Cérebros de astronautas “religados” durante missões espaciais

Um novo estudo foi publicado em Limites em circuitos neurais Ele é o primeiro a analisar A conectividade estrutural que ocorre no cérebro muda após um voo espacial de longa duração. Os resultados mostram mudanças significativas na microestrutura em muitos tratos da substância branca, como os tratos sensoriais. O estudo pode formar a base para pesquisas futuras sobre toda a gama de mudanças cerebrais durante a exploração espacial humana.

Nosso cérebro pode mudar e se adaptar em estrutura e função ao longo de nossas vidas. Com a exploração espacial humana alcançando novos patamares, entender os efeitos do voo espacial no cérebro humano é crucial. Pesquisas anteriores mostraram que o voo espacial tem o potencial de alterar a aparência e a função de um cérebro adulto.

Por meio de um projeto colaborativo entre a Agência Espacial Européia (ESA) e a Roscosmos, uma equipe de pesquisadores internacionais liderada pelo Dr. Floris Wittes da Universidade de Antuérpia estudou os cérebros de humanos viajando no espaço.

Wuyts e seus colegas investigaram, pela primeira vez, mudanças estruturais no cérebro após voos espaciais no nível dos tratos de substância branca nas profundezas do cérebro.

A matéria branca refere-se às partes do cérebro responsáveis ​​pela comunicação entre a matéria cinzenta e o corpo e entre as diferentes regiões da matéria cinzenta. Em suma, a matéria branca é o canal de comunicação do cérebro e a matéria cinzenta é onde a informação é processada.

o cérebro educado

Para estudar a estrutura e a função do cérebro após o voo espacial, os pesquisadores usaram uma tecnologia de imagem cerebral chamada fibra óptica.

A imagem do trato com fibras fornece uma espécie de diagrama de fiação do cérebro. Nosso estudo é o primeiro a usar esse método específico para detectar mudanças na estrutura do cérebro após o voo espacial, explicou Yates.

Wuyts e sua equipe obtiveram imagens de ressonância magnética de propagação (dMRI) de 12 astronautas do sexo masculino antes e depois de seus voos espaciais. Eles também coletaram oito varreduras de acompanhamento, sete meses após o voo espacial. Todos os astronautas participaram de missões de longa duração com duração média de 172 dias.

Pesquisadores encontraram evidências para o conceito de “cérebro aprendido”. Em outras palavras, o nível de neuroplasticidade deve se adaptar ao voo espacial. “Encontramos mudanças nas conexões neurais entre várias áreas motoras do cérebro”, disse o primeiro autor Andrei Doroshin, da Drexel University. “As áreas motoras são os centros do cérebro onde as ordens de movimentos são iniciadas. No estado de ausência de peso, o astronauta precisa adaptar radicalmente suas estratégias de movimento, em comparação com a Terra. Nosso estudo mostra que seu cérebro é reconectado, por assim dizer.”

Exames de acompanhamento revelaram que sete meses após o retorno à Terra, essas mudanças ainda eram visíveis.

“De estudos anteriores, sabemos que essas regiões motoras mostram sinais de adaptação após o voo espacial. Agora, temos a primeira indicação de que isso também se reflete no nível de conexões entre essas regiões”, continuou Wuyts.

Os autores também encontraram uma explicação para as mudanças anatômicas do cérebro observadas após o voo espacial.

“Inicialmente, pensamos ter detectado mudanças na corpo calosoque é a estrada central que liga os dois hemisférios do cérebro”, explicou Wyatt corpo caloso Eles fazem fronteira com os ventrículos do cérebro, uma rede conectada de câmaras cheias de líquido, que se expandem devido às viagens espaciais.

“As mudanças estruturais que encontramos inicialmente na corpo caloso Na verdade, é causado pela dilatação dos ventrículos que causa mudanças anatômicas do tecido nervoso vizinho “, disse Wuyts. “Onde se pensava inicialmente que havia mudanças estruturais reais no cérebro, só notamos mudanças na forma. Isso coloca os resultados em uma perspectiva diferente. “

O futuro da pesquisa em voos espaciais

O estudo demonstra a necessidade de entender como os voos espaciais afetam nossos corpos, especificamente por meio de pesquisas de longo prazo sobre os efeitos no cérebro humano. Existem contramedidas atuais para perda muscular e óssea, como exercícios por pelo menos duas horas por dia. Pesquisas futuras podem fornecer evidências de que contramedidas são necessárias para o cérebro.

“Esses resultados nos dão peças adicionais de todo o quebra-cabeça. Como essa pesquisa é tão inovadora, ainda não sabemos como será o quebra-cabeça inteiro. Esses resultados contribuem para nossa compreensão geral do que está acontecendo no cérebro de viajantes espaciais É essencial preservar esta linha de pesquisa, procurando as alterações cerebrais causadas pelos voos espaciais a partir de diferentes perspectivas e usando diferentes técnicas.

Referência: “A conectividade cerebral muda em viajantes espaciais após um voo espacial de longa duração” por Andrei Doroshin, Stephen Gillings, Ben Goresin, Elena Tomilovskaya, Ekaterina Pechenkova, Inna Nosikova, Alina Rumchiskaya, Lyudmila Litvinova, Ilya Rukavishnikov, Chloe Kathuen e Jan Siberis , Viktor Petrovichev, Angelique van Ombergen, Jitka Anen, Stefan Sonnaert, Paul M. Parzel, Valentin Sinitsyn, Peter zu Jullenberg, Karol Osipovich e Floris L. Yates, 18 de fevereiro de 2022, Limites em circuitos neurais.
DOI: 10.3389/fncir.2022.815838