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    Il cervello degli astronauti cambia forma durante il volo spaziale

    Il blu mostra le aree di diminuzione del volume della materia grigia, probabilmente riflette lo spostamento del liquido cerebrospinale. L'arancione mostra le regioni di aumento del volume della materia grigia, nelle regioni che controllano il movimento delle gambe. Ciò probabilmente riflette la plasticità cerebrale associata all'"imparare a muoversi in condizioni di microgravità". Questa è la prima immagine di come il volo spaziale cambia la struttura del cervello negli esseri umani! Credito:Università del Michigan

    Le risonanze magnetiche prima e dopo le missioni spaziali rivelano che il cervello degli astronauti si comprime e si espande durante il volo spaziale, secondo uno studio dell'Università del Michigan.

    I risultati potrebbero avere applicazioni per il trattamento di altre condizioni di salute che influenzano la funzione cerebrale, afferma la ricercatrice principale Rachael Seidler, Professore di kinesiologia e psicologia.

    Lo studio, ritenuto il primo ad esaminare i cambiamenti strutturali che avvengono nel cervello degli astronauti durante il volo spaziale, scoperto che il volume della materia grigia è aumentato o diminuito, e l'entità dell'alterazione dipendeva dal tempo trascorso nello spazio.

    Seidler e colleghi hanno esaminato la risonanza magnetica strutturale in 12 astronauti che hanno trascorso due settimane come membri dell'equipaggio della navetta, e 14 che hanno trascorso sei mesi sulla Stazione Spaziale Internazionale. Tutti gli aumenti e le diminuzioni sperimentati della materia grigia in diverse parti del cervello, con cambiamenti più pronunciati più a lungo gli astronauti trascorrono nello spazio.

    "Abbiamo scoperto che vaste regioni di volume di materia grigia diminuisce, che potrebbe essere correlato alla ridistribuzione del liquido cerebrospinale nello spazio, "Ha detto Seidler. "La gravità non è disponibile per tirare giù i fluidi nel corpo, con conseguente cosiddetta faccia gonfia nello spazio. Ciò può comportare uno spostamento della posizione del cervello o una compressione".

    Questa figura mostra gli effetti dose-risposta:le aree blu sono dove ci sono più diminuzioni di materia grigia negli astronauti della stazione spaziale internazionale rispetto a quelli che hanno appena trascorso alcune settimane sullo space shuttle. Credito:Università del Michigan

    I ricercatori hanno anche riscontrato aumenti del volume della materia grigia nelle regioni che controllano il movimento delle gambe ed elaborano le informazioni sensoriali dalle gambe, che possono riflettere i cambiamenti legati al cervello che impara a muoversi in condizioni di microgravità. Questi cambiamenti erano maggiori negli astronauti della stazione spaziale perché i loro cervelli imparavano e si adattavano 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

    "È interessante perché anche se ami qualcosa non ti eserciterai più di un'ora al giorno, "Ha detto Seidler.

    Ma i cambiamenti cerebrali osservati dai ricercatori erano equivalenti a qualcuno che praticava una nuova abilità 24 ore su 24.

    "Nello spazio, è un esempio estremo di neuroplasticità nel cervello perché sei in un ambiente di microgravità 24 ore al giorno, "Ha detto Seidler.

    La riga superiore mostra i cambiamenti del cervello con il riposo a letto di lunga durata; la riga in basso mostra i cambiamenti del cervello con il volo spaziale. L'arancione mostra le regioni di aumento; blu =diminuzione. Ci sono alcune sovrapposizioni ma anche notevoli differenze con il volo spaziale che mostra più cambiamenti nel cervelletto, una struttura che è coinvolta nell'apprendimento motorio. Credito:Università del Michigan

    Sebbene non abbiano ancora individuato l'esatta natura dei cambiamenti, i risultati possono portare a nuovi modi di pensare a determinate condizioni di salute, ad esempio, persone a riposo a letto di lunga durata o persone con idrocefalo normoteso, una condizione in cui il liquido spinale cerebrospinale si accumula nei ventricoli nel cervello e provoca pressione.

    Seidler ha detto che i cambiamenti del cervello potrebbero riflettere nuove connessioni tra i neuroni, e sta conducendo un altro studio a lungo termine che aiuterà a determinare le ripercussioni sulla cognizione e sulle prestazioni fisiche, così come per quanto tempo durano i cambiamenti del cervello. Per esempio, anche dopo il ritorno dell'equilibrio, il cervello potrebbe ancora reclutare percorsi diversi per compensare i cambiamenti strutturali cerebrali causati dal volo spaziale.

    "Il comportamento può tornare alla normalità, ma il modo in cui il cervello controlla il comportamento può cambiare, " lei disse.

    Questi risultati sono in gran parte paralleli a quelli di uno studio sul riposo a letto a lungo termine condotto da Seidler, in cui i volontari hanno trascorso fino a tre mesi in posizione inclinata verso il basso, e il cervello si è spostato verso l'alto.


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