Unloaded Minds - Hur påverkar långvarig avlastning den funktionella prestationsförmågan i månens gravitationella miljö
När astronauter tillbringar tid i rymdens tyngdlöshet eller på månens svaga gravitation påverkas deras kroppar. Musklerna blir svagare och nervernas kontroll över rörelser försämras – ett problem som kan vara avgörande för framtida månuppdrag där astronauter måste kunna röra sig säkert på månens yta.
Ett banbrytande svenskt forskningsprojekt, finansierat av Rymdstyrelsen och utvalt av Europeiska rymdorganisationen ESA, ska nu kartlägga exakt vad som händer i både hjärna och muskler när kroppen utsätts för förändrad gravitation.
Vad händer med kroppen i rymden?
Vi vet redan att astronauter förlorar muskelmassa och styrka under långa rymdresor. Men vad forskarna inte helt förstår är hur hjärnan påverkas.
Hjärnans motorkortex – det område som styr våra rörelser – verkar förändras när kroppen inte längre behöver kämpa mot jordens gravitation. Detta kan förklara varför astronauter ofta har svårt att koordinera sina rörelser när de återvänder till jorden eller landar på en planet med annan gravitation än jordens.
En unik experimentell design
I projektet kommer vi att genomföra en unik kombination av två rymdsimuleringar.
Först kommer frivilliga testpersoner att hänga med ett ben i speciella selar i två veckor – en metod som simulerar tyngdlösheten genom att helt avlasta det ena benet från gravitationens påverkan.
Därefter får samma personer åka med ett speciellt flygplan som flyger i parabelformade banor för att skapa mångravitation – bara 16 procent av jordens gravitation, precis som på månen.
Under dessa korta perioder av simulerad mångravitation får deltagarna gå på löpband medan forskarna mäter allt från hjärnaktivitet till muskelaktivitet.
Avancerad teknik avslöjar kroppens hemligheter
Projektet använder den mest avancerade teknik som finns tillgänglig idag. Hjärnaktiviteten mäts med EEG-elektroder, musklernas arbete med EMG-sensorer, och kroppens rörelser analyseras i detalj.
Men kanske mest spännande är att vi kommer att ta små vävnadsprover från musklerna och analysera varje enskild cells genaktivitet – en teknik som kan avslöja exakt vilka förändringar som sker på molekylär nivå.
Första projektet att kombinera två rymdsimuleringar
Det här är första gången någon forskargrupp kombinerar dessa två typer av rymdsimuleringar tillsammans med så avancerad mätteknologi.
Genom att följa samma personer genom hela processen – från avlastning till återbelastning i mångravitation – kan vi för första gången se hur hjärnan och musklerna reagerar i realtid när de återaktiveras efter lång vilotid.
Viktiga följder för framtiden
Resultaten kommer att vara avgörande för framtida månbaser och Mars-expeditioner. Om vi förstår exakt hur kroppen påverkas kan vi utveckla bättre träningsmetoder och medicinsk utrustning för astronauter.
Men forskningen har också potential att hjälpa patienter på jorden som varit immobiliserade länge, till exempel efter benbrott eller neurologiska skador.
Projektet leds av ett internationellt team av erfarna forskare inom rymd- och neurofysiologi, vilket garanterar att denna ambitiösa forskning når sina mål och bidrar till säkrare rymdresor och bättre rehabiliteringsmetoder.