Die Neuroradiologin Donna Roberts, MD, und der Neurowissenschaftler Badran arbeiteten bei der Durchführung eines Projekts zusammen
Transkranielle Magnetstimulation —eine Methode, die eine nicht-invasive Stimulation der Großhirnrinde mittels kurzer Magnetimpulse ermöglicht. Wie die transkranielle Elektrostimulation (TES) ist TMS manchmal mit Schmerzen verbunden und sollte daher mit Vorsicht angewendet werden.
Dr. Roberts sucht in seinem Experimentbeweisen, dass TMS sicher in der Schwerelosigkeit eingesetzt werden kann, und vergleichen Sie die Leistung der Teilnehmer unter der Schwerkraft der Erde mit ihrer Leistung unter der Schwerelosigkeit.
Während des TMS-Verfahrens durch den Schädel zum GehirnEin magnetischer Impuls wird gesendet, um die elektrische Aktivität zu stimulieren. Der Puls ist sehr lokalisiert. Der Arzt legt die Spule über den Kopf des Probanden. Wenn der Daumen des Patienten zuckt, weiß der Wissenschaftler, dass sich die TMC-Spule am richtigen Ort befindet.
Hier auf der Erde ist TMS von der FDA zugelassendie US-amerikanische Food and Drug Administration zur Behandlung von hartnäckigen Depressionen. Wissenschaftler von MUSC und anderen Organisationen untersuchen ebenfalls die Verwendung von TMS zur Behandlung von PTBS. Es wird auch zur Behandlung von Sucht und Schmerzen bei Menschen angewendet, die Opioide einnehmen. Und auch in Rehabilitationszentren für Schlaganfallpatienten. Depressionen können ein Problem für Menschen sein, die sich auf Langzeitmissionen außerhalb der Erde befinden. Roberts und Badran sind zuversichtlich, dass TMS ein nützliches und kompaktes Werkzeug für den langfristigen Einsatz in Weltraummissionen sein kann.
Auch TMS kann Astronauten in unterstützenGute kognitive Fitness auf langen Flügen, damit sie bereit sind, sich an die Arbeit zu machen, wenn sie auf dem Mond oder dem Mars landen. Aber zuerst müssen die Forscher herausfinden, wie ein "normaler" Messwert in der Schwerelosigkeit aussieht.
Es ist bereits bekannt, dass Medikamente metabolisiert werdenanders, wenn sich eine Person im Raum befindet. Astronauten, die Schlaftabletten einnehmen, brauchen Versuch und Irrtum, um die richtige Dosierung im Weltraum zu bestimmen, sagte Roberts.
Eine frühere Studie von Roberts zum Vergleich der MRTDas Gehirn von Astronauten vor und nach dem Flug zur Internationalen Raumstation zeigte physische Veränderungen im Gehirn, die mit Veränderungen der motorischen Fähigkeiten und kognitiven Fähigkeiten von Astronauten korrelierten.
Um das TMS in Schwerelosigkeit zu testen, mussten sie das Flugzeug der Zero Gravity Corporation verwenden, das Schwerelosigkeitsflüge anbietet.
Das Flugzeug, genannt G-Force One, fliegtin einem Bogen in einem Winkel von 45 Grad nach oben und dann in einem Winkel von 45 Grad wieder nach unten. Während der kurzen 20 bis 30 Sekunden zwischen Auf- und Abstieg wird jeder im Flugzeug schwerelos. Und dieses Fenster von nur 20 bis 30 Sekunden war die Zeit, in der Roberts und Badran ihren TMS-Test durchführen mussten.
Das Team der Freiwilligen Roberts und Badran bestand ausPersonen aus der Abteilung für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften mit Erfahrung in der Verwaltung von TMS, da sie alle abwechselnd als Subjekte und Kontrolleure fungieren mussten. Sie brauchten Menschen, die ungefähr so alt waren wie echte Astronauten - ungefähr 30 Jahre alt.
Roberts und Badran wussten, dass sie nur einen hatteneine Chance zu experimentieren. Solche Flüge sind sehr teuer, und der größte Teil des Forschungsstipendiums entfiel auf diese Kosten. Alle 20 bis 30 Sekunden ohne Schwerkraft mussten sie auf ihren Computern Software ausführen, die ein Signal an die Spule sendete, das Zucken des Daumens registrierte und ihnen dann mitteilte, dass das TMS funktioniert hatte. Wenn er kein Daumenzucken registrierte, erhöhte das System die Leistung und sendete ein weiteres Signal, bis das Zucken erkannt wurde.
Die Wissenschaftler führten für jede Person mindestens drei Messungen durch, die mit mehreren Messungen am Boden vor und nach dem Flug verglichen werden konnten.
Die experimentellen Ergebnisse zeigten was unter Bedingungen der Schwerelosigkeit erforderlich warweniger Elektromagnetismus als auf der Erde, um den Daumen zum Zucken zu bringen. Dies deutet auf neurophysikalische Veränderungen im Gehirn hin, es gibt jedoch mehrere mögliche Erklärungen, die von der physischen Verschiebung des Gehirns innerhalb des Schädels bis hin zu Neuronen reichen, die stärker auf Stimulation reagieren.
Nachdem Wissenschaftler bewiesen haben, dass TMS in der Schwerelosigkeit möglich ist, werden sie ihre Forschungen zur Verwendung von TMS für Weltraummissionen fortsetzen.
Lesen Sie auch
Es ist möglich, einen thermonuklearen Reaktor auf der Erde zu schaffen. Was werden die Konsequenzen sein?
Der Doomsday-Gletscher erwies sich als gefährlicher als Wissenschaftler dachten. Wir erzählen die Hauptsache
Am dritten Krankheitstag verlieren die meisten COVID-19-Patienten ihren Geruchssinn und leiden häufig an einer laufenden Nase