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長期宇宙飛行が一般的および空間的認知とその神経基盤に及ぼす影響

2025年10月8日 更新者:Mathias Basner, MD, PhD、University of Pennsylvania

長期にわたる地球低軌道ミッション中の認知および視空間脳領域変化の時間的性質(空間認知)

この研究では、長期宇宙飛行(12か月の国際宇宙ステーションミッション)が一般的な認知能力(認知テストバッテリーで測定)、空間認知、一般的な脳の構造的および機能的変化、より具体的には海馬の可塑性に及ぼす影響を調査しています。短い6か月ミッションと2か月ミッション。

調査の概要

詳細な説明

これは、相乗効果を目的とした 2 つのプロジェクトからなる国際提案であり、アメリカ航空宇宙局 (NASA)、ドイツ航空宇宙センター (DLR)、および欧州宇宙機関 (ESA) の共同作業で実施されます。 このプロジェクトは、国際宇宙ステーション(ISS)における有人探査研究のための統合プロトコル補完(CIPHER)プロジェクトの一環として、「隔離と監禁による脳の認知・知覚・視覚空間領域の変化」の研究にNASAが特に関心を持っていることを対象としている。 収集されたデータは、ミッション期間を 1 年に延長することが、一般的な認知能力 (認知テストバッテリーで測定)、空間認知、一般的な脳の構造的および機能的変化、より具体的には短い 6 年と比較した海馬の可塑性に悪影響を与えるかどうかを実証します。 - 1 か月および 2 か月の ISS ミッション。 研究者らは、最先端の神経画像技術を用いて、海馬の可塑性と空間認知に焦点を当てて、認知能力の変化の生物学的根拠を解明する予定です。 ISS やいくつかの短期および長期宇宙アナログ環境ですでに収集された同様のデータは、長期ミッションのための規範的なデータベースを生成するために使用されます。 最後に、研究者らは、脳の認知視空間領域の変化とミッション期間の間の用量反応関係を導き出し、火星ミッションなどの惑星間探検における有害な認知障害や行動障害、精神疾患に対する脆弱性を予測できるようにする予定である。 この 2 つのプロジェクトは、探索型ミッションに関連する行動への影響につながる脳の構造と機能への悪影響を評価し、最終的に予防するための、非常にユニークで包括的な統合神経画像ツールと神経認知ツールのセットを提供します。

研究の種類

介入

入学 (推定)

14

段階

  • 適用できない

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究場所

    • Pennsylvania
      • Philadelphia、Pennsylvania、アメリカ、19104
        • University of Pennsylvania Perelman School of Medicine
    • Texas
      • Houston、Texas、アメリカ、77058
        • Johnson Space Center (JSC)
      • Berlin、ドイツ、10117
        • Charité - Universitätsmedizin Berlin

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

  • 子
  • 大人
  • 高齢者

健康ボランティアの受け入れ

はい

説明

包含基準:

  1. 宇宙飛行士 (NASA の要件による)
  2. 正常で健康なボランティア(代理宇宙飛行士) - 代理宇宙飛行士は、宇宙飛行士と比較して年齢と教育が一致します。

除外基準:

宇宙飛行士と通常の健康なボランティア(宇宙飛行士の代理人)の場合:

  1. MRI検査の要件を満たしていない被験者。 以下の条件およびその他の条件により、被験者は MRI スキャンから除外されたり、特定の禁忌を評価するために追加の検査が必要になったりする場合があります。

    • 耳鳴り;
    • 感覚神経性難聴 > 30 デシベル (dB);
    • ペースメーカーまたは体内除細動器。
    • 金属インプラント(例: 骨折後の整形外科用プレート、関節置換術、外科用ステープルまたはクリップ、人工心臓弁、ステント、大静脈フィルター)。
    • 金属の破片(例:事故後または戦争による負傷によるもの)。
    • 取り外し不可能な歯科矯正装置。
    • MRI と互換性のない子宮内避妊具 (IUD)。
    • 人工内耳 (埋め込み型聴覚装置);
    • 薬剤ポンプ;
    • 鍼治療針;
    • 除去できないその他の異物/物体。
    • 妊娠(またはその可能性)。
    • 過去に脳および/または心臓の手術を受けたことがある。
    • 体内のタトゥーおよび/またはアートメイク (一部のインクには金属粒子が含まれています)。
  2. この研究の女性被験者は宇宙飛行士であるか、妊娠中に宇宙ミッションへの参加が許可されていない宇宙飛行士集団のモデルとなる女性です。

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか?

デザインの詳細

  • 主な目的:基礎科学
  • 割り当て:非ランダム化
  • 介入モデル:並列代入
  • マスキング:なし(オープンラベル)

武器と介入

参加者グループ / アーム
介入・治療
実験的:6か月用アーム
6 か月間にわたる国際宇宙ステーションのミッションに参加する宇宙飛行士は、6 か月間宇宙飛行を経験します。 生体認証データと認知データは定期的に収集されます。
国際宇宙ステーションの宇宙飛行環境に 2、6、または 12 か月間さらされる。
実験的:12か月用アーム
12 か月にわたる国際宇宙ステーションのミッションに参加する宇宙飛行士は、12 か月にわたって宇宙飛行にさらされることになります。 生体認証データと認知データは定期的に収集されます。
国際宇宙ステーションの宇宙飛行環境に 2、6、または 12 か月間さらされる。
実験的:介入なし
被験者は、地球に滞在し、同様の時点で調査された12か月の宇宙飛行士と一致しました。
介入なし

この研究は何を測定していますか?

主要な結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
認知パフォーマンス
時間枠:飛行前パフォーマンス (打ち上げの 180 日前、120 日前、および 60 日前に実行されたテストの平均) から飛行中パフォーマンス (すべてのテストの平均: 1 か月のミッション = 1 テスト、2 か月 = 2 テスト、6 か月 = 6 テスト) への変化、12 か月 = 12 回のテスト)
認知テストバッテリーで測定されたドメイン全体の認知効率
飛行前パフォーマンス (打ち上げの 180 日前、120 日前、および 60 日前に実行されたテストの平均) から飛行中パフォーマンス (すべてのテストの平均: 1 か月のミッション = 1 テスト、2 か月 = 2 テスト、6 か月 = 6 テスト) への変化、12 か月 = 12 回のテスト)
ローカルタスクの活性化 認知
時間枠:飛行前ローカルタスク起動(打ち上げ60日前に調査)から飛行後ローカルタスク起動(地球帰還5日後と30日後に調査)に変更
スキャナーで MRI バージョンの Cognition を実行中の fMRI ローカル タスクのアクティブ化
飛行前ローカルタスク起動(打ち上げ60日前に調査)から飛行後ローカルタスク起動(地球帰還5日後と30日後に調査)に変更
空間認知能力
時間枠:飛行前パフォーマンス (打ち上げの 180、120、60 日前に実行されたテストの平均) から飛行中パフォーマンス (すべてのテストの平均: 1 か月のミッション = 1 テスト、2 か月 = 2 テスト、6 か月 = 4 テスト) への変化、12 か月 = 7 回のテスト)
空間認知テストバッテリーで測定された各認知タスクの精度と反応時間
飛行前パフォーマンス (打ち上げの 180、120、60 日前に実行されたテストの平均) から飛行中パフォーマンス (すべてのテストの平均: 1 か月のミッション = 1 テスト、2 か月 = 2 テスト、6 か月 = 4 テスト) への変化、12 か月 = 7 回のテスト)
脳の構造の変化
時間枠:飛行前ローカルタスクの起動(打ち上げの60日前に調査)から飛行後(地球帰還の5日後と30日後に調査)に変更
MRIで評価した脳の構造変化
飛行前ローカルタスクの起動(打ち上げの60日前に調査)から飛行後(地球帰還の5日後と30日後に調査)に変更
ローカルタスクの活性化 空間認知
時間枠:飛行前ローカルタスク起動(打ち上げ60日前に調査)から飛行後ローカルタスク起動(地球帰還5日後と30日後に調査)に変更
スキャナーで視空間タスクを実行中の fMRI ローカル タスクのアクティブ化
飛行前ローカルタスク起動(打ち上げ60日前に調査)から飛行後ローカルタスク起動(地球帰還5日後と30日後に調査)に変更
脳由来神経栄養因子 (BDNF)
時間枠:飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
脳由来神経栄養因子(BDNF)の変化
飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)

二次結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
インスリン様成長因子 1 (IGF-1)
時間枠:飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
インスリン様成長因子 1 (IGF-1) の変化
飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
血管内皮増殖因子 (VEGF)
時間枠:飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
血管内皮増殖因子 (VEGF) の変化
飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
オキシトシン
時間枠:飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
オキシトシンの変化
飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
インターロイキン (IL)-1
時間枠:飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
インターロイキン (IL)-1 の変化
飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
インターロイキン (IL)-1ra
時間枠:飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
インターロイキン (IL)-1ra の変化
飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
インターロイキン (IL)-10
時間枠:飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
インターロイキン (IL)-10 の変化
飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
腫瘍壊死因子a (TNFa)
時間枠:飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)
腫瘍壊死因子a(TNFa)の変化
飛行前の値 (打ち上げの 180 日前と 60 日前に採取された血液の平均) から飛行中の値 (すべての飛行中の血液採取の平均: 1 か月のミッション = 1 回の採取、2 か月 = 2 回の採取、6 か月 = 4 回) への変更。引き分け、12 か月 = 7 引き分け)

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

出版物と役立つリンク

研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。

一般刊行物

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (実際)

2021年8月1日

一次修了 (推定)

2027年6月30日

研究の完了 (推定)

2028年6月30日

試験登録日

最初に提出

2021年2月25日

QC基準を満たした最初の提出物

2021年4月19日

最初の投稿 (実際)

2021年4月23日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (推定)

2025年10月10日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2025年10月8日

最終確認日

2025年10月1日

詳しくは

本研究に関する用語

その他の研究ID番号

  • 843851
  • 80NSSC19K1046 (その他の助成金/資金番号:National Aeronautics and Space Administration (NASA))
  • 50WB2115 (その他の助成金/資金番号:German Aerospace Center (DLR))

個々の参加者データ (IPD) の計画

個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?

いいえ

IPD プランの説明

研究グループ(CIPHER)内でのみデータ共有が行われます。

医薬品およびデバイス情報、研究文書

米国FDA規制医薬品の研究

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

いいえ

米国で製造され、米国から輸出された製品。

いいえ

この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。

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