkasa mereka. Mereka juga mengumpulkan delapan pemindaian lanjutan, tujuh bulan setelah penerbangan luar angkasa. Semua astronot berpartisipasi dalam misi jangka panjang dengan rata-rata 172 hari.

Para peneliti telah menemukan bukti untuk konsep “otak yang dipelajari”. Dengan kata lain, tingkat neuroplastisitas harus beradaptasi dengan penerbangan luar angkasa. “Kami menemukan perubahan dalam koneksi saraf antara beberapa area motorik di otak,” kata penulis pertama Andrei Doroshin dari Universitas Drexel. “Area motorik adalah pusat otak di mana perintah gerakan dimulai. Dalam keadaan tanpa bobot, astronot perlu secara radikal menyesuaikan strategi gerakannya, dibandingkan dengan Bumi. Studi kami menunjukkan bahwa otak mereka disambungkan, bisa dikatakan.”

Pemeriksaan lanjutan mengungkapkan bahwa tujuh bulan setelah kembali ke Bumi, perubahan ini masih terlihat.

“Dari penelitian sebelumnya, kami mengetahui bahwa wilayah motorik ini menunjukkan tanda-tanda adaptasi setelah penerbangan luar angkasa. Sekarang, kami memiliki indikasi pertama bahwa hal itu juga tercermin pada tingkat koneksi antar wilayah tersebut,” lanjut Wuyts.

Para penulis juga menemukan penjelasan untuk pergeseran anatomi otak yang diamati setelah penerbangan luar angkasa.

“Kami awalnya mengira kami telah mendeteksi perubahan dalam Corpus callosumyang merupakan jalan raya pusat yang menghubungkan dua belahan otak,” jelas Wyatt Corpus callosum Mereka berbatasan dengan ventrikel otak, jaringan terhubung dari ruang berisi cairan, yang mengembang karena perjalanan ruang angkasa.

“Perubahan struktural yang awalnya kami temukan di Corpus callosum Ini sebenarnya disebabkan oleh pelebaran ventrikel yang menyebabkan pergeseran anatomis jaringan saraf tetangga,” kata Wuyts. “Di mana awalnya diperkirakan ada perubahan struktural nyata di otak, kami hanya melihat perubahan bentuk. Ini menempatkan hasil dalam perspektif yang berbeda. “

Masa depan penelitian penerbangan luar angkasa

Studi ini menunjukkan perlunya memahami bagaimana penerbangan luar angkasa memengaruhi tubuh kita, khususnya melalui penelitian jangka panjang tentang efeknya pada otak manusia. Penanggulangan saat ini untuk keropos otot dan tulang ada, seperti berolahraga setidaknya dua jam sehari. Penelitian di masa depan dapat memberikan bukti bahwa tindakan pencegahan diperlukan untuk otak.

“Hasil ini memberi kita potongan tambahan dari keseluruhan teka-teki. Karena penelitian ini sangat inovatif, kita belum tahu seperti apa keseluruhan teka-teki itu. Hasil ini berkontribusi pada pemahaman kita secara keseluruhan tentang apa yang terjadi di otak manusia. penjelajah luar angkasa Sangat penting untuk melestarikan jalur Penelitian ini, mencari perubahan otak yang disebabkan oleh penerbangan luar angkasa dari perspektif yang berbeda dan menggunakan teknik yang berbeda.

Referensi: “Konektivitas otak berubah dalam pelancong luar angkasa setelah penerbangan luar angkasa jangka panjang” oleh Andrei Doroshin, Stephen Gillings, Ben Goresin, Elena Tomilovskaya, Ekaterina Pechenkova, Inna Nosikova, Alina Rumchiskaya, Lyudmila Litvinova, Ilya Rukavishnikov, Chloe Kathuen, dan Jan Siberis , Viktor Petrovichev, Angelique van Ombergen, Jitka Anen, Stefan Sonnaert, Paul M. Parzel, Valentin Sinitsyn, Peter zu Jullenberg, Karol Osipovich and Floris L. Yates, 18 Februari 2022, Batas di sirkuit saraf.
DOI: 10.3389 / fncir.2022.815838