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Come il volo spaziale pregiudica il cervello

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Astronauta della NASA
Astronauta della NASA

Gli astronauti avvertono le forze ed i cambiamenti severi ai loro organismi durante il volo spaziale. L'estesa forza d'accelerazione sopra il decollo e l'atterraggio come pure l'ambiente di gravità zero (microgravità) mentre nello spazio sono alcune delle forze che pregiudicano organismi degli astronauti'.

Per mantenere la massa dell'osso e del muscolo mentre nello spazio, gli astronauti devono prepararsi con un gran vantaggio sulle missioni, estesamente durante il volo spaziale come pure dopo il volo.

Gli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale mantengono la loro salubrità in assenza di gravità
Gli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale mantengono la loro salubrità in assenza di gravità

I sintomi dopo il volo comprendono solitamente le perturbazioni neurovestibular caratterizza da vertigine quando cammina e stando, il difficoltà camminanti in una linea retta, concentrazione vaga della visione, di confusione e della difficoltà.

Mentre molta ricerca ha messo a fuoco sull'effetto di tali forze sui muscoli dell'organismo, l'effetto sul cervello in gran parte è stato trascurato.

Variazioni di volume del cervello in astronauti

Uno studio da Koppelmans e colleghi, pubblicati nel 2016, miranti per studiare funzione corporea e una struttura del cervello di 27 astronauti che avevano completato una missione di navetta spaziale. Di questi, 13 erano stati appena su una missione di navetta spaziale dove hanno passare una media dei 14 giorni nello spazio, mentre il resto aveva passare una media dei 162 giorni sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS).

La materia grigia è la parte del cervello che contiene la maggior parte dei corpi cellulari dei neuroni e celle glial (celle di sostegno quali i astrocytes ed oligodendrocytes) come pure molte sinapsi (connessioni fra i neuroni). Le scansioni di MRI degli astronauti' hanno rivelato che c'erano vaste diminuzioni al volume della materia grigia all'interno delle cortecce temporali e frontali come pure all'interno delle parti del cervelletto.

I Astrocytes, celle glial del cervello, anche conosciute come astroglia, connettono le celle di un neurone ai vasi sanguigni - credito dell
I Astrocytes, celle glial del cervello, anche conosciute come astroglia, connettono le celle di un neurone ai vasi sanguigni - credito dell'illustrazione: Kateryna Kon/Shutterstock

Le riduzioni della materia grigia possono realmente essere attribuite a liquido cerebrospinale aumentato (CSF) ed è simili ai pazienti con la idrocefalia normale idiopatica di pressione.

Ancora, queste differenze erano più profonde in astronauti che completano le missioni più lunghe di ISS piuttosto che coloro che aveva completato appena le missioni di navetta spaziale. Di conseguenza, la durata più lunga di volo spaziale sembra avere un effetto più nocivo sul volume del cervello.

Un altro che trova dallo studio di Koppelmans era che c'erano aumenti al volume della materia grigia nelle elevazioni del tipo di cresta di circonvoluzioni- precentral e postcentral trovate sulla superficie delle corteccia-parti cerebrali della corteccia del cingulate e della corteccia di precuneus.

Gli astronauti devono seguire l'estesa formazione prima e durante il volo spaziale per mantenere la massa del muscolo e questa può provocare la materia grigia aumentata localizzata in particolare le regioni sensorimotorie. Ciò può essere dovuto il neuroplasticity, o l'adattamento del cervello.

In particolare, i più grandi aumenti alla materia grigia hanno correlato le aree che rappresentano gli arti inferiori. Su terra i nostri cosciotti devono neutralizzare gli effetti della gravità più e nello spazio soffrono i mutamenti strutturali. Come tale, il cervello può adattarsi al nuovo ambiente tramite un aumento nella sensibilità degli input e degli output ai cosciotti.

Cosmonauti russi

Un altro studio che mira ad esaminare le variazioni di volume del tessuto cerebrale in cosmonauti russi, pubblicati nel Med di N Inghilterra J (2018), reticoli molto simili trovati nella materia grigia cambia. Egualmente hanno scoperto che il volume della materia grigia è sembrato recuperare, sebbene non completamente, parecchi mesi dopo il volo.

La materia bianca (parte del cervello che contiene gli assoni o le connessioni myelinated fra le regioni differenti del cervello) dopo il volo è stata trovata per essere diminuita globalmente come pure in particolare il lobo temporale sinistro. Come tale, lo spazio ventricolare che contiene il CSF aveva ingrandetto.

Nella fase a lungo termine di seguito, il volume di CSF nei ventricoli restituiti al riferimento, tuttavia, CSF attraverso l'intero spazio subaracnoideo (spazio fra il cranio ed il cervello) era aumentato.

La capitalizzazione anormale del CSF e le riduzioni dei volumi argomenti grigi/bianchi alle aree particolari possono essere responsabili dei sintomi clinici connessi con dopo il volo, compreso perturbazioni oculari/visive, che possono essere pressione aumentata dovuta di CSF sulla retina.

Riassumendo, il volo spaziale sembra avere un effetto negativo non solo sull'organismo, ma anche il cervello. Ciò soprattutto è caratterizzata da riduzione ai volumi della materia del cervello ed allo spazio ventricolare aumentato, o dal CSF aumentato all'interno del cervello. Tuttavia, l'addestramento regolare può piombo agli aumenti localizzati alla materia grigia nelle regioni chiave del cervello.

Insieme, questi possono avere implicazioni a lungo termine alla funzione vestibolare ed oculare, ma la più ricerca è necessaria studiare come questi cambiamenti accadono e che cosa il loro effetto è su salubrità a lungo termine. Questi hanno potuto avere implicazioni sul futuro delle missioni di volo spaziale alla luna, guastano e di là.

Sorgenti

  1. Koppelmans ed altri, 2016. Plasticità strutturale del cervello con il volo spaziale. microgravità 2 del npj: 2. https://www.nature.com/articles/s41526-016-0001-9.pdf
  2. Van Ombergen ed altri, 2018. Cambiamenti del Tessuto-Volume del cervello in cosmonauti. Med 379:1678-1680 di N Inghilterra J. https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMc1809011

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Last Updated: Sep 24, 2019

Dr. Osman Shabir

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Dr. Osman Shabir

Osman is a Postdoctoral Research Associate at the University of Sheffield studying the impact of cardiovascular disease (atherosclerosis) on neurovascular function in vascular dementia and Alzheimer's disease using pre-clinical models and neuroimaging techniques. He is based in the Department of Infection, Immunity & Cardiovascular Disease in the Faculty of Medicine at Sheffield.

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