Breinscans laten zien dat Russische kosmonauten terugkeren met kleinere hersens

Ruimtevluchten zijn spannend, inspirerend en ze brengen de mensheid samen – maar helaas zijn ze nogal zwaar voor het menselijk lichaam. Dat een tripje naar de maan een aanslag op je fysieke gesteldheid is wisten we al, maar een nieuw onderzoek laat zien dat langdurige ruimtemissies ook het menselijk brein beïnvloeden door de hoeveelheid grijze stof te verminderen en het hersenvocht juist laten toenemen.

Onder leiding van neurowetenschapper Floris Wuyts van de Universiteit van Antwerpen, voerde een team onderzoekers hersenproeven uit op tien Russische kosmonauten. De resultaten hiervan werden vorige week gepubliceerd in The New England Journal of Medicine.

Vlak voordat de Russen naar het ISS vertrokken, werden ze door een MRI-scanner gehaald. Negen dagen nadat ze weer terugkeerden op aarde werd een tweede breinscan uitgevoerd. Zeven van de tien ruimtevaarders kregen 200 dagen nadat ze teruggekeerd waren nog een laatste scan om te kijken hoe hun hersenen zich na een langere tijd hadden hersteld. De kosmonauten waren allemaal mannen met een gemiddelde leeftijd van 44 jaar, die gemiddeld 189 dagen in een baan rond de aarde verbleven.

Het team van Wuyts ontdekte dat de hoeveelheid grijze stof (hersenweefsel dat wordt gebruikt voor informatieverwerking) tijdens de ruimtevluchten van de kosmonauten met maar liefst 3,3 procent was afgenomen. Hoewel er wel wat herstel was opgetreden bij de scan na 200 dagen, bleef de hoeveelheid grijze stof minder groot dan voor de ruimtereis.

Het hersenvocht van de kosmonauten nam juist toe door hun ruimtevlucht. Omdat dit onderzoek zich alleen richtte op het meten van volume van het hersenweefsel, is het niet duidelijk of deze veranderingen de cognitieve vaardigheden of het gedrag van de ruimtereizigers beïnvloedde.

Angelique van Ombergen, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Antwerpen, vertelt me in een e-mail dat het “op dit moment moeilijk te zeggen is” waarom lange tijd verblijven in een omgeving met weinig zwaartekracht veranderingen in het brein veroorzaakt. De voornaamste hypothese van de onderzoekers is dat microzwaartekracht ervoor zorgt dat vloeistoffen in het lichaam zich meer naar boven bewegen, richting de romp en het hoofd, omdat er geen zwaartekracht is die ze op hun plek houdt. “We denken dat de veranderingen die we hier zien het gevolg zijn van deze bewegende vloeistoffen,” vertelt Van Ombergen.

Dit effect hangt mogelijk ook samen met de invloed van ruimtevluchten op de witte stof in de hersenen. Dat is het hersenweefsel dat bedekt is met de vettige stof myeline, die de snelheid van zenuwimpulsen verhoogt. Tijdens de tests die werden uitgevoerd bij terugkeer op aarde leek het er eerst op dat het volume van de witte stof van de kosmonauten niet was veranderd. Maar toen het team de hersenen van de ruimtevaarders een aantal maanden later weer onderzocht, bleek dat hun witte stof wel was afgenomen. De onderzoekers denken dat dit te maken heeft met veranderingen in de cerebrospinale vloeistofcirculatie na de ruimtevluchten, maar dit kunnen ze pas met zekerheid zeggen na meer MRI-experimenten.

“Het mooie van MRI-scans is dat je tegelijkertijd meerdere onderdelen van het brein kunt onderzoeken,” zegt Van Ombergen. “Met het huidige onderzoek richten we ons op slechts één aspect (namelijk de weefselvolumes), maar we kunnen hiermee ook de axonen en hersenconnectiviteit in meer detail bestuderen.”

De onderzoekers zijn inmiddels alweer op zoek naar nieuwe astronauten en kosmonauten die mee willen doen aan onderzoek naar de invloed van lange ruimtemissies op de hersenfunctie van mensen. Hoewel er in dit specifieke onderzoek nog geen negatieve effecten gevolgen voor cognitieve vaardigheden zijn gevonden, geeft Van Ombergen aan dat ze in vervolgonderzoek hier meer aandacht aan willen besteden.

“Ik denk dat het nu eerst belangrijk is om te kijken wat deze veranderingen in de hersenen betekenen voor de klinische prestaties van astronauten,” zegt Van Ombergen. “Bijvoorbeeld: hoe beïnvloedt het hun cognitie? En hoe kunnen deze hersenveranderingen precies verband houden met veranderingen in gezichtsvermogen bij ruimtereizigers?”

Zulke vragen zijn volgens Van Ombergen “noodzakelijk om beter te begrijpen wat er precies met het menselijk lichaam gebeurt in de ruimte en hoe we astronauten beter kunnen voorbereiden op toekomstige missies.”

Volg Motherboard op Facebook, Twitter en Flipboard.