Sophie Adenot: Η ESA παρουσιάζει το πείραμα Brain-DTI, που μελετά πώς το διάστημα αλλάζει τον εγκέφαλο των αστροναυτών

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) δημοσίευσε την Πέμπτη 29 Οκτωβρίου φωτογραφία από την προετοιμασία της αστροναύτη Sophie Adenot για μαγνητική τομογραφία, στο πλαίσιο του πειράματος Brain-DTI. Τα στοιχεία που ακολουθούν προέρχονται από το επίσημο άρθρο της ESA «Brain-DTI: How space reshapes astronauts’ brains». Το πείραμα εξετάζει πώς προσαρμόζεται ο εγκέφαλος στη ζωή σε συνθήκες μικροβαρύτητας και πώς ανακάμπτει όταν οι αστροναύτες επιστρέφουν στη Γη. Η Adenot συμμετείχε σε αυτό κατά την αποστολή εpsilon στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Το κρίσιμο στοιχείο είναι ο χρόνος. Ο εγκέφαλος αρχίζει να προσαρμόζεται ξανά στη βαρύτητα της Γης σχεδόν αμέσως μετά την προσγείωση, γι’ αυτό οι μεταπτητικές απεικονίσεις πρέπει να γίνουν όσο το δυνατόν πιο γρήγορα. Η ESA ανέφερε ότι πραγματοποιήθηκαν τρεις συνεδρίες μαγνητικής τομογραφίας στις εγκαταστάσεις :envihab του Γερμανικού Κέντρου Αεροδιαστημικής (DLR), δίπλα στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Αστροναυτών στην Κολωνία, μέσα στις δύο πρώτες εβδομάδες από την επιστροφή της Adenot από αποστολή διάρκειας 237 ημερών. Μια τελευταία απεικόνιση έχει προγραμματιστεί έξι μήνες μετά την επιστροφή, ώστε να φανεί πόσος χρόνος χρειάζεται για την πλήρη νευρολογική ανάρρωση έπειτα από τόσο μακρά παραμονή στο διάστημα.

Οι πολλαπλές μετρήσεις θα επιτρέψουν στους ερευνητές να διαπιστώσουν αν η επαναπροσαρμογή του εγκεφάλου ακολουθεί γραμμική, εκθετική ή πιο σύνθετη πορεία. Όπως σημείωσε ο επικεφαλής ερευνητής, καθηγητής Floris Wuyts του Πανεπιστημίου της Αμβέρσας: «Οκτώ μήνες στο διάστημα έχουν βαθιά επίδραση στο ανθρώπινο σώμα και η πλήρης επαναφορά στην κατάσταση πριν από την πτήση απαιτεί χρόνο».

Το Brain-DTI συνδυάζει περισσότερες τεχνικές μαγνητικής τομογραφίας. Η απεικόνιση τανυστή διάχυσης (DTI, από το Diffusion Tensor Imaging) παρακολουθεί την κίνηση των μορίων του νερού στον εγκεφαλικό ιστό, ώστε να χαρτογραφηθούν οι νευρικές οδοί και να εντοπιστούν αλλαγές στη λευκή ουσία. Η λειτουργική τομογραφία σε κατάσταση ηρεμίας (rs-fMRI) δείχνει πώς επικοινωνούν μεταξύ τους οι περιοχές του εγκεφάλου, μετρώντας το σήμα που εξαρτάται από την οξυγόνωση του αίματος. Οι τυπικές ανατομικές λήψεις μετρούν πόσο μετατοπίζεται ο εγκέφαλος μέσα στο κρανίο, πόσο διογκώνονται οι κοιλίες του και πώς ανακατανέμεται το εγκεφαλονωτιαίο υγρό λόγω της μετατόπισης υγρών που προκαλεί η μικροβαρύτητα. Ο συνδυασμός τους δίνει εικόνα της νευροπλαστικότητας, δηλαδή της ικανότητας του εγκεφάλου να αναδιοργανώνεται σε νέο περιβάλλον.

Τα δεδομένα για την ανακατανομή των υγρών τροφοδοτούν και τη μελέτη του νευρο-οφθαλμικού συνδρόμου που σχετίζεται με τις διαστημικές πτήσεις (SANS). Πρόκειται για πάθηση που έχει παρατηρηθεί σε ορισμένους αστροναύτες και μπορεί να επηρεάσει την όραση σε μεγάλης διάρκειας αποστολές. Θεωρείται ότι συνδέεται με αυξημένη πίεση στο υγρό γύρω από τον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε πλάτυνση του βολβού του ματιού. Οι ερευνητές του Brain-DTI επιδιώκουν να διερευνήσουν τη σύνδεση των δύο φαινομένων.

Από τις πρώτες απεικονίσεις το 2013, το Brain-DTI έχει αναπτυχθεί στη μεγαλύτερη βάση νευροαπεικονιστικών δεδομένων στην ιστορία των επανδρωμένων διαστημικών πτήσεων. «Από το 2013 έχουμε συλλέξει εγκεφαλικές τομογραφίες από περίπου 50 αστροναύτες και κοσμοναύτες», δήλωσε ο Wuyts, προσθέτοντας ότι τα ευρήματα βοηθούν ήδη ανθρώπους με διαταραχές που συνδέονται με ζάλη και ίλιγγο. Τόνισε ότι στο πείραμα συμμετείχε ολόκληρο το πλήρωμα Crew-12 και ολόκληρη η Αποστολή 75 (Expedition 75), ενώ η συμμετοχή περισσότερων γυναικών αστροναυτών είναι σημαντική, επειδή δεν είναι γνωστό πόσο μεγάλες είναι οι διαφορές μεταξύ των φύλων, αν υπάρχουν.

Την ομάδα του Brain-DTI αποτελούν ειδικοί από το Βέλγιο, τη Γερμανία, την Ιταλία, τη Ρωσία και άλλες χώρες. Το πείραμα υποστηρίζεται από το βελγικό πρόγραμμα BELSPO-Prodex και την ESA. Η παραμονή ανθρώπων στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό έχει και ελληνική διάσταση, καθώς ο ΕΛΚΕΔ κάλεσε το κοινό να προτείνει το όνομα της αποστολής του πρώτου Έλληνα αστροναύτη στον σταθμό. Στη συμμετοχή της Ρωσίας, που εκπροσωπείται και στην ομάδα του πειράματος, είχαμε αναφερθεί το 2022 με το ρεπορτάζ για την πρόθεσή της να αποχωρήσει από τον σταθμό.