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Effetti del volo spaziale di lunga durata sulla cognizione generale e spaziale e la sua base neurale

8 ottobre 2025 aggiornato da: Mathias Basner, MD, PhD, University of Pennsylvania

Natura temporale dei cambiamenti del dominio cerebrale cognitivo e visuo-spaziale durante le missioni di lunga durata nell'orbita terrestre bassa (cognizione spaziale)

Questo studio indaga gli effetti del volo spaziale di lunga durata (missioni della Stazione Spaziale Internazionale di 12 mesi) sulle prestazioni cognitive generali (misurate con la batteria del test Cognition), sulla cognizione spaziale, sui cambiamenti cerebrali strutturali e funzionali in generale e sulla plasticità dell'ippocampo più specificamente relativa a le missioni più brevi di 6 mesi e 2 mesi.

Panoramica dello studio

Stato

Iscrizione su invito

Descrizione dettagliata

Si tratta di una proposta internazionale composta da due progetti con obiettivi sinergici che saranno realizzati in uno sforzo congiunto dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) e dal Centro aerospaziale tedesco (DLR) nonché dall'Agenzia spaziale europea (ESA). Il progetto si rivolge al particolare interesse della NASA nello studio dei "Cambiamenti del dominio cognitivo-percettivo-visivospaziale del cervello dovuti all'isolamento e al confinamento" come parte del progetto CIPHER (Complement of Integrated Protocols for Human Exploration Research) sulla Stazione spaziale internazionale (ISS). I dati raccolti dimostreranno se il prolungamento della durata della missione a un anno avrà effetti dannosi sulle prestazioni cognitive generali (misurate con la batteria del test cognitivo), sulla cognizione spaziale, sui cambiamenti cerebrali strutturali e funzionali in generale e sulla plasticità dell'ippocampo più specificamente relativa al più breve 6 missioni ISS mensili e bimestrali. Utilizzando tecniche di neuroimaging all'avanguardia, i ricercatori determineranno le basi biologiche per qualsiasi cambiamento nelle prestazioni cognitive, con particolare attenzione alla plasticità dell'ippocampo e alla cognizione spaziale. Dati simili già raccolti sulla ISS e in diversi ambienti analogici spaziali di breve e lunga durata verranno utilizzati per generare un database normativo per le missioni di lunga durata. Infine, i ricercatori ricaveranno relazioni dose-risposta tra i cambiamenti del dominio cognitivo-visivo-spaziale del cervello e la durata della missione che consentiranno di prevedere la vulnerabilità a compromissione cognitiva o comportamentale avversa e disturbi psichiatrici durante spedizioni interplanetarie come una missione su Marte. I due progetti forniranno un set altamente unico e completo di strumenti integrati di neuroimaging e neurocognitivi per la valutazione e, in ultima analisi, la prevenzione degli effetti avversi sulla struttura e sulla funzione del cervello che portano a effetti comportamentali associati a missioni di tipo esplorativo.

Tipo di studio

Interventistico

Iscrizione (Stimato)

14

Fase

  • Non applicabile

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Luoghi di studio

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

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Età idonea allo studio

  • Bambino
  • Adulto
  • Adulto più anziano

Accetta volontari sani

Descrizione

Criterio di inclusione:

  1. Astronauti (secondo i requisiti della NASA)
  2. Volontari normali e sani (surrogati di astronauti) - I surrogati di astronauti saranno abbinati per età e istruzione rispetto agli astronauti

Criteri di esclusione:

Per astronauti e volontari normali e sani (surrogati di astronauti):

  1. Soggetti che non soddisfano i requisiti del test MRI. Le seguenti e altre condizioni possono escludere il soggetto dalla scansione MRI o richiedere un esame aggiuntivo per valutare controindicazioni specifiche:

    • Tinnito;
    • Ipoacusia neurosensoriale > 30 decibel (dB);
    • Pace-maker o defibrillatore interno;
    • impianti metallici (ad es. placche ortopediche dopo fratture ossee, protesi articolari, graffette o clip chirurgiche, valvole cardiache artificiali, stent, filtri cava);
    • Schegge metalliche (ad es. dopo un incidente o a causa di un danno bellico);
    • Apparecchio dentale non rimovibile;
    • Dispositivi contraccettivi intrauterini (IUD) non compatibili con la risonanza magnetica;
    • Impianto cocleare (dispositivo uditivo impiantato);
    • Pompa per farmaci;
    • ago per agopuntura;
    • Altri corpi/oggetti estranei non amovibili;
    • Gravidanza (o sua possibilità);
    • Precedente intervento chirurgico al cervello e/o al cuore.
    • Tatuaggi e/o trucco permanente nel corpo (alcuni inchiostri contengono particelle metalliche).
  2. I soggetti di sesso femminile in questo studio sono astronauti o modelleranno quelli nella popolazione di astronauti per i quali la partecipazione a missioni spaziali non è consentita durante la gravidanza.

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

  • Scopo principale: Scienza basilare
  • Assegnazione: Non randomizzato
  • Modello interventistico: Assegnazione parallela
  • Mascheramento: Nessuno (etichetta aperta)

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm
Intervento / Trattamento
Sperimentale: Braccio di 6 mesi
Gli astronauti nelle missioni della Stazione Spaziale Internazionale della durata di 6 mesi saranno esposti al volo spaziale per una durata di 6 mesi. I dati biometrici e cognitivi saranno raccolti regolarmente.
Esposizione all'ambiente del volo spaziale sulla Stazione Spaziale Internazionale per 2, 6 o 12 mesi.
Sperimentale: Braccio 12 mesi
Gli astronauti impegnati in missioni della Stazione Spaziale Internazionale della durata di 12 mesi saranno esposti al volo spaziale per una durata di 12 mesi. I dati biometrici e cognitivi saranno raccolti regolarmente.
Esposizione all'ambiente del volo spaziale sulla Stazione Spaziale Internazionale per 2, 6 o 12 mesi.
Sperimentale: Nessun intervento
Soggetti abbinati ad astronauti di 12 mesi che rimangono sulla Terra e vengono studiati in punti temporali simili.
Nessun intervento

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Performance cognitiva
Lasso di tempo: Passaggio dalle prestazioni pre-volo (media dei test eseguiti 180, 120 e 60 giorni prima del lancio) alle prestazioni in volo (media di tutti i test: missione di 1 mese = 1 test, 2 mesi = 2 test, 6 mesi = 6 test , 12 mesi = 12 test)
Efficienza cognitiva tra domini determinata con la batteria del test cognitivo
Passaggio dalle prestazioni pre-volo (media dei test eseguiti 180, 120 e 60 giorni prima del lancio) alle prestazioni in volo (media di tutti i test: missione di 1 mese = 1 test, 2 mesi = 2 test, 6 mesi = 6 test , 12 mesi = 12 test)
Attivazione attività locale Cognizione
Lasso di tempo: Passaggio dall'attivazione dell'attività locale prima del volo (esaminata 60 giorni prima del lancio) all'attivazione dell'attività locale post-volo (esaminata 5 giorni e 30 giorni dopo il ritorno sulla Terra)
Attivazione dell'attività locale fMRI durante l'esecuzione della versione MRI di Cognition nello scanner
Passaggio dall'attivazione dell'attività locale prima del volo (esaminata 60 giorni prima del lancio) all'attivazione dell'attività locale post-volo (esaminata 5 giorni e 30 giorni dopo il ritorno sulla Terra)
Prestazioni di cognizione spaziale
Lasso di tempo: Passaggio dalle prestazioni pre-volo (media dei test eseguiti 180, 120 e 60 giorni prima del lancio) alle prestazioni in volo (media di tutti i test: missione di 1 mese = 1 test, 2 mesi = 2 test, 6 mesi = 4 test , 12 mesi = 7 test)
Precisione e tempi di reazione per ciascun compito cognitivo determinati con le batterie di test Spatial Cognition
Passaggio dalle prestazioni pre-volo (media dei test eseguiti 180, 120 e 60 giorni prima del lancio) alle prestazioni in volo (media di tutti i test: missione di 1 mese = 1 test, 2 mesi = 2 test, 6 mesi = 4 test , 12 mesi = 7 test)
Cambiamenti cerebrali strutturali
Lasso di tempo: Passaggio dall'attivazione dell'attività locale prima del volo (esaminata 60 giorni prima del lancio) a quella post-volo (esaminata 5 giorni e 30 giorni dopo il ritorno sulla Terra)
Cambiamenti cerebrali strutturali valutati con la risonanza magnetica
Passaggio dall'attivazione dell'attività locale prima del volo (esaminata 60 giorni prima del lancio) a quella post-volo (esaminata 5 giorni e 30 giorni dopo il ritorno sulla Terra)
Attivazione di attività locali Cognizione spaziale
Lasso di tempo: Passaggio dall'attivazione dell'attività locale prima del volo (esaminata 60 giorni prima del lancio) all'attivazione dell'attività locale post-volo (esaminata 5 giorni e 30 giorni dopo il ritorno sulla Terra)
Attivazione dell'attività locale fMRI durante l'esecuzione di attività visuospaziali nello scanner
Passaggio dall'attivazione dell'attività locale prima del volo (esaminata 60 giorni prima del lancio) all'attivazione dell'attività locale post-volo (esaminata 5 giorni e 30 giorni dopo il ritorno sulla Terra)
Fattore neurotropico derivato dal cervello (BDNF)
Lasso di tempo: Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Cambiamenti nel fattore neurotropico derivato dal cervello (BDNF)
Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)

Misure di risultato secondarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1)
Lasso di tempo: Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Cambiamenti nel fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1)
Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF)
Lasso di tempo: Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Cambiamenti nel fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF)
Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Ossitocina
Lasso di tempo: Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Cambiamenti nell'ossitocina
Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Interleuchina (IL)-1
Lasso di tempo: Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Cambiamenti nell'interleuchina (IL)-1
Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Interleuchina (IL)-1ra
Lasso di tempo: Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Cambiamenti nell'interleuchina (IL)-1ra
Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Interleuchina (IL)-10
Lasso di tempo: Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Cambiamenti nell'interleuchina (IL)-10
Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Fattore di necrosi tumorale a (TNFa)
Lasso di tempo: Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)
Cambiamenti nel fattore di necrosi tumorale a (TNFa)
Passaggio dai valori pre-volo (media dei prelievi di sangue 180 e 60 giorni prima del lancio) ai valori in volo (media di tutti i prelievi di sangue durante il volo: 1 mese di missione = 1 prelievo, 2 mesi = 2 prelievi, 6 mesi = 4 estrazioni, 12 mesi = 7 estrazioni)

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Pubblicazioni e link utili

La persona responsabile dell'inserimento delle informazioni sullo studio fornisce volontariamente queste pubblicazioni. Questi possono riguardare qualsiasi cosa relativa allo studio.

Pubblicazioni generali

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio (Effettivo)

1 agosto 2021

Completamento primario (Stimato)

30 giugno 2027

Completamento dello studio (Stimato)

30 giugno 2028

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

25 febbraio 2021

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

19 aprile 2021

Primo Inserito (Effettivo)

23 aprile 2021

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Stimato)

10 ottobre 2025

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

8 ottobre 2025

Ultimo verificato

1 ottobre 2025

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Altri numeri di identificazione dello studio

  • 843851
  • 80NSSC19K1046 (Altro numero di sovvenzione/finanziamento: National Aeronautics and Space Administration (NASA))
  • 50WB2115 (Altro numero di sovvenzione/finanziamento: German Aerospace Center (DLR))

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?

NO

Descrizione del piano IPD

Ci sarà solo la condivisione dei dati all'interno del nostro gruppo di ricerca (CIPHER).

Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio

Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

prodotto fabbricato ed esportato dagli Stati Uniti

No

Queste informazioni sono state recuperate direttamente dal sito web clinicaltrials.gov senza alcuna modifica. In caso di richieste di modifica, rimozione o aggiornamento dei dettagli dello studio, contattare register@clinicaltrials.gov. Non appena verrà implementata una modifica su clinicaltrials.gov, questa verrà aggiornata automaticamente anche sul nostro sito web .

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