Hjärnförändringar som svar på långvarig isolering och instängdhet (BRAIVE)

Studien undersöker de neurobeteendemässiga riskerna förknippade med framtida utforskande rymduppdrag och deras begränsning som en del av isolerings- och instängningsprogrammet "SIRIUS" (Scientific International Research In Unique terrestrial Station). Det övergripande syftet med studien är tvådelat.

Det första målet är att undersöka tidsförloppet och omfattningen av åtta månaders isolering och instängdhet i den analoga rymdflygningsanläggningen "NEK" vid Institute of Biomedical Problems (IBMP) i Moskva om hjärnförändringar, kognitiva prestanda och biokemiska anpassningar, och jämföra dessa data till en köns- och åldersmatchad kontrollgrupp. För att uppnå detta mål kommer multimodal magnetisk resonanstomografi (MRI) data före och efter interventionen för att bedöma strukturella och funktionella hjärnförändringar före och efter experimentet att samlas in. Dessutom kommer kognitiva prestationer med hjälp av en serie datorbaserade tester att bestämmas och blod- och salivprover för att identifiera biokemiska förändringar associerade med hjärnans plasticitet och inlärning före, under och efter experimentet kommer att samlas in.

För det andra, för att ta itu med behovet av sensoriska stimuleringsmotåtgärder under långvarig isolering och instängdhet, kommer möjligheten av en mycket uppslukande och interaktiv virtuell miljö (VE) för att förbättra positiv påverkan och mentalt välbefinnande att utvärderas. För att uppnå detta mål kommer de akuta fysiologiska och beteendemässiga effekterna i samband med den föreslagna sensoriska förstärkningsåtgärden att kvantifieras (framkallar VE omedelbara fysiologiska och/eller beteendeförändringar under långvarig isolering och instängdhet?). Det kommer att verifieras om det finns en anpassning till erfarenheten av upprepade exponeringsanfall (Kan VE framkalla liknande fysiologiska och/eller beteendemässiga svar efter att VE-exponeringen har administrerats återkommande?). Administrationsgraden är optimerad i förhållande till besättningens börda/efterlevnad och vetenskaplig avkastning (en administration en gång i månaden). Detta kommer också att säkerställa att tillvägagångssättet inte kommer att ha några kroniska effekter som stör de primära resultaten av det första målet eller några motåtgärder som förutses av IBMP. Dessa data kommer att ge viktiga insikter om effektiviteten av en ny, mycket uppslukande och målspecifik VR-baserad sensorisk stimuleringsförstärkning för att mildra några av riskerna som är förknippade med sensorisk monotoni och visuell bortkoppling från jorden under utforskningsuppdrag. De två målen kommer att leverera en mycket unik och omfattande uppsättning integrerade neuroimaging och neurokognitiva verktyg för utvärdering och slutligen förebyggande av negativa effekter på hjärnans plasticitet och beteende.