Mokslininkai smegenų stimuliaciją išbando nuliniu sunkumu

Neuroradiologė Donna Roberts, medicinos mokslų daktarė, ir neurologas Badranas bendradarbiavo vykdydami projektą

transkranijinė magnetinė stimuliacija arba TMS, skirta jam pačiam ir savanorių padėjėjų grupei, pirmiausia iš MUSC medicinos kolegijos psichiatrijos ir elgesio mokslų katedros.

Transkranijinė magnetinė stimuliacija  —metodas, leidžiantis neinvaziškai stimuliuoti galvos smegenų žievę, naudojant trumpus magnetinius impulsus. Kaip ir transkranijinė elektrinė stimuliacija (TES), TMS kartais yra susijusi su skausmu, todėl ją reikia naudoti atsargiai.

Daktaras Robertsas savo eksperimente siekiaįrodykite, kad TMS galima saugiai naudoti be gravitacijos, ir palyginkite dalyvių pasirodymą esant žemės gravitacijai su nulinės gravitacijos rezultatais.

TMS procedūros metu per kaukolę į smegeniselektriniam aktyvumui skatinti siunčiamas magnetinis impulsas. Pulsas yra labai lokalizuotas. Medicinos pareigūnas uždeda ritę ant tiriamojo galvos; kai paciento nykštis trūkčioja, mokslininkas žino, kad TMC ritė yra tinkamoje vietoje.

Čia, Žemėje, TMS yra patvirtinta FDAMaisto ir vaistų administracija Jungtinėse Valstijose sunkiai įveikiamai depresijai gydyti. MUSC ir kitų organizacijų mokslininkai taip pat tiria TMS naudojimą gydant PTSS. Jis taip pat naudojamas priklausomybei ir skausmui gydyti žmonėms, vartojantiems opioidus. Taip pat insulto pacientų reabilitacijos centruose. Depresija gali būti ilgalaikių misijų toli nuo Žemės problema. Robertsas ir Badranas įsitikinę, kad TMS gali būti naudinga ir kompaktiška priemonė ilgalaikiam naudojimui kosminėse misijose.

TMS taip pat gali padėti astronautamsgeras pažintinis pasirengimas ilgų skrydžių metu, kad nusileidę Mėnulyje ar Marse jie būtų pasirengę pradėti dirbti. Tačiau pirmiausia tyrinėtojai turi išsiaiškinti, kaip atrodo „įprastas“ rodmuo, kai gravitacija nėra lygi.

Jau žinoma, kad vaistai yra metabolizuojamikitaip, kai žmogus yra kosmose. Astronautams, vartojantiems migdomuosius, reikia bandymų ir klaidų, kad būtų galima nustatyti teisingą dozę kosmose, sakė Robertsas.

Ankstesnis Robertso tyrimas, lyginantis MRTAstronautų smegenys prieš skrydį į Tarptautinę kosminę stotį ir po jo parodė fizinius smegenų pokyčius, kurie koreliuodavo su astronautų motorikos ir pažinimo gebėjimų pokyčiais.

Norėdami išbandyti TMS be gravitacijos, jie turėjo naudoti „Zero Gravity Corporation“ orlaivį, siūlantį nulinės gravitacijos skrydžius.

Lėktuvas, pavadintas „G-Force One“, skrendalanku, kylant aukštyn 45 laipsnių kampu, o tada atgal žemyn 45 laipsnių kampu. Trumpas 20–30 sekundžių tarp pakilimo ir nusileidimo visi lėktuve esantys asmenys tampa nesvarūs. Tai tik 20–30 sekundžių laikotarpis, per kurį Robertsas ir Badranas turėjo atlikti TMS testą.

Iš savanorių Robertso ir Badrano komandos buvožmonių iš Psichiatrijos ir elgesio mokslų katedros, turinčių TMS administravimo patirties, nes jie visi pakaitomis turėjo veikti kaip subjektai ir kontrolieriai. Jiems reikėjo maždaug tokio pat amžiaus žmonių kaip ir tikri astronautai - maždaug 30 metų.

Robertsas ir Badranas žinojo, kad turi tik vienągalimybė eksperimentuoti. Tokie skrydžiai yra labai brangūs, o didžioji dalis mokslinių tyrimų dotacijos buvo skirta šioms išlaidoms padengti. Kas 20-30 sekundžių be gravitacijos jie savo kompiuteriuose turėjo paleisti programinę įrangą, kuri siuntė signalą į ritę, užregistravo nykščio trūkčiojimą ir tada pasakė, kad TMS veikė. Jei jis neužregistravo nykščio trūkčiojimo, sistema padidino galią ir siuntė kitą signalą, kol aptikta trūkčiojimas.

Mokslininkai gavo mažiausiai tris kiekvieno žmogaus matavimus, kuriuos būtų galima palyginti su keliais matavimais, atliktais žemėje prieš ir po skrydžio. 

Eksperimentiniai rezultatai parodė ko reikėjo nesvarumo sąlygomismažiau elektromagnetizmo nei Žemėje, kad nykštis trūkčiotų. Tai rodo, kad smegenyse vyksta neurofiziniai pokyčiai, tačiau yra keletas galimų paaiškinimų: nuo fizinio smegenų poslinkio kaukolėje iki neuronų, kurie stipriau reaguoja į stimuliaciją. 

Įrodę, kad TMS įmanoma be gravitacijos, mokslininkai tęs tyrimus, kaip naudoti TMS kosminėms misijoms.

Taip pat skaitykite

Žemėje įmanoma sukurti termobranduolinį reaktorių. Kokios bus pasekmės?

Doomsday ledynas pasirodė pavojingesnis, nei manė mokslininkai. Mes pasakome pagrindinį dalyką

3 ligos dieną dauguma COVID-19 pacientų praranda kvapo pojūtį ir dažnai kenčia nuo slogos