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Auswirkungen von Langzeit-Raumflügen auf die allgemeine und räumliche Wahrnehmung und ihre neuronalen Grundlagen

2. Oktober 2023 aktualisiert von: Mathias Basner, MD, PhD, University of Pennsylvania

Zeitliche Natur kognitiver und visuell-räumlicher Veränderungen der Gehirndomäne während Langzeitmissionen im erdnahen Orbit (räumliche Kognition)

Diese Studie untersucht die Auswirkungen von Raumflügen über einen längeren Zeitraum (12-monatige Missionen zur Internationalen Raumstation) auf die allgemeine kognitive Leistung (gemessen mit der Cognition-Testbatterie), die räumliche Wahrnehmung, strukturelle und funktionelle Veränderungen des Gehirns im Allgemeinen und die Plastizität des Hippocampus im Speziellen im Verhältnis dazu die kürzeren 6-Monats- und 2-Monats-Missionen.

Studienübersicht

Status

Anmeldung auf Einladung

Detaillierte Beschreibung

Hierbei handelt es sich um einen internationalen Vorschlag bestehend aus zwei Projekten mit synergistischen Zielen, die gemeinsam von der Nationalen Luft- und Raumfahrtbehörde (NASA) und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) durchgeführt werden. Das Projekt zielt auf das besondere Interesse der NASA an der Untersuchung der „kognitiv-perzeptuell-visuell-räumlichen Veränderungen der Gehirndomäne aufgrund von Isolation und Einsperrung“ im Rahmen des Complement of Integrated Protocols for Human Exploration Research (CIPHER)-Projekts auf der Internationalen Raumstation (ISS) ab. Die gesammelten Daten werden zeigen, ob eine Verlängerung der Missionsdauer auf ein Jahr nachteilige Auswirkungen auf die allgemeine kognitive Leistung (gemessen mit der Cognition-Testbatterie), die räumliche Wahrnehmung, strukturelle und funktionelle Veränderungen des Gehirns im Allgemeinen und die Plastizität des Hippocampus im Speziellen im Vergleich zur kürzeren Zeitspanne haben wird 6 -monatige und 2-monatige ISS-Missionen. Mithilfe modernster Neuroimaging-Techniken werden Forscher die biologischen Grundlagen für etwaige Veränderungen der kognitiven Leistung bestimmen, wobei der Schwerpunkt auf der Plastizität des Hippocampus und der räumlichen Wahrnehmung liegt. Ähnliche Daten, die bereits auf der ISS und in mehreren Kurz- und Langzeit-Analogumgebungen im Weltraum gesammelt wurden, werden verwendet, um eine normative Datenbank für Langzeitmissionen zu erstellen. Schließlich werden die Forscher Dosis-Wirkungs-Beziehungen zwischen kognitiv-visuell-räumlichen Veränderungen der Gehirndomäne und der Missionsdauer ableiten, die eine Vorhersage der Anfälligkeit für nachteilige kognitive oder Verhaltensbeeinträchtigungen und psychiatrische Störungen auf interplanetaren Expeditionen wie einer Mission zum Mars ermöglichen. Die beiden Projekte werden einen höchst einzigartigen und umfassenden Satz integrierter Neuroimaging- und neurokognitiver Tools für die Bewertung und letztendlich Prävention von nachteiligen Auswirkungen auf die Struktur und Funktion des Gehirns liefern, die zu Verhaltenseffekten im Zusammenhang mit Erkundungsmissionen führen.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Geschätzt)

40

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienorte

      • Berlin, Deutschland, 10117
        • Charité - Universitätsmedizin Berlin
    • Pennsylvania
      • Philadelphia, Pennsylvania, Vereinigte Staaten, 19104
        • University of Pennsylvania Perelman School of Medicine
    • Texas
      • Houston, Texas, Vereinigte Staaten, 77058
        • Johnson Space Center (JSC)

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

  • Kind
  • Erwachsene
  • Älterer Erwachsener

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  1. Astronauten (gemäß NASA-Anforderungen)
  2. Normale, gesunde Freiwillige (Astronauten-Ersatzkräfte) – Astronauten-Ersatzkräfte werden in Bezug auf Alter und Bildung den Astronauten angeglichen

Ausschlusskriterien:

Für Astronauten und normale, gesunde Freiwillige (Astronautenersatz):

  1. Probanden, die die MRT-Testanforderungen nicht erfüllen. Die folgenden und andere Bedingungen können den Probanden von der MRT-Untersuchung ausschließen oder eine zusätzliche Untersuchung zur Beurteilung spezifischer Kontraindikationen erfordern:

    • Tinnitus;
    • Schallempfindungsschwerhörigkeit > 30 Dezibel (dB);
    • Herzschrittmacher oder interner Defibrillator;
    • metallische Implantate (z.B. orthopädische Platten nach Knochenbrüchen, Gelenkersatz, chirurgische Klammern oder Clips, künstliche Herzklappen, Stents, Cava-Filter);
    • Metallsplitter (z. B. nach einem Unfall oder aufgrund einer Kriegsverletzung);
    • Nicht abnehmbare Zahnspange;
    • Intrauterine Verhütungsmittel (IUP), die nicht MRT-kompatibel sind;
    • Cochlea-Implantat (implantiertes Hörgerät);
    • Medikamentenpumpe;
    • Akupunkturnadel;
    • Andere Fremdkörper/Gegenstände, die nicht entfernbar sind;
    • Schwangerschaft (oder ihre Möglichkeit);
    • Frühere Gehirn- und/oder Herzoperationen.
    • Tätowierungen und/oder Permanent Make-up am Körper (einige Tinten enthalten metallische Partikel).
  2. Weibliche Probanden in dieser Studie sind entweder Astronauten oder werden diejenigen in der Astronautenpopulation modellieren, denen die Teilnahme an Weltraummissionen während der Schwangerschaft nicht gestattet ist.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Grundlegende Wissenschaft
  • Zuteilung: Nicht randomisiert
  • Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
  • Maskierung: Keine (Offenes Etikett)

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Experimental: 2-Monats-Arm
Astronauten auf zweimonatigen Missionen zur Internationalen Raumstation werden zwei Monate lang der Raumfahrt ausgesetzt sein. Biometrische und kognitive Daten werden routinemäßig erfasst.
Exposition gegenüber der Raumfahrtumgebung auf der Internationalen Raumstation für 2, 6 oder 12 Monate.
Experimental: 6-Monats-Arm
Astronauten auf sechsmonatigen Missionen zur Internationalen Raumstation werden sechs Monate lang der Raumfahrt ausgesetzt sein. Biometrische und kognitive Daten werden routinemäßig erfasst.
Exposition gegenüber der Raumfahrtumgebung auf der Internationalen Raumstation für 2, 6 oder 12 Monate.
Experimental: 12-Monats-Arm
Astronauten auf 12-monatigen Missionen zur Internationalen Raumstation werden 12 Monate lang der Raumfahrt ausgesetzt sein. Biometrische und kognitive Daten werden routinemäßig erfasst.
Exposition gegenüber der Raumfahrtumgebung auf der Internationalen Raumstation für 2, 6 oder 12 Monate.
Experimental: Keine Intervention
Probanden, die 12 Monate alten Astronauten zugeordnet sind, die auf der Erde bleiben und zu ähnlichen Zeitpunkten untersucht werden.
Kein Eingriff

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Kognitive Leistungsfähigkeit
Zeitfenster: Wechsel von der Leistung vor dem Flug (Durchschnitt der 180, 120 und 60 Tage vor dem Start durchgeführten Tests) zur Leistung während des Fluges (Durchschnitt aller Tests: 1 Monat Mission = 1 Test, 2 Monate = 2 Tests, 6 Monate = 6 Tests). , 12 Monate = 12 Tests)
Kognitive Effizienz über Domänen hinweg, bestimmt mit der Cognition-Testbatterie
Wechsel von der Leistung vor dem Flug (Durchschnitt der 180, 120 und 60 Tage vor dem Start durchgeführten Tests) zur Leistung während des Fluges (Durchschnitt aller Tests: 1 Monat Mission = 1 Test, 2 Monate = 2 Tests, 6 Monate = 6 Tests). , 12 Monate = 12 Tests)
Erkennung lokaler Aufgabenaktivierung
Zeitfenster: Wechsel von der Aktivierung lokaler Aufgaben vor dem Flug (untersucht 60 Tage vor dem Start) zur Aktivierung lokaler Aufgaben nach dem Flug (untersucht 5 Tage und 30 Tage nach der Rückkehr zur Erde)
Aktivierung der lokalen fMRI-Aufgabe während der Ausführung der MRT-Version von Cognition im Scanner
Wechsel von der Aktivierung lokaler Aufgaben vor dem Flug (untersucht 60 Tage vor dem Start) zur Aktivierung lokaler Aufgaben nach dem Flug (untersucht 5 Tage und 30 Tage nach der Rückkehr zur Erde)
Räumliche Wahrnehmungsleistung
Zeitfenster: Wechsel von der Leistung vor dem Flug (Durchschnitt der 180, 120 und 60 Tage vor dem Start durchgeführten Tests) zur Leistung während des Fluges (Durchschnitt aller Tests: 1 Monat Mission = 1 Test, 2 Monate = 2 Tests, 6 Monate = 4 Tests). , 12 Monate = 7 Tests)
Genauigkeit und Reaktionszeiten für jede kognitive Aufgabe, ermittelt mit den Spatial Cognition-Testbatterien
Wechsel von der Leistung vor dem Flug (Durchschnitt der 180, 120 und 60 Tage vor dem Start durchgeführten Tests) zur Leistung während des Fluges (Durchschnitt aller Tests: 1 Monat Mission = 1 Test, 2 Monate = 2 Tests, 6 Monate = 4 Tests). , 12 Monate = 7 Tests)
Strukturelle Veränderungen im Gehirn
Zeitfenster: Wechsel von der Aktivierung lokaler Aufgaben vor dem Flug (untersucht 60 Tage vor dem Start) zur Nachflugaktivierung (untersucht 5 Tage und 30 Tage nach der Rückkehr zur Erde)
Mit MRT beurteilte strukturelle Veränderungen im Gehirn
Wechsel von der Aktivierung lokaler Aufgaben vor dem Flug (untersucht 60 Tage vor dem Start) zur Nachflugaktivierung (untersucht 5 Tage und 30 Tage nach der Rückkehr zur Erde)
Lokale Aufgabenaktivierung, räumliche Wahrnehmung
Zeitfenster: Wechsel von der Aktivierung lokaler Aufgaben vor dem Flug (untersucht 60 Tage vor dem Start) zur Aktivierung lokaler Aufgaben nach dem Flug (untersucht 5 Tage und 30 Tage nach der Rückkehr zur Erde)
Aktivierung lokaler fMRI-Aufgaben während der Ausführung visuell-räumlicher Aufgaben im Scanner
Wechsel von der Aktivierung lokaler Aufgaben vor dem Flug (untersucht 60 Tage vor dem Start) zur Aktivierung lokaler Aufgaben nach dem Flug (untersucht 5 Tage und 30 Tage nach der Rückkehr zur Erde)
Brain-Derived Neurotropic Factor (BDNF)
Zeitfenster: Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Veränderungen im Brain-Derived Neurotropic Factor (BDNF)
Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Insulinähnlicher Wachstumsfaktor 1 (IGF-1)
Zeitfenster: Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Veränderungen im Insulin-ähnlichen Wachstumsfaktor 1 (IGF-1)
Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF)
Zeitfenster: Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Veränderungen des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors (VEGF)
Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Oxytocin
Zeitfenster: Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Veränderungen im Oxytocin
Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Interleukin (IL)-1
Zeitfenster: Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Veränderungen in Interleukin (IL)-1
Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Interleukin (IL)-1ra
Zeitfenster: Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Veränderungen in Interleukin (IL)-1ra
Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Interleukin (IL)-10
Zeitfenster: Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Veränderungen in Interleukin (IL)-10
Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Tumornekrosefaktor a (TNFa)
Zeitfenster: Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)
Veränderungen des Tumornekrosefaktors a (TNFa)
Wechsel von den Werten vor dem Flug (Durchschnitt der Blutentnahmen 180 und 60 Tage vor dem Start) zu den Werten während des Fluges (Durchschnitt aller Blutentnahmen während des Fluges: 1 Monat Mission = 1 Entnahme, 2 Monate = 2 Entnahmen, 6 Monate = 4). Ziehungen, 12 Monate = 7 Ziehungen)

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Allgemeine Veröffentlichungen

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Tatsächlich)

1. August 2021

Primärer Abschluss (Geschätzt)

31. Dezember 2033

Studienabschluss (Geschätzt)

31. Dezember 2033

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

25. Februar 2021

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

19. April 2021

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

23. April 2021

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

4. Oktober 2023

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

2. Oktober 2023

Zuletzt verifiziert

1. Oktober 2023

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Andere Studien-ID-Nummern

  • 843851
  • 80NSSC19K1046 (Andere Zuschuss-/Finanzierungsnummer: National Aeronautics and Space Administration (NASA))
  • 50WB2115 (Andere Zuschuss-/Finanzierungsnummer: German Aerospace Center (DLR))

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

NEIN

Beschreibung des IPD-Plans

Es findet nur ein Datenaustausch innerhalb unserer Forschungsgruppe (CIPHER) statt.

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

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