A tudósok nulla gravitációban tesztelik az agyi stimulációt

Donna Roberts neuroradiológus (MD) és Badran idegtudós együttműködött egy projektben

transzkraniális mágneses stimuláció vagy TMS saját magán és önkéntes asszisztensek egy csoportján, elsősorban a MUSC College of Medicine Pszichiátriai és Magatartástudományi Tanszékén.

Transzkraniális mágneses stimuláció  —olyan módszer, amely lehetővé teszi az agykéreg non-invazív stimulálását rövid mágneses impulzusok segítségével. A transzkraniális elektromos stimulációhoz (TES) hasonlóan a TMS is néha fájdalommal jár, ezért óvatosan kell alkalmazni.

Dr. Roberts kísérletében azt keresibizonyítsa, hogy a TMS biztonságosan használható nulla gravitációban, és hasonlítsa össze a résztvevők teljesítményét a Föld gravitációja alatt a null gravitáció alatti teljesítményükkel.

A TMS eljárás során a koponyán át az agybamágneses impulzust küldünk az elektromos aktivitás stimulálására. A pulzus nagyon lokalizált. Az orvos a tekercset az alany feje fölé helyezi; amikor a beteg hüvelykujja megrándul, a tudós tudja, hogy a TMC tekercs a megfelelő helyen van.

Itt a Földön a TMS az FDA által jóváhagyottaz Egyesült Államok Élelmezésügyi és Gyógyszerügyi Hivatala a kezelhetetlen depresszió kezelésére. A MUSC és más szervezetek tudósai szintén vizsgálják a TMS alkalmazását a PTSD kezelésében. Opioidokat szedő emberek függőségének és fájdalmának kezelésére is alkalmazzák. És a stroke-os betegek rehabilitációs központjaiban is. A depresszió problémát jelenthet a Földtől távol tartó, hosszú távú küldetésekben szenvedők számára. Roberts és Badran bíznak abban, hogy a TMS hasznos és kompakt eszköz lehet hosszú távú használatra az űrmissziókban.

A TMS is támogatja az űrhajósokatjó kognitív erőnlét hosszú repülések során, hogy készen álljanak a munkára, amikor leszállnak a Holdra vagy a Marsra. Először azonban a kutatóknak ki kell deríteniük, hogy néz ki a "normális" olvasás nulla gravitáció mellett.

Már ismert, hogy a gyógyszerek metabolizálódnakmásképp, ha egy személy az űrben van. Az altatókat szedő űrhajósoknak próbára és hibára van szükségük ahhoz, hogy meghatározzák a helyes dózist az űrben - mondta Roberts.

Roberts egy korábbi tanulmánya, amelyben összehasonlították az MRI-tAz űrhajósok agya a Nemzetközi Űrállomásra történő repülés előtt és után olyan fizikai változásokat mutatott az agyban, amelyek korreláltak az asztronauták motoros képességeinek és kognitív képességeinek változásával.

A TMS null gravitációban történő teszteléséhez a Zero Gravity Corporation repülőgépet kellett használniuk, amely nulla gravitációs járatokat kínál.

A G-Force One névre keresztelt gép repülívben, 45 fokos szögben felfelé haladva, majd 45 fokos szögben visszafelé. Az emelkedés és ereszkedés közötti rövid 20-30 másodperc alatt a repülőgépen mindenki súlytalanná válik. És ez a mindössze 20-30 másodperces ablak volt az az idő, amikor Robertsnek és Badrannak el kellett végeznie a TMS-tesztjét.

Roberts és Badran önkéntesekből álló csapat állta Pszichiátriai és Magatartástudományi Tanszék munkatársai, akiknek tapasztalata van a TMS adminisztrációjában, mivel mindannyian felváltva kellett alanyként és kontrollerként eljárniuk. Szükségük volt körülbelül egyidős emberekre, mint az igazi űrhajósok - körülbelül 30 évesek.

Roberts és Badran tudták, hogy csak együk vankísérletezés lehetősége. Az ilyen járatok nagyon drágák, és a kutatási támogatás nagy részét ezekre a költségekre fordították. 20-30 másodpercenként, nulla gravitációval, szoftvert kellett futtatniuk számítógépeiken, amelyek jelet küldtek a tekercsre, regisztrálták a hüvelykujj rángását, majd elmondták nekik, hogy a TMS működött. Ha nem regisztrált egy hüvelykujj rángást, akkor a rendszer növelte az energiát, és újabb jelet küldött, amíg a rángatózást rögzítették.

A tudósok minden emberre vonatkozóan legalább három mérést végeztek, amelyeket össze lehetett hasonlítani több, a repülés előtt és után a földön végzett méréssel. 

A kísérleti eredmények azt mutatták mire volt szükség a súlytalanság körülményei közöttkevesebb elektromágnesesség, mint a Földön, hogy a hüvelykujj megránduljon. Ez az agyban előforduló neurofizikai változásokra utal, de számos lehetséges magyarázat létezik, kezdve az agy koponyán belüli fizikai elmozdulásától a stimulációra erősebben reagáló idegsejtekig. 

Miután bebizonyították, hogy a TMS nulla gravitációban is lehetséges, a tudósok folytatják a TMS űrmissziókban történő felhasználásával kapcsolatos kutatásaikat.

Olvassa el

Lehetőség van termonukleáris reaktor létrehozására a Földön. Milyen következményei lesznek?

A Doomsday-gleccser veszélyesebbnek bizonyult, mint azt a tudósok gondolták. Elmondjuk a fő dolgot

A betegség 3. napján a legtöbb COVID-19 beteg elveszíti szaglásérzetét, és gyakran orrfolyástól szenved