Вчені протестували стимуляцію мозку в умовах невагомості

Нейрорадіологія Донна Робертс, доктор медицини, і нейробіолог Бадран співпрацювали в проекті з проведення

транскраніальної магнітної стимуляції, або ТМС, на собі і групі добровільних помічників, в основному з відділу психіатрії і поведінкових наук Медичного коледжу MUSC.

Транскраніальна магнітна стимуляція - метод,дозволяє неінвазивної стимулювати кору головного мозку за допомогою коротких магнітних імпульсів. Так само, як і транскраніальна електрична стимуляція (ТЕС), ТМС іноді пов'язана з больовими відчуттями і тому повинна застосовуватися з обережністю.

Доктор Робертс в своєму експерименті прагнедовести, що ТМС можна безпечно використовувати в невагомості і порівняти результати учасників під дією сили тяжіння Землі з їх результатами в невагомості.

Під час процедури ТМС через череп в мозокнадсилається магнітний імпульс, щоб стимулювати електричну активність. Пульс дуже локалізована. Медичний працівник поміщає котушку над головою випробуваного; коли сіпається великий палець пацієнта, вчений знає, що котушка ТМС знаходиться в потрібному місці.

Тут, на Землі, TMS схвалений Управлінням посанітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів в США для лікування трудноизлечимой депресії. Вчені MUSC та інших організацій також досліджують використання ТМС для лікування посттравматичного стресового розладу. Крім того, метод застосовується для лікування залежності та болю у людей, які приймають опіоїди. А також в реабілітаційних центрах для пацієнтів, які пережили інсульт. Депресія може бути проблемою для людей, що виконують довгострокові місії далеко від Землі. Робертс і Бадран впевнені, що ТМС може бути корисним і компактним інструментом для довгострокового використання в космічних місіях.

Також ТМС може підтримувати астронавтів вхорошою когнітивної формі під час тривалих польотів, щоб вони були готові приступити до роботи, коли приземляться на Місяць або Марс. Але спочатку дослідники повинні з'ясувати, як виглядають «нормальні» свідчення в умовах невагомості.

Уже відомо, що ліки метаболізуютьсяпо-різному, коли людина знаходиться в космосі. За словами Робертс, астронавтам, які приймають снодійне, необхідно методом проб і помилок визначити правильне дозування в космосі.

А попереднє дослідження Робертс, порівнявши МРТмозку космонавтів до і після польоту на Міжнародну космічну станцію, показало фізичні зміни в мозку, які корелювали зі змінами моторних навичок і когнітивних здібностей астронавтів.

Щоб протестувати TMS в умовах невагомості, їм довелося використовувати літак Zero Gravity Corporation, який пропонує польоти в невагомості.

Літак, який отримав назву G-Force One, летитьпо дузі, піднімаючись вгору під кутом 45 градусів, а потім назад вниз під кутом 45 градусів. Протягом коротких 20-30 секунд між підйомом і опусканням все в літаку стають невагомими. І це всього лише 20-30-секундне вікно було часом, протягом якого Робертс і Бадран повинні були провести свій тест ТМС.

Команда добровольців Робертса і Бадран полягалаз людей з Департаменту психіатрії і поведінкових наук з досвідом адміністрування ТМС, оскільки всі вони повинні були по черзі виступати в якості суб'єктів і контролерів. Їм потрібні були люди приблизно того ж віку, що і справжні космонавти - близько 30 років.

Робертс і Бадран знали, що у них є всього одиншанс провести експеримент. Такі польоти коштують дуже дорого, і велика частина гранту на дослідження пішла якраз на ці витрати. Кожні 20-30 секунд невагомості їм потрібно було запускати програмне забезпечення на своїх комп'ютерах, яке відправляло б сигнал на котушку, реєструвало сіпання великого пальця і ​​потім повідомляло, що ТМС спрацювало. Якщо він не реєстрував сіпання великого пальця, то система збільшувала потужність і посилала інший сигнал, поки не реєструвалося сіпання.

Вчені отримали як мінімум три виміри для кожної людини, які можна було порівняти з декількома вимірами, зробленими на землі до і після польоту.

Результати експерименту показали, що в умовах невагомості було потрібно меншеелектромагнетизму, ніж на Землі, щоб викликати посмикування великого пальця. Це передбачає нейрофизических зміни, що відбуваються в мозку, але є кілька можливих пояснень, починаючи від фізичного усунення мозку всередині черепа до нейронів, більш сильно реагують на стимуляцію.

Довівши, що TMS можлива в умовах невагомості, вчені продовжать свої дослідження в використанні ТМС для космічних місій.

Читати також

Створити термоядерний реактор на Землі реально. Які будуть наслідки?

Льодовик «Судного дня» виявився небезпечніше, ніж думали вчені. розповідаємо головне

На 3 день хвороби більшість хворих COVID-19 втрачають нюх і часто страждають нежиттю