Un nuevo estudio publicado en Frontiers in Neural Circuits es el primero en analizar los cambios de conectividad estructural que ocurren en el cerebro después de un vuelo espacial de larga duración. Los resultados muestran cambios microestructurales significativos en varios tractos de materia blanca, como los tractos sensoriomotores. El estudio puede formar una base para futuras investigaciones sobre el alcance completo de los cambios cerebrales en los astronautas durante la exploración espacial humana.
Nuestro cerebro puede cambiar y adaptarse en estructura y función a lo largo de nuestras vidas. A medida que la exploración humana del espacio alcanza nuevos horizontes, es crucial comprender los efectos de los vuelos espaciales en el cerebro de los astronautas. Investigaciones anteriores han demostrado que los vuelos espaciales tienen el potencial de alterar tanto la forma como la función del cerebro adulto.
«Encontramos cambios en las conexiones neuronales entre varias áreas motoras del cerebro [de los astronautas]»
A través de un proyecto de colaboración entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Federal Rusa (Roscosmos) y un equipo de investigadores internacionales, dirigido por el Dr. Floris Wuyts, de la Universidad de Amberes, ha estado estudiando los cerebros de los humanos que viajan al espacio.
Wuyts y sus compañeros han investigado, por primera vez, los cambios estructurales en el cerebro de los astronautas después de un vuelo espacial a nivel de los tractos de materia blanca del cerebro profundo.
La materia blanca se refiere a las partes del cerebro que son responsables de la comunicación entre la materia gris y el cuerpo y 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.
El cerebro aprendido
Para estudiar la estructura y la función del cerebro de los astronautas después del vuelo espacial, los investigadores utilizaron una técnica de imágenes cerebrales llamada tractografía de fibra.
«La tractografía de fibra 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«, explica Wuyts.
Wuyts y su equipo tomaron 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. Todos los cosmonautas participaron en misiones de larga duración, de una media de 172 días.
Neuroplasticidad y reconfiguración cerebral
Los investigadores encontraron pruebas del concepto de ‘cerebro aprendido’; en otras palabras, el nivel de neuroplasticidad que tiene el cerebro para adaptarse a los vuelos espaciales. «Encontramos cambios en las conexiones neuronales entre varias áreas motoras del cerebro«, asegura el primer autor, el Dr. Andrei Doroshin, de la Universidad de Drexel. «Las áreas motoras son centros cerebrales donde se inician los comandos de los movimientos. En la ingravidez, los astronautas necesitan adaptar sus estrategias de movimiento drásticamente, en comparación con la Tierra. Nuestro estudio muestra que sus cerebros están reconfigurados, por así decirlo«.
Los escaneos de seguimiento revelaron que después de siete meses de regresar a la Tierra, estos cambios aún eran visibles.
«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«, incide Wuyts.
Otros supuestos cambios se revelaron como falsos
Los autores también encuentran 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«, recuerda 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«, indica Wuyts. «Donde inicialmente se pensaba que había cambios estructurales reales en el cerebro, sólo observamos cambios de forma. Esto pone los hallazgos en una perspectiva diferente«.
El futuro de la investigación de los vuelos espaciales
El estudio ilustra la necesidad de comprender cómo los vuelos espaciales afectan nuestro cuerpo, específicamente a través de una 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 también 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 por completo. 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«, concluye Wuyts.
Fuente: Frontiers in Neural Circuits.
