WTF. Ruimtereis beïnvloedt onze hersenen permanent
Wetenschappers van de Universiteit Luik en de Universiteit Antwerpen hebben onderzocht hoe het menselijk brein verandert en zich aanpast aan gewichtloosheid na een verblijf van zes maanden in de ruimte. Sommige veranderingen blijken permanent, zelfs na acht maanden terug op aarde.
«Dit onderzoek is erg belangrijk om de nieuwe generatie astronauten voor te bereiden op langere missies», zegt Raphaël Liégeois, die binnenkort de derde Belg ooit in de ruimte zal zijn. Liégeois doctoreerde overigens aan de Universiteit van Luik met een proefschrift over neurowetenschappen.
Het nieuwe onderzoek naar de werking van de hersenen bij kosmonauten toont nu aan dat bepaalde hersenstructuren veranderen na een verblijf van zes maanden in de gewichtloosheid van het Internationaal Ruimtestation (ISS). De Universiteit Antwerpen leiddde het wetenschappelijke project ’BRAIN-DTI’ via het Europees Ruimteagentschap (ESA).
Voorbereiden op lange missies
Door de hersenfunctie in kaart te brengen via neurobeeldvorming, willen de wetenschappers astronauten beter voorbereiden op lange missies. «Als we mensen verantwoord de ruimte in willen sturen, moeten we meer inzicht krijgen in fysiologische veranderingen en gedragsveranderingen door gewichtloosheid», aldus nog de toekomstige ESA-astronaut.
De onderzoekers maakten MRI-scans van de hersenen bij maar liefst dertien kosmonauten, zowel voor hun ruimtereis als na hun terugkomst. De wetenschappers verzamelden initieel gegevens over de hersenen van de ruimtevaarders in rust, zonder dat die een specifieke taak moesten uitvoeren. Na een verblijf in de ruimte werd vervolgens gekeken of de toestand veranderd was.
Leereffect
Uit de recente analyses van de hersenactiviteit in rust, uitgevoerd in samenwerking met de Universiteit van Luik, blijkt dat de functionele connectiviteit - een maatstaf voor de correlatie van activiteit in verschillende hersengebieden - veranderd was in specifieke gebieden bij de ruimtevaarders.
«We stellen vast dat de connectiviteit na een ruimtereis anders is», legt Floris Wuyts (UA) uit. «Zeker in bepaalde hersengebieden die de integratie van verschillende soorten informatie tegelijk ondersteunen en zich niet focussen op één type prikkel tegelijk.»
«Sterker nog», gaat zijn collega Steven Jillings verder. «Sommige van de gewijzigde communicatiepatronen waren acht maanden na hun terugkeer naar de aarde nog steeds aanwezig. Andere hersenveranderingen werden dan weer wél teruggedraaid naar het niveau van functioneren van voor de ruimtereis.»
De permanente veranderingen getuigen van een zeker leereffect, menen de onderzoekers. Tijdelijke veranderingen wijzen verder op een aanpassing aan de gewijzigde zwaartekracht.
Verandert gedrag ook?
Volgens dokter Athena Demertzi ( Universiteit Luik) is de dataset die de onderzoekers ter beschikking hebben erg bijzonder. «In 2016 toonden wij als eerste aan hoe de werking van de hersenen bij één kosmonaut veranderd was na een ruimtereis. Nu kregen we de kans om meerdere kosmonauten te volgen. Zo krijgen we een steeds beter beeld van het ware potentieel van het menselijk brein.»
De onderzoekers zijn enthousiast over de resultaten, maar zeggen te beseffen dat dit nog maar de eerste stap is. Er moet bijvoorbeeld nog onderzocht worden of ons gedrag concreet verandert na een ruimtereis, en of een langer verblijf in de ruimte onze waarnemingen kan beïnvloeden. Ook de vraag of bepaalde hersenkenmerken verkieslijk zijn bij de selectie van toekomstige astronauten of specifiek opgevolgd moeten worden tijdens en na een ruimtereis, is nog open voor debat.