Langfristiger Weltraumflug verändert die mit Flüssigkeit gefüllten Räume entlang der Venen und Arterien im Gehirn. Das geht aus einer neuen Studie der Oregon Health and Science University hervor.
„Diese Ergebnisse sind wichtig für die zukünftige Weltraumforschung“, sagte Studienautor Juan Piantino, MD, außerordentlicher Professor für Pädiatrie und Neurologie an der OHSU School of Medicine. "Es lässt dich auch über einige der wichtigsten grundlegenden Fragen der Wissenschaft nachdenken und darüber, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat." Während der Studie wurden Bilder der Gehirne von 15 Astronauten vor und nach der Langzeitarbeit auf der Internationalen Raumstation gewonnen.
Die Forscher verwendeten Magnetresonanztomographie, um den perivaskulären Raum – den Raum um die Blutgefäße herum – im Gehirn der Astronauten vor dem Start und unmittelbar nach ihrer Rückkehr zu messen. Sie hatten auch Wiederholungs-MRT-Messungen 1, 3 und 6 Monate nach ihrer Rückkehr. Die Bilder der Astronauten wurden mit Bildern desselben perivaskulären Raums in den Gehirnen von 16 Erdbewohnern verglichen.
Beim Vergleich von Vorher-Nachher-Bildern fanden sie eine Zunahme der perivaskulären Räume in den Gehirnen von Astronauten, die zum ersten Mal im Weltraum waren, fanden jedoch keinen Unterschied zwischen Astronauten, die zuvor an Bord der Raumstation gearbeitet hatten. "Die experimentellen Astronauten haben möglicherweise eine Art Homöostase erreicht", sagte Piantino. In allen Fällen fanden die Wissenschaftler keine Probleme mit dem Gleichgewicht oder dem visuellen Gedächtnis, die auf ein neurologisches Defizit bei den Astronauten hindeuten könnten, trotz Unterschieden, die in den perivaskulären Räumen ihres Gehirns gemessen wurden. Durch den Vergleich einer großen Gruppe von Astronauten ist diese Studie die erste vergleichende Analyse eines wichtigen Aspekts der Gehirngesundheit im Weltraum.
Die menschliche Physiologie basiert auf der Tatsache, dass sich das Leben über Millionen von Jahren entwickelt hat und an die Anziehungskraft der Erde gebunden ist. Im Weltraum wird der normale Liquorfluss im Gehirn durch die Schwerkraft verändert. „Wir haben uns alle daran angepasst, die Schwerkraft zu unserem Vorteil zu nutzen“, sagte Piantino. „Die Natur hat unser Gehirn nicht in unsere Füße gelegt – sie hat es hoch oben platziert. Wenn Sie die Schwerkraft aus der Gleichung herausnehmen, wie wirkt sich das auf die menschliche Physiologie aus? Die Forscher beschlossen, dies herauszufinden, indem sie die perivaskulären Räume maßen, durch die Liquor in das Gehirn gelangt.
Diese Räume sind ein integraler Bestandteil des natürlichen Reinigungssystems des Gehirns, das während des Schlafs stattfindet. Dieses als glymphatisches System bekannte Netzwerk, das das gesamte Gehirn umspannt, befreit es von metabolischen Proteinen, die sich andernfalls im Gehirn ansammeln könnten. Wissenschaftlern zufolge funktioniert dieses System im Tiefschlaf optimal. Die im Gehirn gemessenen perivaskulären Räume sind die „Hardware“ des glymphatischen Systems. Eine Zunahme dieser Räume tritt im Alter auf und ist sogar mit der Entwicklung von Demenz verbunden.
Die Forscher verwendeten eine Methode, die entwickelt wurde, um Veränderungen in den perivaskulären Räumen mithilfe von MRT-Scans zu messen. Laut Piantino könnten sich die Ergebnisse der Studie bei der Diagnose und Behandlung von terrestrischen Erkrankungen im Zusammenhang mit Liquor cerebrospinalis wie Hydrozephalus als nützlich erweisen. „Diese Ergebnisse helfen nicht nur, die grundlegenden Veränderungen zu verstehen, die während der Raumfahrt auftreten, sondern auch Menschen auf der Erde zu helfen, die an Krankheiten leiden, die die Zirkulation des Liquor cerebrospinalis beeinträchtigen“, sagte Piantino.
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