Un equipo internacional de investigadores de Rusia y Bélgica, incluyendo científicos de la Universidad HSE, ha descubierto que los viajes espaciales tienen un impacto significativo en el cerebro: descubrieron que los cosmonautas demuestran cambios en la conectividad cerebral relacionados con la percepción y el movimiento.
Algunas áreas, como las regiones de las corticales insulares y parietales, funcionan de manera más sincronizada con otras áreas cerebrales después del vuelo espacial. Por otro lado, la conectividad de otras regiones, como el cerebelo y los núcleos vestibulares, disminuye. Los resultados del estudio fueron publicados en Frontiers in Physiology.
Mientras Roscosmos discute futuros vuelos tripulados a Marte, la NASA planea abrir la Estación Espacial Internacional para el turismo comercial, y SpaceX está probando su prototipo de nave estelar Marte, los científicos están seriamente preocupados por el impacto de una estancia prolongada en el espacio en el cuerpo humano.
Durante los vuelos, los astronautas están continuamente expuestos a la ingravidez, lo que requiere adaptación y provoca cambios en el cuerpo. La vida en planetas y satélites colonizados, el futuro probable de la humanidad, exigirá condiciones especiales para que nuestro cuerpo esté a salvo. Aunque los efectos de la ingravidez sobre los huesos, los músculos y el sistema vestibular son bien conocidos, todavía no se ha examinado a fondo la forma en que el cerebro humano hace frente a la microgravedad. Estudios recientes que usan neuroimágenes muestran que los viajes espaciales no dejan el cerebro intacto.
Un equipo internacional que incluía científicos de la Universidad HSE, el Instituto de Problemas Biomédicos RAS, el Centro Federal de Tratamiento y Rehabilitación, la Universidad Estatal de Moscú Lomonosov, el Centro de Formación de Cosmonauta de Gagarin y varias organizaciones de investigación belgas utilizaron la resonancia magnética funcional (fMRI, por sus siglas en inglés) para medir la conectividad cerebral funcional en un grupo de once cosmonautas en un proyecto de investigación innovador. Resultó que la adaptación a la microgravedad y los cambios relacionados en la actividad motora pueden causar las modificaciones de la conectividad funcional entre las áreas cerebrales.
Los investigadores realizaron fMRIs cerebrales en los cosmonautas antes y después de las misiones espaciales que duraron en promedio seis meses y luego compararon sus datos con los de los voluntarios sanos que se habían quedado en la Tierra. Los investigadores buscaban cambios en la conectividad entre las áreas cerebrales subyacentes a las funciones sensomotoras, como el movimiento y la percepción de la posición corporal. Estas áreas cerebrales fueron activadas usando estimulación plantar que imita la marcha.
Los científicos descubrieron cambios en las conexiones cerebrales de los cosmonautas. Para compensar la falta de información de los órganos del equilibrio, que no pueden proporcionar información fiable en microgravedad, el cerebro desarrolla un sistema auxiliar de control somatosensorial, con una mayor dependencia de la retroalimentación visual y táctil en lugar de la entrada vestibular.
Por un lado, se ha revelado una menor conectividad entre la corteza cerebral y los núcleos vestibulares. Bajo la gravedad de la Tierra, los núcleos vestibulares son responsables del procesamiento de las señales provenientes del sistema vestibular. Pero en el espacio, según los investigadores, el cerebro puede reducir la actividad de estas estructuras para evitar información conflictiva sobre el medio ambiente. También descubrieron que después de los vuelos espaciales, las conexiones del cerebelo y de otras estructuras, en particular las responsables del movimiento, disminuyen.
Por otro lado, la fMRI mostró un aumento en las conexiones entre la corteza insular en los hemisferios izquierdo y derecho, así como entre la corteza insular y otras áreas del cerebro. Los lóbulos insulares, entre otras cosas, son responsables de la integración de señales procedentes de diferentes sistemas de sensores. Funciones similares son realizadas por el área de la corteza parietal en el giroscopio supramarginal derecho, que también demostró una mayor conectividad con otras áreas del cerebro después del vuelo.
“Es un hecho interesante que el aumento de la conectividad entre el giro supramarginal derecho y la corteza insular izquierda fue mayor entre los cosmonautas que experimentaron un proceso de adaptación inicial menos cómodo en la estación espacial (aquellos que experimentaron vértigo, la ilusión de la posición del cuerpo, etc.)”, dice Ekaterina Pechenkova, Investigadora Principal del Laboratorio de Investigación Cognitiva de HSE.
Los investigadores creen que este tipo de información ayudará finalmente a comprender mejor por qué las distintas personas tardan tanto tiempo en adaptarse a las condiciones de los vuelos espaciales, y ayudará a desarrollar programas de formación individual más eficaces para los viajeros espaciales.
