Parabelflug-induzierte Neuroplastizität, untersucht mit fortschrittlichen Magnetresonanz-Bildgebungsmethoden (BrainDTI)

Die Schwerelosigkeit verändert tiefgreifend viele physiologische Systeme, insbesondere das Nervensystem und das Vestibularsystem. Die Veränderungen im Nervensystem beruhen teilweise auf Plastizitätsmechanismen des Gehirns, also auf Modifikationen von Neuronen und ihren Verbindungen. Sie sind die Quelle einiger Verhaltensreaktionen, die beim Parabelflug oder bei Astronauten beobachtet werden. Beispielsweise ist häufig zu beobachten, dass am zweiten und dritten Tag von Parabelflugkampagnen mit 3 Flügen weniger Teilnehmer am ersten Tag anfällig für Reisekrankheit sind. Ebenso leiden Astronauten bei ihrer ersten Reise ins All zu 2/3 für 2 oder 3 Tage an Raumkrankheit – einer speziellen Form der Reisekrankheit – während dieser Anteil bei der zweiten Reise deutlich geringer ist.

Die Hypothese dieser Studie ist, dass kurzzeitige Schwerelosigkeit sowie Änderungen der Schweregrade bei Parabelflügen Neuroplastizitätsphänomene in Gehirnregionen induzieren, die an der Integration von vestibulären, visuellen und propriozeptiven Funktionen beteiligt sind.

Ziel ist es, diese Plastizitätsphänomene zu objektivieren und ihre zeitlichen Veränderungen mit Methoden der Magnetresonanztomographie (MRT) zu beurteilen. Ein Standard-MRT liefert ein anatomisches Bild des Gehirns. Für diese Studie wird eine Variante namens Diffusions-MRT (Diffusion Tensor Imaging - DTI) Nervenbündel und ihre Reise im Gehirn sichtbar machen. Die Gesamtdauer dieser Überprüfung beträgt etwa ¾ Stunde.

Die Ergebnisse dieser Studie werden mit denen einer laufenden Studie von 12 Astronauten verglichen, bei denen vor und nach einer Reise zur Internationalen Raumstation dieselben MRT-Scans durchgeführt wurden. Die Forscher können dann die Wirkung der Dauer der Exposition gegenüber Schwerelosigkeit auf die Phänomene der Neuroplastizität bewerten.