Neuroradioloog Donna Roberts, MD, en neurowetenschapper Badran werkten samen aan een project
Transcraniële magnetische stimulatie —een methode die niet-invasieve stimulatie van de hersenschors mogelijk maakt met behulp van korte magnetische pulsen. Net als transcraniële elektrische stimulatie (TES) wordt TMS soms geassocieerd met pijn en moet daarom met voorzichtigheid worden gebruikt.
Dr. Roberts zoekt in zijn experimentbewijs dat TMS veilig kan worden gebruikt in zwaartekrachtloosheid en vergelijk de prestaties van de deelnemers onder de zwaartekracht van de aarde met hun prestaties onder zwaartekrachtloosheid.
Tijdens de TMS-procedure door de schedel naar de herseneneen magnetische puls wordt verzonden om elektrische activiteit te stimuleren. De pols is erg plaatselijk. De arts plaatst de spoel over het hoofd van de patiënt; als de duim van de patiënt trilt, weet de wetenschapper dat de TMC-spoel op de juiste plaats zit.
Hier op aarde is TMS door de FDA goedgekeurdFood and Drug Administration in de Verenigde Staten voor de behandeling van hardnekkige depressie. Wetenschappers van het MUSC en andere organisaties onderzoeken ook het gebruik van TMS voor de behandeling van PTSD. Het wordt ook gebruikt om verslaving en pijn te behandelen bij mensen die opioïden gebruiken. En ook in revalidatiecentra voor patiënten met een beroerte. Depressie kan een probleem zijn voor mensen op langetermijnmissies buiten de aarde. Roberts en Badran zijn ervan overtuigd dat TMS een handig en compact hulpmiddel kan zijn voor langdurig gebruik in ruimtemissies.
Ook TMS kan astronauten ondersteunen ingoede cognitieve fitheid tijdens lange vluchten, zodat ze klaar zijn om aan het werk te gaan als ze op de maan of Mars landen. Maar eerst moeten onderzoekers uitzoeken hoe een "normale" meting eruitziet zonder zwaartekracht.
Het is al bekend dat medicijnen worden gemetaboliseerdanders wanneer een persoon in de ruimte is. Astronauten die slaappillen slikken, hebben vallen en opstaan nodig om de juiste dosering in de ruimte te bepalen, zei Roberts.
Een eerdere studie van Roberts waarin MRI werd vergelekenDe hersenen van astronauten voor en na de vlucht naar het internationale ruimtestation vertoonden fysieke veranderingen in de hersenen die verband hielden met veranderingen in motorische vaardigheden en cognitieve vaardigheden van astronauten.
Om de TMS in gewichtloosheid te testen, moesten ze het Zero Gravity Corporation-vliegtuig gebruiken, dat vluchten zonder zwaartekracht aanbiedt.
Het vliegtuig, de G-Force One genaamd, vliegtin een boog, omhooggaand in een hoek van 45 graden en vervolgens weer omlaag in een hoek van 45 graden. Gedurende de korte 20-30 seconden tussen stijgen en dalen, wordt iedereen in het vliegtuig gewichtloos. En dit slechts 20-30 seconden venster was de tijd waarin Roberts en Badran hun TMS-test moesten uitvoeren.
Het team van vrijwilligers Roberts en Badran bestond uitmensen van de afdeling Psychiatrie en Gedragswetenschappen met ervaring in het toedienen van TMS, omdat ze allemaal om de beurt moesten optreden als proefpersonen en controllers. Ze hadden mensen nodig van ongeveer dezelfde leeftijd als echte astronauten - ongeveer 30 jaar oud.
Roberts en Badran wisten dat ze er maar één haddeneen kans om te experimenteren. Dergelijke vluchten zijn erg duur en het grootste deel van de onderzoekssubsidie ging naar deze kosten. Elke 20-30 seconden zonder zwaartekracht moesten ze software op hun computers draaien die een signaal naar de spoel zou sturen, de beweging van de duim registreerde en hen vervolgens vertelde dat het TMS had gewerkt. Als hij geen duimtrekkingen registreerde, verhoogde het systeem het vermogen en stuurde een ander signaal totdat de twitch werd gedetecteerd.
De wetenschappers verkregen voor elke persoon minimaal drie metingen, die vergeleken konden worden met verschillende metingen op de grond voor en na de vlucht.
De experimentele resultaten lieten zien wat nodig was in omstandigheden van gewichtloosheidminder elektromagnetisme dan op aarde waardoor de duim gaat trillen. Dit suggereert dat er neurofysische veranderingen plaatsvinden in de hersenen, maar er zijn verschillende mogelijke verklaringen, variërend van fysieke verplaatsing van de hersenen in de schedel tot neuronen die sterker reageren op stimulatie.
Nu ze hebben bewezen dat TMS mogelijk is zonder zwaartekracht, zullen wetenschappers hun onderzoek naar het gebruik van TMS voor ruimtemissies voortzetten.
Lees ook
Het is mogelijk om op aarde een thermonucleaire reactor te maken. Wat zijn de gevolgen?
De Doomsday-gletsjer bleek gevaarlijker te zijn dan wetenschappers dachten. We vertellen het belangrijkste
Op dag 3 van de ziekte verliezen de meeste COVID-19-patiënten hun reukvermogen en hebben ze vaak een loopneus