Neuroradiolog Donna Roberts, MD, og neuroforsker Badran samarbejdede om et projekt for at udføre
Transkraniel magnetisk stimulering —en metode, der tillader non-invasiv stimulering af hjernebarken ved hjælp af korte magnetiske impulser. Ligesom transkraniel elektrisk stimulation (TES) er TMS nogle gange forbundet med smerte og bør derfor bruges med forsigtighed.
Dr. Roberts søger i sit eksperimentbevise, at TMS sikkert kan bruges i nul tyngdekraft; og sammenligne deltagernes præstationer under jordens tyngdekraft med deres resultater under nul tyngdekraft.
Under TMS-proceduren gennem kraniet til hjernenen magnetisk puls sendes for at stimulere elektrisk aktivitet. Pulsen er meget lokaliseret. Lægeofficeren placerer spolen over motivets hoved; når patientens tommelfinger rykker, ved forskeren, at TMC-spolen er på det rigtige sted.
Her på Jorden er TMS FDA-godkendtUnited States Food and Drug Administration til behandling af uhåndterlig depression. Forskere fra MUSC og andre organisationer undersøger også brugen af TMS til behandling af PTSD. Det bruges også til at behandle afhængighed og smerte hos mennesker, der tager opioider. Og også i rehabiliteringscentre for slagtilfælde. Depression kan være et problem for mennesker på langvarige missioner væk fra Jorden. Roberts og Badran er overbeviste om, at TMS kan være et nyttigt og kompakt værktøj til langvarig brug i rummissioner.
Også TMS kan støtte astronauter igod kognitiv kondition under lange flyvninger, så de er klar til at komme på arbejde, når de lander på Månen eller Mars. Men først skal forskere finde ud af, hvordan en "normal" læsning ser ud i nul tyngdekraft.
Det er allerede kendt, at stoffer metaboliseresforskelligt når en person er i rummet. Astronauter, der tager sovepiller, har brug for prøving og fejl for at bestemme den korrekte dosis i rummet, sagde Roberts.
En tidligere undersøgelse foretaget af Roberts, der sammenlignede MRHjernen hos astronauter før og efter flyvningen til den internationale rumstation viste fysiske ændringer i hjernen, der korrelerede med ændringer i motorfærdigheder og kognitive evner hos astronauter.
For at teste TMS i tyngdekraft nul måtte de bruge Zero Gravity Corporation-flyet, som tilbyder flyvninger uden tyngdekraft.
Flyet, kaldet G-Force One, flyveri en bue, gå op i en 45 graders vinkel og derefter ned i en 45 graders vinkel. I de korte 20-30 sekunder mellem stigende og nedadgående bliver alle på flyet vægtløse. Og dette kun 20-30 sekunders vindue var den tid, hvor Roberts og Badran måtte gennemføre deres TMS-test.
Holdet af frivillige Roberts og Badran bestod afmennesker fra Institut for Psykiatri og Adfærdsvidenskab med erfaring i administration af TMS, da de alle måtte skiftes til at fungere som emner og controllere. De havde brug for folk i samme alder som ægte astronauter - omkring 30 år gamle.
Roberts og Badran vidste, at de kun havde enen chance for at eksperimentere. Sådanne flyvninger er meget dyre, og det meste af forskningsbevillingen gik til disse omkostninger. Hvert 20-30 sekund nul tyngdekraft måtte de køre software på deres computere, der ville sende et signal til spolen, registrere træk i tommelfingeren og derefter fortælle dem, at TMS havde fungeret. Hvis han ikke registrerede en træk i tommelfingeren, øgede systemet strømmen og sendte endnu et signal, indtil trækningen blev optaget.
Forskerne opnåede mindst tre målinger for hver person, som kunne sammenlignes med flere målinger på jorden før og efter flyvningen.
Resultaterne af eksperimentet viste hvad krævedes i forhold med vægtløshedmindre elektromagnetisme end på Jorden for at få tommelfingeren til at rykke. Dette tyder på, at der sker neurofysiske ændringer i hjernen, men der er flere mulige forklaringer, lige fra fysisk forskydning af hjernen i kraniet til neuroner, der reagerer stærkere på stimulering.
Efter at have bevist, at TMS er mulig i tyngdekraften, vil forskere fortsætte deres forskning i at bruge TMS til rumopgaver.
Læs også
Det er muligt at skabe en termonuklear reaktor på Jorden. Hvad vil konsekvenserne være?
Dommedagsbreen viste sig at være farligere end forskere troede. Vi fortæller det vigtigste
På sygdom 3 mister de fleste COVID-19 patienter deres lugtesans og lider ofte af en løbet næse