Raumfahrt, 60 Tage Bettruhe, empfindliche Astronautenfüße und Gleichgewichtsstörungen

Von Astronauten bis hin zu Kissenpionieren: Ein Biologe der Universität Rochester untersucht Veränderungen der Hautempfindlichkeit bei Teilnehmern, die 60 Tage in vertikaler Bettruhe verbringen, um die sensorischen Anpassungen während des Raumflugs besser zu verstehen.

Dr. Nick Strzalkowski, Ph.D., ist Teil eines Teams, das Gegenmaßnahmen untersucht, die Astronauten bei der Bewältigung dieser Probleme in der Zukunft helfen könnten und gleichzeitig wertvolle Lehren für die Menschen auf der Erde liefern könnten.

Strzalkowski hat eine gemeinsame Position in den Abteilungen Biologie und Allgemeinpädagogik inne und unterrichtet Kurse in Mathematik und naturwissenschaftlicher Grundbildung sowie menschlicher Physiologie. Seine wissenschaftlichen Interessen umfassen alle Aspekte der menschlichen Gesundheit, insbesondere aber die Nervenbahnen und Netzwerke, die an der Bewegungssteuerung in gesunden und kranken Bevölkerungsgruppen beteiligt sind.

An der University of Guelph erwarb Strzalkowski seinen Ph.D Dr. Lea Bint, Ph.D., Er studiert Neurophysiologie und ist der Hauptforscher dieses neuesten, von der CSA finanzierten Projekts.

Ein Teil dieser Graduiertenforschung umfasste ein Projekt aus dem Jahr 2009 mit dem Titel Hypersol. In diesem Projekt untersuchten Strzalowski und Bennett die Hautempfindlichkeit an den Füßen von Astronauten vor und nach einem kurzen Raumflug zur Internationalen Raumstation.

Hautrezeptoren in den Fußsohlen spielen eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle von Gleichgewicht und Körperhaltung, und das taktile Feedback der Haut liefert dem Menschen Informationen über die Richtung der Schwerkraft, Körperausrichtung und Vertikalität. Hypersol Die Studie umfasste 11 Besatzungsmitglieder der letzten vier Space-Shuttle-Flüge vor der Einstellung des Space-Shuttle-Programms im Jahr 2011.

„Also begann ich mit der Erforschung des Weltraums, ich reiste durch die gesamten Vereinigten Staaten und das führte zu zwei Veröffentlichungen“, sagt Strzalkowski.

Insbesondere identifizierte die Studie eine Untergruppe von Astronauten, die bei Experimenten, die speziell auf Defizite des Vestibularsystems (Innenohr) ausgerichtet waren, eine erhöhte Empfindlichkeit der Hautrezeptoren zeigten, was nachweislich mit einem schlechten Gleichgewicht nach einem Raumflug vereinbar ist.

aktuelle Forschung, Hypersol2, Es wird in Zusammenarbeit mit durchgeführt NASA Und DLR (Deutsche Raumfahrtagentur), Dieses Projekt ist eines von vielen parallelen Projekten, die bei envihab in Köln umgesetzt werden. Das Experiment, zu dem Strzalkowski beiträgt, beinhaltet 60 Tage Bettruhe mit dem Kopf nach unten – ein statisches Analogon zur Raumfahrt. Die Teilnehmer bleiben im Bett und neigen ihren Kopf sechs Grad unter ihre Füße, um die physiologische Belastung und die Flüssigkeitsverschiebungen zu simulieren, die Astronauten in der Mikrogravitation erleben. Die Teilnehmer erhalten Pflege und Physiotherapie, bleiben aber für die Dauer der Studie auf dem Rücken. Mit Zugang zu Computern und Monitoren können viele Teilnehmer ähnlicher Studien an Kursen teilnehmen, Spiele spielen und Filme schauen, um sich die Zeit zu vertreiben.

„In unserer Studie liegen die Teilnehmer auf dem Bauch“, sagt Strzalkowski. „Sechzig Tage sind genug Zeit, um Auswirkungen auf Muskeln und Knochen zu bemerken, die man nach mehr als einer Woche möglicherweise nicht mehr sieht.“

Das Schlafen auf einem Bett mit gesenktem Kopf ist eine gängige Methode in der Raumfahrt. Die Teilnehmer bleiben im Bett und neigen ihren Kopf um sechs Grad unter ihre Füße, um die physiologische Belastung und die Flüssigkeitsverschiebungen zu simulieren, die Astronauten in der Schwerelosigkeit erfahren. Bild mit freundlicher Genehmigung der Deutschen Raumfahrtagentur DLR.

Die Teilnehmer werden in vier Gruppen eingeteilt: Kontrolle, Propriozeptionstraining (das Körperbewusstsein beinhaltet), elektrische Muskelstimulation und Bewegung. Ziel ist es herauszufinden, ob diese Gegenmaßnahmen einen Einfluss auf Hautallergien haben und ob dadurch die Auswirkungen langer Raumflüge verringert werden können.

„Wenn du in den Weltraum fliegst, schwebst du, und eines der Dinge, die passieren, ist, dass dein Vestibularsystem, das uns normalerweise etwas über die Schwerkraft sagt, abschaltet. Dein Gehirn gerät in Panik und dir wird ein paar Tage lang sehr übel. Aber wir glauben, dass es im Laufe der Zeit zu einer Neuausrichtung des sensorischen Feedbacks kommt, um dies zu kompensieren.“ „Eines dieser Dinge könnte eine erhöhte Hautempfindlichkeit sein, weil unsere Haut uns auch über die Schwerkraft hier auf der Erde informiert, wenn wir stehen“, erklärt Strzalkowski.

„Für mich ist es wirklich interessant, Teil von etwas so Großem zu sein. Wir arbeiten oft allein im Labor. An diesem Projekt sind Dutzende von Laboren beteiligt, und selbst unser Team besteht aus drei Fakultätsforschern, und wir sind ein kleiner Teil davon.“ „Projekt.“

Die Arbeit wird auch Universitätsstudenten in die Datenanalyse einbeziehen, ein wichtiger Bestandteil der Forschungs- und Bachelor-Erfahrung der Universität.

„Nicks Arbeit in diesem Bereich unterstreicht die Breite der Forschung, die bei Reynolds stattfindet“, sagte Dr. Jonathan Withey, Dekan für Wissenschaft und Technologie bei Reynolds. „Da unsere Forschungskapazitäten zunehmen, sind für unsere Fakultät und unsere Studenten nicht einmal die Grenzen gesetzt .“

Während das unmittelbare Ziel darin besteht, Möglichkeiten zu finden, Astronauten zu helfen, haben die Forschungsergebnisse potenzielle Vorteile für die menschliche Gesundheit hier auf der Erde.

„Es gibt Menschen, die bettlägerig sind, also hilft ihnen das, aber es geht um mehr als das“, betont Strzalkowski. „Es geht um viele grundlegende wissenschaftliche Fragen zur menschlichen Physiologie. Das Erlernen dieser Interventions- und Linderungsstrategien könnte zu Subtherapien werden.“ für verschiedene Patienten oder Bevölkerungsgruppen.“ „Es ist wirklich erstaunlich, wie erfolgreich die Weltraumforschung wieder an die Öffentlichkeit gelangt ist.“

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