Ağırlıksız ve hypergravity beyin hem de hemodinamik ve elektrofizyolojik süreçlerin etkisi EEG ve NIRS teknikleri parabolik uçuş sırasında takip edilecek. Daha karmaşık bir deney, orta ve uzun vadeli uzay uçuşu sırasında yürütmek için planlanan bir fizibilite çalışması.
Önceki çalışmalar, bilişsel, zihinsel ve / veya motor süreçler kısa, orta ve uzun vadeli ağırlıksız sırasında doğada sadece açıklayıcı ve psikolojik yönleri üzerinde duruldu. Şimdiye kadar, nörofizyolojik parametreler objektif gözlem yapılmıştır değil, teknik ve metodolojik araçları henüz hiç kuşkusuz, çünkü, ağırlıksız nörofizyolojik etkileri soruşturma bebeklik döneminde (Schneider ve ark 2008) .
Pozitron emisyon tomografisi (PET) ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) gibi görüntüleme teknikleri uzayda pek uygulanabilir olmasına rağmen, non-invaziv, yakın-kızılötesi spektroskopi (NIRS) tekniği, gerçek zamanlı olarak beyinde hemodinamik süreçleri haritalama yöntemi temsil eder hem nispeten ucuz olduğunu ve zor koşullar altında bile istihdam edilebilir. Elektroensefalografi (EEG) ile kombinasyonu, örneğin electrotomography (Loreta) ile, ince bir zamansal çözünürlüğü yanı sıra derin yerleşimli yerçekimi değişen şartlar altında electrocortical süreçler aşağıdaki olasılığını açar.
Önceki çalışmaları, normal yerçekimi şartlar altında bir artış ve beta frekans aktivitesi parabolik uçuş sırasında ağırlıksız koşullar altında bir azalma gösterdi (Schneider ve ark. 2008a + b). Tilt çalışmalar parabolik uçuş değişiklikler hemodinamik değişiklikler ziyade duygusal süreçleri yansıtıyor olabilir, önerdiğimiz beyin fonksiyonu farklı değişiklikler saptandı. Ancak, bu değişen yerçekimi veya beynin içinde hemodinamik değişikliklere etkilerinin olup olmadığı hala belirsiz. Loreta / EEG ve NIRS birleştiren ilk kez mümkün beyin hem de hemodinamik ve elektrofizyolojik süreçlerin ağırlıksız ve düşük yerçekimi etkisi harita yapmak gerekir. Başlangıçta, bu parabolik uçuş sırasında bir fizibilite çalışmasının bir parçası olarak yapılacak. Daha sonra, aynı zamanda orta ve uzun vadeli uzay uçuşu sırasında her iki tekniğin kullanılması planlandı.
Bu, kan hacmi ve oksijen beyin için tedarik artışa uzun vadeli bir yeniden dağıtım anemik süreçler için de sorumlu olan merkezi sinir sisteminde değişikliklere neden olacağını kabul edilebilir ve azaltmak, performansı açabilirsiniz (De Santo ve ark 2005), onlar için çok önemli bir misyon (Genik ve ark, 2005, Ellis 2000) başarı ve emniyet anlamına gelir.
Bu sonuçlara bağlı olarak, geniş kapsamlı önlemler geliştirmek ve istihdam için gerekli olacaktır. MARS500 çalışma için ilk sonuçları, kardiyovasküler ve lokomotor sistem, spor ve fiziksel aktivite bağlamında önemlerini yanı sıra bilişsel parametrelerin iyileştirilmesi önemli bir rol oynayabilir, o öneririz. Ancak, bu tam olarak kurulmadan önce, nörofizyolojik süreçler ve bununla ilişkili bilişsel bozukluğu ağırlık değişen koşullara etkisi hakkında daha fazla bilgi edinmek için gerekli gibi görünmektedir.
Nedeniyle zor koşullar altında beyin görüntüleme yöntemleri eksik bugüne kadar, bilişsel performans ve ruhsal durumunu değer düşüklüğü karşılığı yatan nörofizyolojik süreçler değerlendirilmemiştir. Bu yazıda beyin kortikal aktivite değişiklikleri ve parabolik uçuş sırasında oksijenasyon düzeyi görüntülemek için kullanarak beynin içinde bu değişiklikleri yerelleştirmek başardık EEG Loreta ve NIRS ile birleştirdi. Beklendiği gibi, frontal beyin bölgelerinde lokalize (Brodmann alanlarda 9 +6) electrocortical aktivite sırasında ağırlıksız bir artış bulundu. Sonuçlar geçiş beyin kortikal aktivite sonrası yaklaşık 2000 ms frontal beyin bölgelerinde ağırlıklı olarak değiştirilmiş olduğunu göstermektedir. Brodmann alan 6 ve 9 Bu aktivite artışı, beyin, vücut istikrarın yanı sıra değişmiş yerçekimi koşullarında motorun yeteneği tutmak için tespit ve yerçekimi koşulları değişti işleme mekanizmalarını yansıttığını kabul olabilir.
Hemodinamik değişiklikler ile ilgili olarak, NIRS HHB sadece ılımlı değişiklikler gösterdi, oysa frontal beyin O2Hb dramatik ilk hypergravity faz ve ağırlıksız artış azaldığını ortaya koydu. Buna göre, bu etki sadece kan hacmi bir kayma isnat edilemez. Daha büyük olasılıkla bu O2Hb artışı 1,8 G 0g (özellikle Şekil 4) geçiş uzun süre önce oluşur, özellikle serebral otoregülasyon bir tür yansıtacak gibi görünüyor. Kontrast O2Hb ve HHB düşüş ikinci hypergravity aşamasında her iki.
Bilişsel görev sonuç normal yerçekimi veya uçuş ağırlıksız bir ön kontrol oturuma göre açık sırasında herhangi bir bozulma göstermektedir. Iki konuda net bir bildirimde sonuçlarına göre, parabolik uçuşlar veya beyin aktivite ve oksijen düzeyi artışı ile birlikte ağırlıksız bilişsel performansı üzerinde bir etkisi olup olmadığını mümkündür. Daha önceki çalışmalar, bu bağlamda stres de rol (Schneider ve ark 2007) oynayabileceğini söyledi inanmak için gerekçe, yine de herhangi bir değişiklik kortizol konsantrasyonu her iki denekler için elde edilebilir. Er veriler, bu bulguları doğrulamak ve beyin kortikal aktivite değişiklikleri, hemodinamik değişikliklerin yanı sıra bilişsel performansı korelasyon izin için gereklidir.
Bu yazıda beyin kortikal aktivite ve oksijen düzeyi değişen ağırlık farklı aşamalarında yerel değişiklikler bu izleme göstermek için tasarlanmıştır NIRS ve Loreta birlikte EEG kullanarak mümkündür. Bu sonuçlar, uzay araştırmaları için bir başarı ve hypergravity veya ağırlıksız beyin kortikal aktivite karmaşık ve yerel değişiklikleri gösterme ve zihinsel veya motor test beyin objektif değişiklikler ile korele sağlayacaktır. Bir sonraki adım, uzun süreli uzay sırasında bu yöntemi uygulamak için.
The authors have nothing to disclose.
Beyin Products GmbH, kendi ekipman, uzmanlık ve yardım sağlamak için teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma, Ekonomi ve Alman Uzay Ajansı (DLR) 50WB0819 hibe yoluyla Teknoloji Federal Bakanlığı tarafından finanse edildi.