Langer Aufenthalt im All verändert das Gehirn von Astronauten

Eine von der NASA finan­zier­te Stu­die zeigt, dass län­ge­re Auf­ent­hal­te im Welt­all die Gehirn­struk­tur von Astro­nau­ten gra­vie­rend ver­än­dern. Eine bemann­te Mars­mis­si­on wäre damit in der bis­her geplan­ten Form nicht mög­lich.

Der nach­hal­ti­ge Ein­fluss andau­ern­der Schwe­re­lo­sig­keit auf den mensch­li­chen Kör­per ist bis­her nur wenig erforscht. Erst vor weni­gen Jah­ren präg­te die NASA den Begriff des Visi­on Impairment and Intra­cra­ni­al Pres­su­re Syn­droms (VIIP; Beein­träch­ti­gung von Seh­ver­mö­gen und Hirn­druck). Es hat­te sich gezeigt, dass Astro­nau­ten, die von der Inter­na­tio­na­len Raum­sta­ti­on ISS zurück­kehr­ten, oft­mals unter einem Papil­len­ödem – also einer Schwel­lung des Seh­nervs – und erhöh­tem Hirn­druck lit­ten. Folg­lich wur­de von vie­len Astro­nau­ten über Seh­stö­run­gen und Kopf­schmer­zen berich­tet. Die­ses Phä­no­men wur­de nun in einer Stu­die im „New Eng­land Jour­nal of Medi­ci­ne” unter Betei­li­gung des Uni­ver­si­täts­kli­ni­kums Frank­furt näher unter­sucht.

Mit­hil­fe von MRT-Scans der Gehir­ne von Astro­nau­ten vor und nach Auf­ent­hal­ten im Welt­all ent­deck­ten die For­scher um Dr. Moritz H. Albrecht, Assis­tenz­arzt des Insti­tuts für Dia­gnos­ti­sche und Inter­ven­tio­nel­le Radio­lo­gie, dass vor allem län­ge­re Welt­raum­rei­sen zu einer Ver­en­gung der Hirn­was­ser­räu­me und sogar zu einer signi­fi­kan­ten Ver­schie­bung des Gehirns der Astro­nau­ten führ­ten. Soll­ten sich die­se Effek­te als nach­hal­tig her­aus­stel­len, könn­te bei­spiels­wei­se eine bemann­te Mis­si­on zum Mars nicht in der bis­her geplan­ten Form durch­führ­bar sein.

Abnah­me von Seh­ver­mö­gen und moto­ri­schen Fähig­kei­ten
Die Schwie­rig­keit: Die Schwe­re­lo­sig­keit im Raum­schiff führt zu Ver­än­de­run­gen gera­de der­je­ni­gen Hirn­re­gio­nen, die Ein­fluss auf die Koor­di­na­ti­ons­fä­hig­keit und Wahr­neh­mung der Astro­nau­ten haben sowie auf ihre Fähig­keit, mit ande­ren Crew­mit­glie­dern zu inter­agie­ren. Meh­re­re der in der Stu­die unter­such­ten Astro­nau­ten lit­ten bereits nach weni­gen Mona­ten im All unter VIIP, ver­mut­lich her­vor­ge­ru­fen durch die Ver­en­gung der Zis­ter­nen des Sub­arach­no­idal­raums. Die­ser mit Hirn­was­ser gefüll­te Raum schützt das Gehirn vor Zusam­men­stö­ßen mit dem Schä­del­kno­chen.

Nach einer län­ge­ren Zeit im All wären die Teil­neh­mer womög­lich nicht mehr in der Lage, Objek­te in ihrer nähe­ren Umge­bung kor­rekt wahr­zu­neh­men, geschwei­ge denn ihre täg­li­chen Auf­ga­ben zu erfül­len. Dass sich die­se Ver­än­de­run­gen in der Stu­die schon nach nur etwa drei Mona­ten zei­gen, stellt nicht nur Mars­rei­sen infra­ge, die auf­grund der Ent­fer­nung mit aktu­el­ler Raum­fahrt­tech­no­lo­gie min­des­tens zwei Jah­re in Anspruch neh­men; auch län­ge­re Mond­rei­sen böten Her­aus­for­de­run­gen.

Gra­vie­ren­de Ver­än­de­run­gen im Gehirn nach län­ge­rem Auf­ent­halt im All
Zur Unter­su­chung der Aus­wir­kun­gen von lan­gen Welt­raum­auf­ent­hal­ten auf das mensch­li­che Gehirn hat­te die For­scher­grup­pe MRT-Scans von 34 Astro­nau­ten vor und nach deren Rei­se ins All ver­gli­chen. 18 davon absol­vier­ten län­ge­re Auf­ent­hal­te von bis zu meh­re­ren Mona­ten, zum Bei­spiel auf der Inter­na­tio­na­len Raum­sta­ti­on ISS, 16 waren nur für weni­ge Wochen auf Space­shut­tle-Mis­sio­nen im Welt­raum unter­wegs.

Bei fast allen Astro­nau­ten mit län­ge­rem All­auf­ent­halt stell­ten die For­scher eine Ver­en­gung der Zen­tral­fur­che im Hirn fest. Außer­dem wur­de bei ihnen aus­nahms­los eine Ver­schie­bung des Gehirns nach oben fest­ge­stellt sowie die beschrie­be­ne Ver­en­gung ver­schie­de­ner Hirn­was­ser lei­ten­der Zis­ter­nen. Die­se Ver­än­de­run­gen zeig­ten sich nach kur­zen Auf­ent­hal­ten im All sel­ten bis gar nicht, sind also durch die Auf­ent­halts­dau­er bedingt. Ob sich die­se Ver­än­de­run­gen des Gehirns nach eini­ger Zeit wie­der zurück­bil­den oder irrever­si­bel sind, müs­sen nun wei­te­re Stu­di­en zei­gen.

Lite­ra­tur:
Roberts DR et al: N Engl J Med. 2017;377(18):1746–1753.

Quel­le: Uni­ver­si­täts­kli­ni­kum Frank­furt

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