Was der Aufenthalt im Weltraum mit dem Gehirn macht “`

(SeaPRwire) –   Der menschliche Körper ist nicht für den Weltraum geschaffen. Knochen können entkalken, Muskeln können verkümmern, der Blutdruck kann abfallen, die Herzfrequenz kann unregelmäßig werden und Flüssigkeiten können sich im Kopf ansammeln, was zu Schmerzen, Verstopfung, Sehproblemen und sogar Nierensteinen führen kann, da weniger Wasser als Urin ausgeschieden wird. Sport und ausreichende Flüssigkeitszufuhr können einige dieser Probleme lindern, aber jeder Aufenthalt im Weltraum fordert seinen Tribut – insbesondere die langen sechs- bis zwölfmündigen Schichten, die viele Astronauten auf der Raumstation absolvieren. Und das ist nur die körperliche Belastung. Weniger erforscht, aber nicht weniger besorgniserregend, ist die Wirkung von Langzeitraumflügen auf das Gehirn.

Eine neue Studie, veröffentlicht in Frontiers in Physiology, liefert einige Antworten – meist ermutigende. Obwohl das Gehirn, wie der Körper, im Weltraum Schaden nehmen kann, stellten die Forscher fest, dass Astronauten ihre intellektuellen und verhaltensbezogenen Fähigkeiten größtenteils behalten und sich zuverlässig, wenn auch manchmal langsam, an ihre dünne Umgebung anpassen.

Die von der Neuropsychologin Sheena Dev vom Behavioral Health and Performance Laboratory der NASA geleitete Forschung war umfassend. Sie umfasste 25 Astronauten, die vor, während und nach sechsmonatigen Einsätzen an Bord der Internationalen Raumstation eine Reihe von 10 verschiedenen kognitiven Tests durchliefen. Die Probanden absolvierten die erste Testserie 90 Tage vor ihrem Abflug von der Erde. Dies lieferte einen Basiswert, anhand dessen ihre spätere Leistung gemessen werden konnte. Sie wiederholten die Übungen in ihrem ersten und letzten Monat im Orbit und dann erneut zehn und 30 Tage nach ihrer Rückkehr zur Erde.

Es gab viele Gründe, mit Leistungseinbußen bei den Probanden aufgrund ihres Aufenthalts im Weltraum zu rechnen. Zu den psychologischen und emotionalen Faktoren, die Dev und ihre Kollegen berücksichtigten, gehörten Isolation, Eingeschlossenheit, Entfernung von zu Hause, Überarbeitung, Störung des zirkadianen Rhythmus und Schlafentzug.

„Schon auf der Erde können Verarbeitungsgeschwindigkeit, Arbeitsgedächtnis und Aufmerksamkeit kognitive Bereiche sein, die vorübergehende Veränderungen zeigen, wenn eine Person unter Stress steht“, sagte Dev in einer Erklärung zur Veröffentlichung der Studie. „Wenn Sie einen wirklich stressigen Tag haben, aber in der Nacht zuvor nicht viel geschlafen haben, könnten Sie das Gefühl haben, dass es schwer ist, sich zu konzentrieren, oder dass Sie mehr Zeit brauchen, um Aufgaben zu erledigen.“

Mikroschwerkraft und die Exposition gegenüber kosmischer Strahlung wurden ebenfalls als potenzielle Variablen angesehen, die zu einem kognitiven Abbau beitragen könnten. Obwohl Dev und ihre Kollegen nicht spekulierten, wie genau diese Faktoren Probleme verursachen könnten, schlossen sie Schäden am Hirngewebe und am zentralen Nervensystem nicht aus.

Bevor die Astronauten mit den kognitiven Übungen begannen, gaben sie an, wie viele Stunden sie in der vorherigen Nacht geschlafen hatten und wie hoch ihr aktuelles Wachheitsniveau auf einer Skala von null bis zehn war. Dies würde helfen festzustellen, ob etwaige Defizite in ihrer Leistung auf unmittelbare, vorübergehende Faktoren oder längerfristige, Hintergrundstressoren zurückzuführen waren. Jeder der anschließend durchgeführten Tests sollte eine bestimmte kognitive Fähigkeit messen.

Bei einem Test namens „Visual Object Learning Task“ wurden ihnen beispielsweise dreidimensionale Figuren gezeigt, die sie auswendig lernen sollten, und sie mussten sie dann aus einer späteren, größeren Auswahl an Formen auswählen. Bei der „Emotion Recognition Task“ wurden ihnen Fotos von Menschen gezeigt, die eine Reihe von Emotionen zeigten, und sie sollten sie als glücklich, traurig, wütend, ängstlich oder emotionslos identifizieren. Bei der „Matrix Reasoning Task“ wurden ihnen eine Reihe von Formen gezeigt, die sich nach einem vorhersehbaren Muster veränderten – wobei jedoch eine Form irgendwo in der Mitte der Sequenz fehlte. Sie mussten dann eine Reihe anderer Formen betrachten und diejenige finden, die das Muster korrekt vervollständigte. Beim „Balloon Analog Risk Test“ spielten sie ein Videospiel, bei dem sie versuchten, einen Bildschirm-Ballon so groß wie möglich aufzublasen, ohne ihn zum Platzen zu bringen. Je mehr Pumpstöße mit imaginärer Luft sie gaben, desto mehr Punkte gewannen sie, es sei denn, sie blästen ihn zu sehr auf und er platzte. Dieser Test war weniger ein Maß für die kognitiven Fähigkeiten der Astronauten als für ihre Bereitschaft, Risiken einzugehen, um eine größere Belohnung zu erzielen, anstatt auf Nummer sicher zu gehen, um eine kleinere, aber garantierte Belohnung zu erhalten.

Die gute Nachricht – sowohl für die einzelnen Probanden als auch für das größere menschliche Unterfangen des Reisens im Weltraum – ist, dass die Fähigkeiten der Astronauten in den Monaten vor, während und nach dem Flug nicht signifikant nachließen. „Die Leistung der Astronauten war während des gesamten Fluges stabil“, sagt Dev. „[Es gab] keine Hinweise auf signifikante Beeinträchtigungen oder neurodegenerative Rückgänge.“

Das heißt aber nicht, dass Raumfahrt überhaupt keinen Tribut forderte. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit, das Arbeitsgedächtnis und die Aufmerksamkeit der Astronauten waren im Weltraum langsamer als auf der Erde – wobei zugewiesene Aufgaben mindestens etwas länger dauerten –, aber nicht weniger genau. Nicht alle Fähigkeiten wurden zur gleichen Zeit oder im gleichen Umfang wiederhergestellt. Eine verminderte Aufmerksamkeitsfähigkeit zeigte sich beispielsweise nur zu Beginn der Mission, bevor sie sich schließlich wieder erholte, während die Verarbeitungsgeschwindigkeit während der gesamten sechs Monate im Weltraum etwas langsamer blieb, bevor sie nach der Rückkehr der Astronauten zur Erde wieder normal wurde.

Die Leistung bei der Emotionserkennung verbesserte sich während der gesamten Mission – ein insgesamt positives Ergebnis, wenn es darum geht, mit anderen Menschen auf engstem Raum zu leben und zu arbeiten. Die Risikobereitschaft, wie im Ballon-Test gezeigt, nahm während der sechs Monate im Weltraum ab, wobei die Astronauten weniger geneigt waren, den Ballon zum Platzen zu bringen – vielleicht ein Ergebnis einer allgemeinen Tendenz zur Vorsicht, die durch das Leben in einer von Natur aus gefährlichen Umgebung entstanden ist. Die Leistung bei der „Matrix Reasoning Task“ – der Mustererkennungsübung – verbesserte sich während der gesamten Zeit im Weltraum stetig.

„Auch in Bereichen mit beobachteten Rückgängen konnten die Astronauten immer noch kompensieren und ihre Aufgaben effektiv erledigen“, sagte Dev in einer Erklärung.

Sechs Monate sind natürlich nur ein Bruchteil der Zeit, die zukünftige Besatzungen im Weltraum verbringen werden – weniger sogar als die achtmonatige Mindestdauer, die benötigt wird, um zum Mars zu gelangen, ganz zu schweigen von der Zeit auf der Oberfläche und der Rückreise. Die aktuellen Ergebnisse zeigen jedoch, dass eine Spezies, die beim Erkunden ihres eigenen Planeten erwachsen wurde, durchaus die Temperaments- und neurologischen Voraussetzungen haben könnte, um viel weiter zu gehen – und zwar viel länger.

Zusammenfassend lässt sich sagen: „Das Leben und Arbeiten im Weltraum war nicht mit weit verbreiteten kognitiven Beeinträchtigungen verbunden, die auf signifikante Hirnschäden hindeuten würden.“