Neuroradiologen Donna Roberts, MD, och neuroforskaren Badran samarbetade i ett projekt för att genomföra
Transkraniell magnetisk stimulering —en metod som möjliggör icke-invasiv stimulering av hjärnbarken med hjälp av korta magnetpulser. Liksom transkraniell elektrisk stimulering (TES) är TMS ibland förknippat med smärta och bör därför användas med försiktighet.
Dr. Roberts söker i sitt experimentbevisa att TMS säkert kan användas i noll tyngdkraft och jämföra deltagarnas prestationer under jordens allvar med deras prestanda under noll tyngdkraft.
Under TMS-proceduren genom skallen till hjärnanen magnetisk puls skickas för att stimulera elektrisk aktivitet. Pulsen är mycket lokaliserad. Läkaren placerar spolen över patientens huvud; när patientens tumme ryggar vet vetenskapsmannen att TMC-spolen är på rätt plats.
Här på jorden är TMS FDA-godkäntFood and Drug Administration i USA för behandling av obehaglig depression. Forskare från MUSC och andra organisationer undersöker också användningen av TMS för behandling av PTSD. Det används också för att behandla missbruk och smärta hos personer som tar opioider. Och även i rehabiliteringscentra för strokepatienter. Depression kan vara ett problem för människor på långsiktiga uppdrag från jorden. Roberts och Badran är övertygade om att TMS kan vara ett användbart och kompakt verktyg för långvarig användning i rymduppdrag.
TMS kan också stödja astronauter ibra kognitiv kondition under långa flygningar så att de är redo att börja arbeta när de landar på månen eller Mars. Men först måste forskarna ta reda på hur en "normal" avläsning ser ut i noll gravitation.
Det är redan känt att läkemedel metaboliserasannorlunda när en person är i rymden. Astronauter som tar sömntabletter behöver pröva och för att fastställa rätt dosering i rymden, sa Roberts.
En tidigare studie av Roberts som jämför MRHjärnan hos astronauter före och efter flygningen till den internationella rymdstationen visade fysiska förändringar i hjärnan som korrelerade med förändringar i motoriska färdigheter och kognitiva förmågor hos astronauter.
För att testa TMS i tyngdkraft var de tvungna att använda flygplanet Zero Gravity Corporation, som erbjuder nollgravitationsflygningar.
Flygplanet, kallat G-Force One, flygeri en båge, gå upp i en 45 graders vinkel och sedan tillbaka ner i en 45 graders vinkel. Under de korta 20-30 sekunderna mellan stigande och nedåtgående blir alla på planet viktlösa. Och detta enda 20-30 sekundersfönster var den tid under vilken Roberts och Badran var tvungna att genomföra sitt TMS-test.
Teamet av volontärer Roberts och Badran bestod avpersoner från Institutionen för psykiatri och beteendevetenskap med erfarenhet av att administrera TMS, eftersom de alla var tvungna att växla som ämnen och kontroller. De behövde människor ungefär samma ålder som riktiga astronauter - cirka 30 år gamla.
Roberts och Badran visste att de bara hade enen chans att experimentera. Sådana flygningar är mycket dyra, och det mesta av forskningsbidraget gick till dessa kostnader. Var 20-30 sekunders tyngdkraft var de tvungna att köra programvara på sina datorer som skickade en signal till spolen, registrerade tumme och sedan berätta för dem att TMS hade fungerat. Om han inte registrerade en tumme, ökade systemet effekten och skickade ytterligare en signal tills ryckningen upptäcktes.
Forskarna fick minst tre mätningar för varje person, som kunde jämföras med flera mätningar som gjordes på marken före och efter flygningen.
Resultaten av experimentet visade vad som krävdes under tyngdlöshetmindre elektromagnetism än på jorden för att få tummen att rycka. Detta tyder på neurofysiska förändringar som inträffar i hjärnan, men det finns flera möjliga förklaringar, allt från fysisk förskjutning av hjärnan i skallen till neuroner som svarar starkare på stimulering.
Efter att ha visat att TMS är möjligt i tyngdkraften kommer forskare att fortsätta sin forskning om att använda TMS för rymduppdrag.
Läs också
Det är möjligt att skapa en termonukleär reaktor på jorden. Vilka blir konsekvenserna?
Doomsday-glaciären visade sig vara farligare än forskare trodde. Vi berättar det viktigaste
På sjukdagens dag 3 förlorar de flesta COVID-19-patienter luktkänslan och lider ofta av en rinnande näsa