Agyműködés súlytalanságban
(Rovat: Az emberi élet védelme - 2018.06.26 07:15.)

Érdekes eredményeket adott a rövid ideig tartó súlytalanság agyműködésre gyakorolt hatásának vizsgálata.

A vizsgálatokat az ESA parabolarepülési kampánya keretében végezték el. A repülést a bordeaux-i (Franciaország) Novespace cég erre a célra átalakított repülőgépén végezték, amellyel a repülési pálya parabola alakú tetőpontja körül mintegy 20 másodpercig tartó súlytalanság állítható elő. A repülőgép természetesen nem egyetlen ilyen alkalom kedvéért száll fel, a hullámvasúthoz hasonló pályán mozgó gépen egymás után akár 90 súlytalansági periódus is előállítható. Ilyen körülmények közt vizsgálták az önkéntesek agyműködését.

Agyvizsgálat súlytalansági parabolarepülés közben. (Kép: ESA / A. Conigli)

A súly érzésének átmeneti megszűnése közvetlenül és különbözőképpen hatott az alanyok kognitív képességére és térbeli emlékezőképességére. Az önkéntesek a rövid súlytalansági időszakokban jobban teljesítettek, ha egyszerre több feladatot kellett végrehajtaniuk (multitasking), illetve amikor nehéz egyenleteket kellett megoldaniuk, viszont nehézséget okozott számukra a tájékozódás a súlytalanságban. A kutatók arra is kíváncsiak voltak, milyen hatással van a véráramlás (súlytalanság okozta) megváltozása az agyra, mert ebből következtetéseket tudnak levonni arra vonatkozóan, milyen hatása van a véráramlás öregedés miatti megváltozása a különböző időskori betegségek, például az Alzheimer-kór, a depresszió vagy a demencia kialakulására.

A kölni Sporttudományi Egyetem kutatói számára a legmeglepőbb felismerés az volt, hogy az alanyok figyelme és aritmetikai teljesítménye lényegesen jobbnak mutatkozott a súlytalansági időszakokban. Ez az eredmény ellentmond annak a korábbi felismerésnek, miszerint a súlytalanság negatív hatással van az űrhajósok kognitív teljesítményére. Az ellentmondás olyannyira szembetűnő, hogy a német kutatók azt tételezik fel, hogy az űrhajósoknál talán nem maga a súlytalanság, hanem az űrrepüléssel járó tartós izoláció okozhatja a kognitív teljesítmény csökkenését. (Ez természetesen egyelőre csak gyanú, a parabolarepülés meglepő eredményének magyarázatára felmerült ötlet, amelyet további kísérletekkel kell ellenőrizni.)

A Novespace cég Bordeaux-ból (Franciaország) felszálló repülőgépén akár 90, egyenként mintegy 20 másodpercig tartó súlytalan időszak is előállítható. (Kép: Novespace)

A kísérlet másik részében a térbeli tájékozódás és a térérzékelés változásait vizsgálják. Ezeknek a képességeknek a legfőbb szerve az agyon belül a csikóhalra emlékeztető alakú, hippokampusznak nevezett terület, amelyet ezért „belső GPS-nek” is szoktak nevezni, bár a tájékozódáson kívül a tanulásban és az emlékezésben is fontos szerepet játszik. Az űrhajósok esetében különösen fontos szerepe van például a dokkolási manőverek végrehajtásnál, leszállásnál egy idegen égitestre és az ottani ismeretlen környezet felderítésénél. A súlytalanságban csökken az információmennyiség, amelyet az agy a külvilágból befogad és feldolgoz, ezért romlik a térérzékelés. A parabolarepülés idején az alanyoknak virtuális valóság segítségével meg kellett ismerniük és memorizálniuk kellett egy új környezetet, majd abban a súlytalan időszakokban tájékozódniuk kellett. Az előzetes eredmények a téri memória hiányosságai mellett arra is rámutattak, hogy a testhelyzet nem befolyásolja az egyének teljesítményét.

A rövid ideig tartó és a tartós súlytalanság hatásának összehasonlítása érdekében a kutatók 2019-ben a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén a HypoCampus kísérletben folytathatják a vizsgálatokat.

Az agykutatók az agy hippokampusznak nevezett, csikóhalra emlékeztető alakú területét tartják szervezetünk „belső GPS-ének”, amelynek azonban nemcsak a térbeli tájékozódásban, hanem a tanulásban és az emlékezésben is fontos szerepe van. A berlini Charité egyetem és klinika kutatói az ESA és a DLR támogatásával 2019-ben a Nemzetközi Űrállomáson elvégzendő HypoCampus kísérletben a hippokampusz súlytalanságbeli viselkedését fogják vizsgálni. (Kép: www.fotosearch.com, módosítás: HypoCampus team)