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Microgravità nello spazio ed i sui effetti sul cervello

I ricercatori dalla Russia e dal Belgio hanno trovato che il viaggio nello spazio che quello piombo alle situazioni di microgravità può avere un effetto significativo sui cervelli degli esseri umani. I cosmonauti che viaggiano nello spazio hanno indicato ad alterazioni nelle loro connessioni del cervello particolarmente quelli connessi con movimento e la percezione, spiegano i ricercatori.

Lo studio nominato, “alterazioni della connettività funzionale del cervello dopo il volo spaziale della A lungo Durata come rivelatore da fMRI,„ è stato pubblicato nell'ultima emissione delle frontiere del giornale in fisiologia.

Credito di immagine: Andrey Armyagov/Shutterstock
Credito di immagine: Andrey Armyagov/Shutterstock

Il gruppo spiega che determinate aree del cervello quali le cortecce insulari e parietali si trasformano in più nel sincrono con altre regioni del cervello quando una persona viaggia nello spazio. Allo stesso tempo le connessioni fra il cervelletto ed i nuclei vestibolari con il cervello che determinano il movimento ed il bilanciamento, diminuzioni durante il viaggio nello spazio.

Questo studio viene con le pianificazioni per i voli uomo a Marte, allo Starship Marte di SpaceX ed alle imprese commerciali del turismo della NASA sulla Stazione Spaziale Internazionale. Mentre il viaggio nello spazio potrebbe diventare ordinario, i ricercatori sottolineano che gli effetti completi del viaggio nello spazio sul cervello e su altri organi ancora non è conosciuto. Gli esperti hanno aggiunto che durante i voli spaziali, il gruppo dei cosmonauti è sospeso spesso nell'assenza di peso e questa richiede l'adattamento dal corpo intero. Spiegano che mentre gli esseri umani possono viaggiare ai pianeti ed ai satelliti colonizzati per il regolamento in futuro, questo sono la ricerca vitale per controllare la sicurezza di microgravità per vedere se ci sono esseri umani.

Per questo studio un gruppo dei ricercatori è venuto insieme dal laboratorio per la ricerca conoscitiva, High School dell'economia, Mosca, la Russia, istituto di problemi dei problemi biomedici, accademia delle scienze russa, Mosca, instituto della radiologia, centro federale del trattamento e ripristino, Mosca, ricerca medica e centro scolastico, università statale di Mosca di Lomonosov, Mosca, laboratorio per le indagini di equilibrio ed aerospaziale, facoltà di scienza, università di Anversa, Anversa, laboratorio visione/del iMec, facoltà di scienza, università di Anversa, gruppo di scienza del coma, centro di ricerca della coscienza di GIGA, instituto di neurologia, ospedale universitario di Liegi, Liegi e centro di formazione dei cosmonauti di Gžatsk, Star City, Russia. Il gruppo ha utilizzato l'imaging a risonanza magnetica funzionale (fMRI) per misurare la connettività dei cervelli di 11 cosmonauta che erano stati esposti a microgravità o ad assenza di peso nello spazio.

I risultati hanno rivelato che l'esposizione di microgravità piombo alle alterazioni nelle funzioni di motore del cervello e cambia la connettività funzionale del cervello. Le scansioni del fMRI erano entrambi eseguiti prima e dopo le missioni spaziali che sono durato una media di intorno sei mesi. Questi dati dalle scansioni del fMRI sono stati paragonati ai volontari sani che non hanno viaggiato a spazio ed erano della stessa età dei cosmonauti. Questi volontari sani serviti da comandi.

Hanno stimolato le sogliole dei piedi dei partecipanti imitare lo stimolo dei piedi quando una persona cammina ed hanno controllato gli effetti dello stimolo sulle parti e sulle connessioni differenti del cervello. Hanno trovato quello a causa della mancanza di funzionamento degli organi di bilanciamento nell'organismo durante i periodi di assenza di peso, il cervello mettono a punto un sistema di controllo alterno chiamato il controllo somatosensory. Mentre in una persona normale l'orecchio interno ed il cervelletto del cervello mantengono il bilanciamento, in quelli con controllo somatosensory, la manutenzione del bilanciamento è rilevato dagli stimoli ricevuti dagli occhi ed anche tramite il tocco.

Il gruppo ha notato che la connessione fra la corteccia cerebrale e l'apparato verstibular nell'orecchio interno era stata diminuita. Le connessioni dal cervelletto egualmente erano in diminuzione essi hanno notato, dovuto gli effetti di microgravità. I lobi insulari del cervello sono responsabili del connettere i singals sensitivi differenti che arrivano al cervello dagli organi di senso. Team trovato che le connessioni fra le cortecce insulari di entrambi i cervelli destri e sinistri altamente sono state aumentate di cosmonauti dopo il viaggio nello spazio. Inoltre dopo che il volo la circonvoluzione supramarginal giusta nella corteccia parietale era egualmente più sviluppato e questo era dovuto la sua migliore connettività con altre parti del cervello.

Ekaterina Pechenkova, ricercatore principale al laboratorio di Organo permanente per la salute e sicurezza per la ricerca conoscitiva, in un'istruzione ha detto, “è un fatto interessante che l'aumento della connettività fra la circonvoluzione supramarginal giusta e la corteccia insulare sinistra era maggior fra quei cosmonauti che hanno avvertito un trattamento iniziale meno comodo di adattamento sulla stazione spaziale (coloro che vertigine con esperienza, l'illusione della posizione di organismo, ecc.).„ Il gruppo ha spiegato che più tempo passato su spazio potrebbe significare più cambiamenti nel cervello. Gli effetti a lungo termine di tali cambiamenti dopo che il rendimento a terra ancora completamente non è capito, il gruppo hanno aggiunto. Hanno spiegato che i viaggiatori dello spazio possono avere bisogno di efficaci diversi programmi di formazione per compensare tutti i cambiamenti del cervello mentre sul viaggio nello spazio e dopo il loro rendimento.

Gli autori dello studio hanno scritto, “dovuto la dinamica complessa della rapida e della natura di adattamento alle alterazioni di gravità, i risultati dopo il volo potrebbero essere attribuiti sia all'esposizione a lungo termine di microgravità che alla riconversione alla gravità della terra che ha avuto luogo fra l'atterraggio e la sessione dopo il volo di MRI.„ Hanno concluso, “… i risultati hanno implicazioni per reweighting multisensory e le teorie gravitazionali del sistema motorio, generanti le ipotesi da provare nella ricerca futura.„
Lo studio è stato costituito un fondo per dall'agenzia spaziale europea (ISLRA 2009-1062), dalla polizza belga di scienza (Belspo PRODEX) e dall'accademia delle scienze russa.

Journal reference:

Pechenkova Ekaterina, Nosikova Inna, Rumshiskaya Alena, Litvinova Liudmila, Rukavishnikov Ilya, Mershina Elena, Sinitsyn Valentin, Van Ombergen Angelique, Jeurissen Ben, Jillings Steven, Laureys Steven, Sijbers Jan, Grishin Alexey, Chernikova Ludmila, Naumov Ivan, Kornilova Ludmila, Wuyts Floris L., Tomilovskaya Elena, Kozlovskaya Inessa, Alterations of Functional Brain Connectivity After Long-Duration Spaceflight as Revealed by fMRI, Frontiers in Physiology, Vol 10, 2019,  https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fphys.2019.00761

Dr. Ananya Mandal

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Dr. Ananya Mandal

Dr. Ananya Mandal is a doctor by profession, lecturer by vocation and a medical writer by passion. She specialized in Clinical Pharmacology after her bachelor's (MBBS). For her, health communication is not just writing complicated reviews for professionals but making medical knowledge understandable and available to the general public as well.

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