두뇌에 모두 hemodynamic 및 electrophysiological 프로세스에 무중력 상태와 hypergravity의 효과는 뇌파와 NIRS 기술에 의해 포물선 비행 중 뒤에 될 것입니다. 타당성 중간 장기 우주 비행 중 수행 계획입니다 좀 더 복잡한 실험의 연구.
짧은 -, 중간 및 장기 무중력 동안인지 이전 연구, 정신 및 / 또는 운동 과정은 자연 속에서 설명되고, 그리고 심리적 측면에 초점을 맞추고있다. 지금까지, neurophysiological 매개 변수의 객관적인 관찰이 수행되지 않았습니다 – 기술 및 방법론 수단을 사용할되지 않은 의심의 여지가 있기 때문에 – 무중력의 neurophysiological 효과에 조사들이 초기에 (슈나이더 외 2008)..
이러한 양전자 방출 tomography (PET)과 자기 공명 영상 (MRI)와 같은 이미징 기술이 공간에서 거의 적용 될 동안, 비침습 가까운 적외선 분광법 (NIRS) 기술은 실시간으로 두뇌의 hemodynamic 프로세스를 매핑하는 방법을 나타냅니다 그 모두 상대적으로 저렴하고 심지어 극단적인 조건에서 근무하실 수 있습니다. electroencephalography (EEG)와 조합 electrotomography (LORETA)를 예를 들어, 미세한 시간적 해상도뿐만 아니라 깊은 현지화과 중력 조건 변경에서 electrocortical 프로세스를 다음의 가능성을 엽니다.
이전 연구는 정상적인 중력 조건 하에서 베타 주파수 활동의 증가와 포물선 비행 중 무중력 상태에 따라 감소했다 (슈나이더 외 있습니다. 2008a + B). 틸트 연구 포물선 비행 변화가 오히려 hemodynamic 변화보다는 정서적인 프로세스를 반영하는 수도, 제안 뇌 기능에 다양한 변화를 공개했다. 그러나, 이러한가 변경 중력이나 두뇌 속에 hemodynamic 변화의 영향인지 아직 확실하지 않다. LORETA / EEG와 NIRS 결합은 처음으로 그것이 가능한 뇌를 두 hemodynamic 및 electrophysiological 프로세스에 무중력과 중력의 감소 효과를지도해야합니다. 처음에는, 이것은 포물선 비행 중 타당성 조사의 일환으로 수행되는 것입니다. 나중에, 그것도 중간 장기 우주 비행 중 두 기술을 사용하는 계획입니다.
이것은 혈액 볼륨과 두뇌에 산소의 공급에 관련된 증가의 장기 재배포도 빈혈이 프로세스에 대한 책임은 중추 신경계의 변화로 이어질 것이라는 가정 수 및 감소 성능을 바꿀 수있는 (데 산토 외. 2005), 이는 그들이 사명 (Genik 외. 2005 년 엘리스 2000)의 성공과 안전을 위해 중요한 수는 것을 의미합니다.
이러한 결과에 따라, 그것은 광범위한 대응책을 개발하고 고용하기 위해 필요합니다. MARS500 연구에 대한 초기 결과는 심혈관 및 운전하는 시스템, 스포츠와 신체 활동의 맥락에서 자신의 중요성 이외에 neurocognitive 매개 변수를 개선하는 역할을 할 수 것이 좋습니다. 이것이 완전히 설치되기 전에, 그러나, 그것은 neurophysiological 프로세스와 관련된 neurocognitive 장애에 대한 중력의 조건을 변화의 영향에 대한 자세한 내용은 필요한 것 같습니다.
인해 극단적인 조건 두뇌 이미징 방법을 누락하는 지금까지인지 성능과 정신 상태에서 장애에 대한 기본 neurophysiological 프로세스는 평가되지 않았습니다. 본 논문에서 우리는 뇌의 피질 활동의 변화와 포물선 비행의 과정에서 산소 수준을 표시하고 사용하는 뇌 내에서 이러한 변경 사항을 집중시킬 수 있었다는 EEG LORETA와 NIRS와 결합된. 예상했던대로, 우리는 전두엽 뇌 영역 (Brodmann 영역 9 +6)에서 현지화된되었습니다 무중력 동안 electrocortical 활동 증가를 발견했습니다. 결과 전환 두뇌 피질 활동 후 약 2000 MS가 정면 두뇌 지역에서 주로 변경되고있는 것으로 나타났습니다. 그것은 Brodmann 영역 6 9이 증가 활동이 두뇌가 신체의 안정성뿐만 아니라 변경 중력 조건에서 모터의 능력을 유지하기 위해 감지하고 변경 중력 조건을 처리 메커니즘을 반영하는 것으로 간주 수 있습니다.
hemodynamic 변경에 관해서는, NIRS는 HHb은 적당한 변화를 갖게 반면 전두엽 뇌 O2Hb 크게, 첫 번째 hypergravity 단계와 무중력 증가에서 감소하는 것으로 나타났습니다. 따라서이 효과는 전적으로 혈액 볼륨의 변화에 의한 수 없습니다. 더 많은 가능성이 O2Hb의 증가는 1.8 G에서 0G (특히 그림 4)로 전환하기 전에 긴 발생 특히, 뇌성 autoregulation의 종류를 반영하는 것 같습니다. 반면 O2Hb 및 HHB 두 번째 hypergravity 단계에서 모두 감소.
인지적 작업의 결과는 정상적인 중력 또는 비행 세션에 비해 기내 무중력 동안 아무런 명확한 손상을 나타냅니다 없습니다. 두 과목 알 수없는 진술의 결과에 따라 포물선 비행이나 두뇌 활동과 산소 수준에서의 증가와 함께 무중력 상태가인지 성능에 영향을 가지고 있는지 수 있습니다. 이전 연구가이 컨텍스트 스트레스에도 역할 (슈나이더 외. 2007) 재생 수 있다고 생각하는 이유를주고, cortisol의 농도에도 불구하고 아무런 변경 사항은 두 과목 얻을 수 없습니다. 또한 데이터가 이러한 결과를 확인하고 두뇌 피질 활동의 변화, hemodynamic 변화뿐만 아니라인지 성능 상관 관계를 허용하도록 필요합니다.
변경 중력의 여러 단계에 걸쳐 뇌 피질 활동과 산소 수준의 로컬 변경 사항의 모니터링을 표시하기위한 본 논문은 NIRS와 LORETA EEG와 함께 사용하여 가능합니다. 이러한 결과는 우주 연구에 성공하고 hypergravity 또는 무중력 상태에서 뇌 피질 활동의 복잡하고 로컬 변경 사항을 표시하고 두뇌의 목적 변경과 정신 또는 모터 테스트를 연관 활성화됩니다. 다음 단계는 장기 우주 동안이 방법을 적용하는 것입니다.
The authors have nothing to disclose.
우리는 그들의 장비, 전문 지식과 도움을 제공하는 브레인 제품 GmbH를 감사하고 싶습니다. 본 연구는 경제와 독일 우주국 (DLR) 50WB0819에서 교부금을 통해 기술의 연방 교육부 재정 지원되었다.