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Microgravidade no espaço e seus efeitos no cérebro

Os pesquisadores de Rússia e de Bélgica encontraram que a viagem espacial que aquela conduz às situações da microgravidade pode ter um efeito significativo nos cérebros dos seres humanos. Os cosmonautas que viajam no espaço mostraram a alterações em suas conexões do cérebro especialmente aqueles associados com o movimento e a percepção, explicam os pesquisadores.

O estudo intitulado, “alterações da conectividade funcional do cérebro após o voo espacial da Longo-Duração como revelado pelo fMRI,” foi publicado na introdução a mais atrasada das fronteiras do jornal na fisiologia.

Crédito de imagem: Andrey Armyagov/Shutterstock
Crédito de imagem: Andrey Armyagov/Shutterstock

A equipe explica que determinadas áreas do cérebro tais como os córtices insulares e parietal se transformam mais no synchrony com outras regiões do cérebro quando uma pessoa viaja no espaço. Ao mesmo tempo as conexões entre o cerebelo e os núcleos vestibular com o cérebro que determinam o movimento e o equilibram, diminuições durante a viagem espacial.

Este estudo vem junto com os planos para vôos equipados a Marte, a Starship Marte de SpaceX e aos riscos comerciais do turismo da NASA na estação espacial internacional. Quando a viagem espacial pôde se tornar comum, os pesquisadores sublinham que os efeitos completos da viagem espacial no cérebro e nos outros órgãos não estão sabidos ainda. Os peritos adicionaram que durante os vôos espaciais, a equipe dos cosmonautas está suspendida frequentemente na ausência de peso e esta exige a adaptação pelo corpo inteiro. Explicam que como os seres humanos podem viajar aos planetas e aos satélites colonizados para o pagamento no futuro, isto são pesquisa vital para verificar a segurança da microgravidade para ver se há seres humanos.

Para este estudo uma equipe dos pesquisadores veio junto do laboratório para a pesquisa cognitiva, da High School da economia, da Moscovo, da Rússia, do instituto dos problemas de problemas biomedicáveis, da academia do russo de ciências, da Moscovo, do departamento da radiologia, do centro federal do tratamento e da reabilitação, da Moscovo, da investigação médica e do centro educacional, universidade estadual de Lomonosov Moscovo, Moscovo, laboratório para investigações do equilíbrio e aeroespacial, faculdade da ciência, universidade de Antuérpia, Antuérpia, laboratório do iMec/visão, faculdade da ciência, universidade de Antuérpia, grupo da ciência do coma, de consciência de GIGA centro de pesquisa, departamento de neurologia, hospital da universidade de Liège, Liège e centro de aprendizado dos cosmonautas de Gagarin, Star City, Rússia. A equipe utilizou a ressonância magnética funcional (fMRI) a fim medir a conectividade dos cérebros de 11 cosmonautas que tinham sido expor à microgravidade ou à ausência de peso no espaço.

Os resultados revelaram que a exposição da microgravidade conduz às alterações em funções de motor do cérebro e muda a conectividade funcional do cérebro. As varreduras do fMRI eram ambos executados antes e depois das missões espaciais que duraram para uma média de ao redor seis meses. Estes dados das varreduras do fMRI foram comparados com os voluntários saudáveis que não viajaram ao espaço e eram da mesma idade que os cosmonautas. Estes voluntários saudáveis servidos como controles.

Estimularam as solas dos pés dos participantes para imitar a estimulação dos pés quando uma pessoa anda e verificaram os efeitos da estimulação nas partes e nas conexões diferentes do cérebro. Encontraram aquele devido à falta do funcionamento dos órgãos do balanço no corpo durante períodos da ausência de peso, o cérebro desenvolvem um sistema de controlo alternativo chamado o controle somatosensory. Quando em uma pessoa normal a orelha interna e o cerebelo do cérebro mantiverem o balanço, naqueles com controle somatosensory, a manutenção do balanço está tomado sobre pelos estímulos recebidos pelos olhos e igualmente pelo toque.

A equipe notou que a conexão entre o córtice cerebral e o instrumento verstibular na orelha interna tinha sido reduzida. As conexões do cerebelo igualmente eram diminuído elas notaram, devido aos efeitos da microgravidade. Os lóbulos insulares do cérebro são responsáveis para conectar os singals sensoriais diferentes que chegam no cérebro dos órgãos de sentido. Team encontrado que as conexões entre os córtices insulares de cérebros esquerdos e direitos estiveram aumentadas altamente nos cosmonautas após a viagem espacial. Além após o vôo o giro supramarginal direito no córtice parietal era igualmente mais desenvolvido e este era devido a sua melhor conectividade com outras partes do cérebro.

Ekaterina Pechenkova, research fellow principal no laboratório do HSE para a pesquisa cognitiva, em uma indicação disse, “ele é um facto interessante que o aumento da conectividade entre o giro supramarginal direito e o córtice insular esquerdo fosse maior entre aqueles cosmonautas que experimentaram um processo inicial menos confortável da adaptação na estação espacial (aquelas que vertigem experiente, a ilusão da posição de corpo, etc.).” A equipe explicou que mais tempo passado no espaço poderia significar mais mudanças no cérebro. Os efeitos a longo prazo de tais mudanças depois que o retorno à terra não é compreendido ainda inteiramente, a equipe adicionaram. Explicaram que os viajantes do espaço puderem precisar programas de treinamento individual eficazes a fim compensar todas as mudanças do cérebro quando na viagem espacial e após seu retorno.

Os autores do estudo escreveram, “devido à natureza complexa e à dinâmica rápida da adaptação às alterações da gravidade, os resultados do cargo-vôo puderam ser atribuídos à exposição a longo prazo da microgravidade e ao readaptation à gravidade da terra que ocorreu entre a aterragem e a sessão do cargo-vôo MRI.” Concluíram, “… os resultados têm as implicações para reweighting multisensorial e as teorias de sistema gravitacionais do motor, gerando as hipóteses a ser testadas na pesquisa futura.”
O estudo foi financiado pela Agência Espacial Europeia (ISLRA 2009-1062), pela política belga da ciência (Belspo PRODEX), e pela academia do russo de ciências.

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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