Cerebros de astronautas «reconectados» durante misiones espaciales

Un nuevo estudio fue publicado en Límites en los circuitos neuronales es el primero en analizar La conectividad estructural que ocurre en el cerebro cambia después de un vuelo espacial de larga duración. Los resultados muestran cambios significativos en la microestructura en muchos tractos de materia blanca, como los tractos sensoriales. El estudio podría formar la base para futuras investigaciones sobre la gama completa de cambios cerebrales durante la exploración espacial humana.

Nuestro cerebro puede cambiar y adaptarse en estructura y función a lo largo de nuestras vidas. Con la exploración espacial humana alcanzando nuevas alturas, es crucial comprender los efectos de los vuelos espaciales en el cerebro humano. Investigaciones anteriores han demostrado que los vuelos espaciales tienen el potencial de alterar el aspecto y la función del cerebro de un adulto.

A través de un proyecto de colaboración entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y Roscosmos, un equipo de investigadores internacionales dirigido por el Dr. Floris Wittes de la Universidad de Amberes ha estudiado los cerebros de humanos que viajan por el espacio.

Wuyts y sus colegas han investigado, por primera vez, los cambios estructurales en el cerebro después de un vuelo espacial a nivel de los tractos de materia blanca en lo profundo del cerebro.

La materia blanca se refiere a las partes del cerebro responsables de la comunicación entre la materia gris y el cuerpo y entre las diferentes regiones de la materia gris. En resumen, la materia blanca es el canal de comunicación del cerebro y la materia gris es donde se procesa la información.

el cerebro educado

Para estudiar la estructura y función del cerebro después de un vuelo espacial, los investigadores utilizaron una tecnología de imágenes cerebrales llamada fibra óptica.

La imagen del tracto con fibras da una especie de diagrama de cableado del cerebro. Nuestro estudio es el primero en utilizar este método específico para detectar cambios en la estructura del cerebro después de un vuelo espacial, explicó Yates.

Wuyts y su equipo obtuvieron imágenes de resonancia magnética de propagación (dMRI) de 12 astronautas masculinos justo antes y después de sus vuelos espaciales. También recolectaron ocho escaneos de seguimiento, siete meses después del vuelo espacial. Todos los astronautas participaron en misiones de larga duración con una duración promedio de 172 días.

Los investigadores han encontrado evidencia para el concepto de un «cerebro aprendido». En otras palabras, el nivel de neuroplasticidad debe adaptarse a los vuelos espaciales. «Encontramos cambios en las conexiones neuronales entre varias áreas motoras del cerebro», dijo el primer autor, Andrei Doroshin, de la Universidad de Drexel. «Las áreas motoras son los centros del cerebro donde se inician las órdenes de movimiento. En el estado de ingravidez, el astronauta necesita adaptar radicalmente sus estrategias de movimiento, en comparación con la Tierra. Nuestro estudio muestra que su cerebro está reconfigurado, por así decirlo».

Los exámenes de seguimiento revelaron que siete meses después de regresar a la Tierra, estos cambios aún eran visibles.

«A partir de estudios anteriores, sabemos que estas regiones motoras muestran signos de adaptación después del vuelo espacial. Ahora, tenemos el primer indicio de que también se refleja en el nivel de conexiones entre esas regiones», continuó Wuyts.

Los autores también encontraron una explicación para los cambios anatómicos del cerebro observados después del vuelo espacial.

“Inicialmente pensamos que habíamos detectado cambios en Cuerpo callosoque es la vía central que conecta los dos hemisferios del cerebro”, explicó Wyatt Cuerpo calloso Bordean los ventrículos del cerebro, una red conectada de cámaras llenas de líquido, que se expanden debido a los viajes espaciales.

“Los cambios estructurales que encontramos inicialmente en Cuerpo calloso En realidad, es causado por la dilatación de los ventrículos que provoca cambios anatómicos del tejido nervioso vecino», dijo Wuyts. «Donde inicialmente se pensó que había cambios estructurales reales en el cerebro, solo notamos cambios de forma. Esto pone los resultados en una perspectiva diferente. «

El futuro de la investigación de los vuelos espaciales

El estudio demuestra la necesidad de comprender cómo los vuelos espaciales afectan a nuestros cuerpos, específicamente a través de investigaciones a largo plazo sobre los efectos en el cerebro humano. Existen contramedidas actuales para la pérdida de masa muscular y ósea, como hacer ejercicio durante al menos dos horas al día. La investigación futura puede proporcionar evidencia de que las contramedidas son necesarias para el cerebro.

«Estos resultados nos brindan piezas adicionales de todo el rompecabezas. Debido a que esta investigación es tan innovadora, aún no sabemos cómo será todo el rompecabezas. Estos resultados contribuyen a nuestra comprensión general de lo que sucede en el cerebro de viajeros espaciales Es fundamental preservar esta línea de Investigación, buscando los cambios cerebrales provocados por los vuelos espaciales desde diferentes perspectivas y utilizando diferentes técnicas.

Referencia: «Cambios en la conectividad cerebral en viajeros espaciales después de un vuelo espacial de larga duración» por Andrei Doroshin, Stephen Gillings, Ben Goresin, Elena Tomilovskaya, Ekaterina Pechenkova, Inna Nosikova, Alina Rumchiskaya, Lyudmila Litvinova, Ilya Rukavishnikov, Chloe Kathuen y Jan Siberis, Viktor Petrovichev, Angelique van Ombergen, Jitka Anen, Stefan Sonnaert, Paul M. Parzel, Valentin Sinitsyn, Peter zu Jullenberg, Karol Osipovich y Floris L. Yates, 18 de febrero de 2022, Límites en los circuitos neuronales.
DOI: 10.3389 / fncir.2022.815838