El cerebro de los astronautas se transforma durante las misiones espaciales

Los cerebros cambian y se adaptan, tanto en estructura como en función, a lo largo de nuestras vidas, pero este un estudio encontró que los efectos de los vuelos espaciales pueden desencadenar sus propios cambios.

De esta manera, los cerebros de los astronautas se “reconectan” durante los vuelos espaciales de larga duración para ayudarlos a adaptarse al entorno inusual, según un nuevo estudio que ha sido publicados en la revista Frontiers in Neural Circuits.

Un equipo internacional, conducido por la Universidad de Amberes en Bélgica, estudió los cerebros de los cosmonautas rusos que habían estado en el espacio durante un promedio de 172 días. Los resultados mostraron cambios microestructurales significativos en varias fibras nerviosas de materia blanca, como los sensoriomotores, responsables del procesamiento sensorial y motor.

El estudio, financiado por la Agencia Espacial Europea y Roscomos, formará la base para futuras investigaciones sobre el alcance total de los cambios cerebrales durante los viajes espaciales.

A medida que la exploración humana del espacio alcanza nuevos horizontes, como pasar más tiempo en la órbita terrestre baja, así como viajar a la Luna y regresar a Marte, es crucial comprender los efectos de los vuelos espaciales en el cerebro humano, dijo el equipo. El autor principal de la investigación, Floris Wuyts y sus colegas investigaron los cambios estructurales en el cerebro después de un vuelo espacial a nivel de las fibras nerviosas de la materia blanca del cerebro profundo. Esta es la parte del cerebro responsable de la comunicación entre la materia gris y el cuerpo, así como entre varias regiones de materia gris.

En resumen, la materia blanca es el canal de comunicación del cerebro y la materia gris es donde se realiza el procesamiento de la información. Para estudiar la estructura y la función del cerebro después del vuelo espacial, los investigadores utilizaron una técnica de imágenes cerebrales llamada tractografía de fibra. Esta opción proporciona una especie de esquema de cableado del cerebro. “Nuestro estudio es el primero en utilizar este método específico para detectar cambios en la estructura del cerebro después de un vuelo espacial”, explicó Wuyts.

Este especialista y su equipo realizaron resonancias magnéticas de difusión (dMRI) de 12 cosmonautas masculinos antes e inmediatamente después de sus vuelos espaciales. También recolectaron ocho escaneos de seguimiento, siete meses después del vuelo espacial. Los astronautas, enviados al espacio por la agencia espacial rusa Roscosmos, participaron en misiones de larga duración, de un promedio de 172 días.

Los investigadores encontraron pruebas del concepto de “cerebro aprendido”, que es el nivel de neuroplasticidad que tiene el órgano para adaptarse a los vuelos espaciales.

“Encontramos cambios en las conexiones neuronales entre varias áreas motoras del cerebro”, indicó el primer autor Andrei Doroshin, de la Universidad de Drexel. Las áreas motoras son centros cerebrales donde se inician las órdenes de movimiento.

Ante la ausencia de gravedad, un astronauta necesita adaptar drásticamente sus estrategias de movimiento, en comparación con la Tierra. “Nuestro estudio muestra que su cerebro está reconectado, por así decirlo”, afirmó Doroshin.

Los escaneos de seguimiento, siete meses después de que regresaron a la Tierra, revelaron que los cambios del vuelo espacial aún eran visibles en el cerebro. “A partir de estudios anteriores, sabemos que estas áreas motoras muestran signos de adaptación después del vuelo espacial. Ahora, tenemos un primer indicio de que también se refleja en el nivel de conexiones entre esas regiones”, informó Wuyts.

Los autores también descubrieron una explicación para los cambios cerebrales anatómicos observados después de un vuelo espacial. “Inicialmente pensamos que habíamos detectado cambios en el cuerpo calloso, que es la vía central que conecta ambos hemisferios del cerebro»”, analizó Wuyts. El cuerpo calloso bordea los ventrículos cerebrales, una red comunicante de cámaras llenas de líquido, que se expanden debido a los vuelos espaciales.

“Los cambios estructurales que encontramos inicialmente en el cuerpo calloso en realidad son causados por la dilatación de los ventrículos que inducen cambios anatómicos del tejido neural adyacente -completó Wuyts-. Donde inicialmente se pensó que hay cambios estructurales reales en el cerebro, solo observamos cambios de forma. Esto pone los resultados en una perspectiva diferente.’

El estudio ilustra la necesidad de comprender cómo los vuelos espaciales afectan nuestro cuerpo, específicamente a través de la investigación a largo plazo sobre los efectos en el cerebro humano. Existen contramedidas actuales para la pérdida de masa muscular y ósea, como hacer ejercicio durante un mínimo de dos horas al día. La investigación futura puede proporcionar evidencia de que las contramedidas son necesarias para el cerebro. “Estos hallazgos nos brindan piezas adicionales de todo el rompecabezas. Dado que esta investigación es tan pionera, aún no sabemos cómo se verá el escenario completo”, continuó Doroshin.

“Estos resultados contribuyen a nuestra comprensión general de lo que sucede en el cerebro de los viajeros espaciales. Es crucial mantener esta línea de investigación, buscando cambios cerebrales inducidos por vuelos espaciales desde diferentes perspectivas y utilizando diferentes técnicas”, concluyó Wuyts.

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