Astronaut Paolo Nespoli van de ESA slaapt aan boord van het ISS. NASA

Verblijf in de ruimte heeft invloed op hersenen van astronauten

Een - langdurig - verblijf in de ruimte heeft een impact op de hersenen van de ruimtereizigers, zo blijkt uit een nieuw internationaal onderzoek. “Er treden veranderingen op wat de grijze en witte stof, en wat het hersenvocht betreft”, zegt een van de onderzoekers, dokter Angelique Van Ombergen. “En die veranderingen zijn er ook nog gedeeltelijk zeven maanden na de ruimtereis.”

Een internationaal team van wetenschappers heeft een uniek onderzoek uitgevoerd bij Russische kosmonauten. Tien ruimtevaarders werden voor en kort na hun buitenaards verblijf- met een gemiddelde duur van zes maanden - onder de MRI-scanner gelegd, en ook zeven maanden na hun terugkeer werden ze nog een keer onderzocht.

“We begonnen in 2013 met dit onderzoek”, vertelt dokter Angelique Van Ombergen van de UAntwerpen in een persbericht van de universiteit. “Een dergelijke studie neemt altijd veel tijd in beslag omdat er nu eenmaal maar weinig mensen naar de ruimte trekken.”

De onderzoekers focusten op de hersenen van de kosmonauten. “We wilden achterhalen of hun hersenen veranderden na een ruimtereis, en ook nagaan of eventuele veranderingen maanden later nog zichtbaar zouden zijn", zegt Van Ombergen. "We keken daarbij voorlopig specifiek naar de samenstelling, naar de structurele anatomie van het brein. We hebben nog geen analyse van de functionele aspecten gemaakt.”

Astronaut David Wolf werkt aan een camera van het ISS tijdens een ruimtewandeling. NASA

Heel wat veranderingen bij grijze stof en hersenvocht

Uit de scans genomen kort na hun ruimtereis, blijkt dat er heel wat veranderd was in het brein van de ruimtereizigers.

“De hoeveelheid grijze stof, zeg maar de zenuwcellen in ons brein, nam af over de hele hersenen”, legt doctoraatsstudent Steven Jillings uit.

“Ook een analyse van het hersenvocht, dat onder meer de afvoer van afvalstoffen verzorgt en bescherming biedt aan de hersenen, toont wijzigingen aan: omdat er op de hersenen van kosmonauten geen zwaartekracht inwerkt en er dus meer vloeistof naar het hoofd gaat, is de balans van het hersenvocht verstoord. Dat zien we ook nog na de vlucht.”

Daarnaast vonden de onderzoekers ook minder grote veranderingen in de witte stof, die de uitlopers van de zenuwcellen bevat - de axonen -, en instaat voor het geleiden van de zenuwimpulsen. Kort na de vlucht waren er heel kleine, niet noemenswaardige veranderingen, en op langere termijn een afname van de witte stof. Mogelijk kan dit verklaard worden door het feit dat de witte stof meer hersenvocht opneemt, waarvan er meer is zonder zwaartekracht, en dat dit vocht dan als een soort van "uitloop" opnieuw uit de witte stof gaat, als de astronauten al een tijd opnieuw in de gewone zwaartekracht zitten, volgens Van Ombergen.

Meer bijzonderheden daarover hopen de onderzoekers later te geven, aangezien ze momenteel specifiek de witte stof aan het bekijken zijn met een meer gespecialiseerde techniek, diffusie MRI. 

Astronaut Luca Parmitano werkt aan een experiment in het ISS. (Foto: NASA)

Verband met visuele problemen?

Zeven maanden later gingen de ruimtevaarders opnieuw onder de scanner. “De grijze stof was weer ongeveer tot op het niveau van voor de reis geëvolueerd, al waren er nog steeds verschillen”, zegt Peter zu Eulenburg, professor aan de Ludwig-Maximilians-Universität München.

“De veranderingen in het hersenvocht zetten zich daarentegen nog steeds verder. Waarom dat gebeurt en wat de eventuele gevolgen zijn voor de kosmonauten moet nog verder onderzocht worden. Uit vroeger onderzoek bleek dat ruimtevaarders op lange termijn met visuele problemen kunnen kampen. Mogelijk is er een link met de door ons vastgestelde veranderingen in de hersenen.”

De studie, waar ook medewerkers van het VisieLab (UAntwerpen) en van de universiteiten van Leuven en Luik aan meewerkten, werd uitgevoerd met de steun van BELSPO (Belgian Science Policy) en van ESA en Roscosmos, respectievelijk het Europese en het Russische ruimtevaartagentschap.

De paper is verschenen in het bekende wetenschappelijke tijdschrift New England Journal of Medicine.