Beyin Kortikal Fonksiyon ve değiştirildi Yerçekimi Koşullar sırasında Nörobilişsel Performansı arasındaki uyum,

Bu prosedür, ağırlıksızlıkta azalmış nörobilişsel performansın ne ölçüde hemodinamik ve elektro kortikal değişikliklerin birincil etkilerine veya ikincil stresle ilgili etkilere bağlı olduğunu belirlemek için kombine bir EEG ve yakın kızılötesi spektroskopi kayıt tekniği uygular. Bu, mikro yerçekimi, mikro yerçekimi ve normal yerçekimi aşamaları dahil olmak üzere parabolik bir uçuş sırasında katılımcıların elektro kortikal aktivitesindeki değişikliklerin izlenmesiyle gerçekleştirilir. Frontal beyindeki hemodinamik değişiklikler, yakın kızılötesi spektroskopi veya sinirler kullanılarak paralel olarak izlenebilir.

Beyin kortikal aktivitesindeki değişiklikler daha sonra elektromanyetik tomografi kullanılarak lokalize edilebilir. Son adım, elektrokortikal ve hemodinamik değişiklikleri ilişkilendirmektir. Sonuç olarak, sonuçlar, değişen yerçekimi koşullarına bağlı hemodinamik değişikliklerin elektrokortikal fonksiyondaki değişikliklerle ilişkili olduğunu göstermektedir.

Bu tekniğin MRI veya PET gibi mevcut yöntemlere göre ana avantajı, elektro tomografi ve yakın kızılötesi spektroskopi ile birleştirilmiş elektrofotografinin, parabolik uçuşlar veya HyperV ağırlıksız, sınırlı yükler ve sınırlı alan ile uzay uçuşları gibi aşırı ortamlarda mümkün olmasıdır ve beyindeki nöral elektriksel aktivitedeki değişiklikleri ve hemodinamik öldürme değişikliklerini ölçmeye ve ilişkilendirmeye izin verir. Bu yöntem, hemodinamik ve elektriksel kortikal değişikliklere yol açan değişen yerçekimi koşulları gibi nörofizyoloji ve uzay araştırmaları alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olur. Bu değişikliklerin beynin tam olarak neresinde gerçekleştiğini ve bu değişikliklerin sonuçlarının ne olduğunu cevaplamaya yardımcı olur.

Altta yatan nörofizyolojik süreçleri tanımladıktan sonra, uzayda olduğumuzda, ağırlıksız olduğumuzda beyin kortikal fonksiyonuna ve hemodinamiğe ne olduğunu belirledikten sonra, yaşam kalitesini, görev başarısını ve görev güvenliğini iyileştirmek için özel karşı önlemler geliştirebiliriz. Dolayısıyla bu yöntem beynin çalışma mekanizmaları hakkında fikir verebilir veya nörolojik hastaların nörolojik bozuklukları veya beynimizin nasıl çalıştığına dair temel fikir gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Bu araştırma fikri ilk olarak uzayda yaşayan astronotlardan nörobilişsel düşüşleri duyduğumuzda aklımıza geldi.

Bu yöntemin görsel gösterimi kritiktir, çünkü analiz adımlarını öğrenmek zordur, çünkü verileri işlemenin ve analiz etmenin birçok yolu vardır: Uçuştan bir ila iki saat önce. Katılımcılar, deneylere hazırlanmak için havaalanındaki bir odaya alınır. İlk olarak, baş çevreleri ölçülür ve kafa derileri temizlenir, böylece entegre hemşire optos ve alıcısı olan EEG kapağı katılımcının kafasına yerleştirilebilir.

Bir sonraki adım, FP bir ve FP iki elektrotlarının konumlarını işaretlemektir. İlk olarak, nasn ve inion arasındaki mesafe, Sian ile inion arasındaki yolun 10'da biri olan bir mesafede ölçülür. Sian'dan başlayarak, orta hattın soluna ve sağına, baş çevresinin 20'de biri kadar bir mesafede iki işaret yapılır.

Kapak, kafa derisine takılacak elektrotları içerir ve sensörlerin doğru pozisyonunu sağlar. Katılımcının kafa boyutuna uygun bir EEG başlığı seçilir. Ardından, kapak kenara çekilir.

Katılımcının başı ve pozisyonu kontrol edilir. CZ elektrodu tepe noktasında, FP bir ve FP ikide olmalı ve O bir ve O2 elektrotları yatay olmalı ve işaretlerin üzerinde, kapağın simetrik ve uygun bir konumda kalmasını sağlamak için bir çene kayışı bağlanmalıdır. Daha sonra, bunu yapmak için kalp atış hızı elektrodu yerleştirilir, bir EEG elektrodu kullanılabilir ve sensör katılımcının göğsüne yerleştirilir.

Artık elektrotların empedansı en aza indirilir ve sinyal iletimi kontrol edilir. Her elektrot, empedans ölçümü başlatıldığında okunacak olan LED'ler içerir. Kıllar künt uçlu bir iğne ile elektrodun ucundan uzaklaştırılır ve referans ve toprak elektrotlarından başlanarak elektrotun ucu ile cilt yüzeyi arasına jel enjekte edilir.

Jel enjekte edildiğinde, empedans azaldıkça LED'lerin rengi değişecek, böylece ilk kırmızı renk önce sarı, sonra yeşil olacaktır. Hedef empedans değeri 25 kilo ohm'da elde edildiğinden, elektrotların hareketi bu hedef değerde veya altında iyi bir sinyal-gürültü oranı sağlayacaktır. Bu prosedür tüm kapak elektrotları için tekrarlanır.

Her iki katılımcı için elektrot kapağı hazırlandıktan sonra, katılımcılara parabolik uçuşun detayları ve izlenecek deneysel zaman programı hakkında talimatlar verilir. Sıfırdan 30'a kadar olan parabolün şematik bir özeti ve gerçekleştirilecek görevler katılımcılara sunulur. Ayrıca, testlerin ne zaman ve nasıl başlatılacağı ve durdurulacağı ile ilgili sözlü duyurular gözden geçirilir.

Son olarak, katılımcılar uçak içi uçuş hazırlığı için uçağa getirilir. Uçağa bindikten sonra, katılımcılar deney düzeneğinde yan yana oturtulur ve emniyet kemerleri gevşek bir şekilde bağlanır. EEG kabloları elektrot kontrol kutusuna bağlanır ve elektrot kontrol kutusu amplifikatöre bağlanır.

Daha sonra, sinirler OID'ler ve alıcı, EEG kapağındaki OID tutucusuna sabitlenir. Bu noktada EEG NERS modülüne geçilir. Bu, sinyalin bağlantısını ve kalitesini kontrol eder.

Daha sonra sinirler ve EEG yazılımı başlatılır ve kayıt için bir çalışma alanı oluşturulur. Veriler açılır. Ardından dosya adı, kayıt frekansı ve montaj girilir.

Herhangi bir sinyal yetersiz ise. EEG için empedans değerleri veya sinirler için DAQ değerleri yeniden ayarlanır veya gerektiğinde daha fazla jel enjekte edilir. Bu noktada EEG ve sinir sinyalinin kaydı başlatılır ve dinlenme durumu prem ölçümleri toplanır.

Katılımcıların bu noktada herhangi bir görevi yoktur, ancak yine de rahatlamalı ve gözlerini kapalı tutmalıdır. Kayıt üç dakika sonra durdurulur. Dinlenme süresinden sonra, katılımcılar bilişsel görev kara tahta yarışmasının temel testini yapacaklardır.

Son olarak, tüm cihazlar kapatılır ve EEG elektrot kontrol kutusunun yanı sıra hemşirenin optos ve alıcısının bağlantısı kesilir. Kamera ve iPhone'lar da dahil olmak üzere tüm ekipmanlar, uçuş içi deneyler için kalkış hazırlığı için bir bölmede saklanır. Uçak seyir irtifasına ulaştığında, ilk adım video kamerayı tırabzana monte etmek ve ardından video kaydını başlatmaktır.

Daha sonra katılımcılar koltuklarına yerleştirilir ve emniyet kemerleri gevşek bir şekilde bağlanır. Katılımcılar en azından sıfırdan 25'e kadar olan paraboller için oturmalıdır. iPhone'lar, katılımcıların üst bacağına Velcro ile tutturulur.

Şimdi, EEG elektrot kontrol kutusu bağlanır ve sinirler optos ve alıcı, kapaktaki opto tutucuya sabitlenir. EEG ve sinirler modülü başlatılır ve EEG empedansı ve NS DAQ değerleri kontrol edilerek EEG sinir sinyalinin kalitesi doğrulanır. Dinlenme kaydı üç dakika boyunca gerçekleştirilir.

Parabol sıfır olarak adlandırılan ilk parabol, katılımcıların prosedüre ve yerçekimi koşullarındaki değişikliğe uyum sağlamalarını sağlamak için kullanılacaktır. Daha sonra bir ila 10 arasındaki parabol sırasında, katılımcılar gözleri kapalı olarak koltuklarında sessizce otururken sadece dinlenme durumu EEG hemşiresi kaydedilir. Daha sonra, katılımcılar beş parabolün iki bloğu sırasında gerçekleştirilecek bilişsel görevler için hazırlanır.

Kayıt, katılımcılara talimat veren ve aynı zamanda bilişsel testlerin sonuçlarını ve zamanlarını kaydeden operatör tarafından kontrol edilir. Bu bilişsel işleme görevinde katılımcı, bir denklemin hangi tarafının, katılımcının diğer hız ve doğruluğundan daha büyük olduğunu belirler. Yanıt program tarafından kaydedilir ve doğruluk, hız ve katılımcının parabol 11 ila 15 sırasında ulaştığı en yüksek seviyeye bağlı olarak nihai bir yüksek puan verilir.

Daha sonra 16'dan 20'ye kadar olan paraboller sırasında, birinci katılımcı bu görevi bir G'de ve ikinci katılımcı ara sıra sıfır G'de gerçekleştirecektir. Dinlenme ölçümleri, parabolik dizi sırasında ve ilk parabolden önce ve son parabolden sonra kaydedilir. Son 10 parabol, önceki ölçümlerin veya deneylerin tekrarlanması gerektiğinde kullanılabilir.

Yere geri döndüklerinde, katılımcıların ve operatörün, deney düzeneğine geri dönmeden ve son ölçümler için her şeyi hazırlamadan önce uçağı geçici olarak terk etmelerine izin verilir. Bu sırada dinlenme durumu EEG hemşiresi ölçümleri tekrarlanır. Tüm kayıtlar tamamlandıktan ve kapak katılımcıdan çıkarıldıktan sonra, deney düşük çözünürlüklü beyin elektromanyetik tomografisi veya Loretta kullanılarak sonlandırılır.

Frontal beyin kortikal aktivitesindeki bireysel değişiklikleri belirlemek mümkündür. Birinci katılımcı için, mikro yerçekiminin başlamasından 2000 milisaniye sonra meydana gelen değişiklik, dorsal lateral prefrontal kortekse ait olan Broadman alanı dokuzda lokalize edildi. Bu bölge, motor planlama, organizasyon ve düzenleme sürecinde duyusal ve anımsatıcı bilgilerin entegrasyonunda önemli bir rol oynar.

İkinci katılımcı için, bu değişiklikler Broadman alan dokuzuna ve ayrıca vücut stabilizasyonu sırasında duyusal düzenlemedeki rolü ile bilinen pre-motor korteks olan Broadman alan altıya lokalize edilebilir. Bu sonraki iz, frontal beyin bölgesindeki yakın kızılötesi spektroskopiyi göstermektedir. Siyah eğri G seviyesini gösterir.

Sarı arka plan normal yerçekimini gösterir. Mavi arka plan hiper yerçekimini, pembe arka plan ise beklendiği gibi mikro yerçekimini gösterir. Mikro yerçekimi fazında kırmızı iz ile gösterildiği gibi oksijenli kanda bir azalma olur, ardından mikro yerçekimi fazında oksijenli kan artışı olur.

Bu şekilde başka bir katılımcıdan da benzer sonuçlar görülmektedir. İlginç bir şekilde, mavi iz ile gösterildiği gibi oksijensiz kan miktarı, ilk HyperV fazı veya ağırlıksızlık fazı için tutarlı bir davranış göstermedi, ancak her iki denekte de ikinci HyperV fazında bir azalma gösterdi. Bu şekil, uçuş sırasında ölçülen sıfır Gs'de uçuştan önce ölçülen ve uçuş sırasında da ölçülen bir G'de ölçülen, eğitim sırasında üç ölçüm noktası için iki deneğin bilişsel görevini göstermektedir.

Puanlar, parabolik uçuşlar sırasında daha önce bildirilen nörobilişsel düşüşlerin büyük olasılıkla bireysel stres reaksiyonlarından kaynaklandığını gösteren konular arasında farklılık gösterir. Bu videoyu izledikten sonra, kombine e, e, g ve diz tekniğinin nasıl uygulanacağının yanı sıra elektro kortikal aktivitenin ve hemodinamik değişikliklerin paralel olarak nasıl izleneceğini iyi anlamış olmalısınız. Bu prosedürü denerken, sinyalin kalitesini kontrol etmek ve deneklerin davranışlarını izlemek önemlidir.

Bu teknikler, beyin kortikal fonksiyonuyla ilgilenen ve mikro yerçekiminin beyin kortikal fonksiyonu üzerindeki etkilerini araştıran araştırmacıların önünü açabilir ve bu mekanizmaları tanımladığımızda, bu hastalara, astronotlara ve normal insanlara yardımcı olabilir.