Was passiert mit unserem Gehirn im Weltraum? Die erstaunliche Wahrheit, die Wissenschaftler entdeckt haben

Der menschliche Körper hat sich im Laufe von Milliarden Jahren Evolution an die Schwerkraft der Erde angepasst. Deshalb beschäftigte Wissenschaftler zu Beginn der Raumfahrt eine zentrale Frage: Was geschieht im Zustand der Schwerelosigkeit mit dem menschlichen Körper, insbesondere mit dem Gehirn? Stört sich der Blutkreislauf, bauen sich Knochen ab oder gibt es schwerwiegende Auswirkungen auf das Gehirn?

Experimente mit Mäusen, Spinnen und Hunden in den späten 1950er Jahren zeigten, dass Lebewesen im Weltraum überleben können. Spätere bemannte Flüge bewiesen, dass Menschen nicht nur überleben, sondern sich auch an die neue Umgebung anpassen können.

Der Astronaut der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), Luca Parmitano, betont, dass sich der menschliche Körper im All innerhalb weniger Wochen spürbar verändert. Seinen Worten nach wird das Gesicht runder, die Beine werden dünner und der Mensch nimmt seinen eigenen Körper völlig anders wahr. Parmitano wertet dies als natürliche Anpassung des Organismus an die Schwerelosigkeit.

Doch der Weltraum beeinflusst nicht nur Muskeln und Knochen, sondern auch das Gehirn. Während auf der Erde jede Bewegung mit der Überwindung der Schwerkraft verbunden ist, entfällt dieser Bedarf im All. In der Folge verlieren die Knochen Kalzium, die Muskeln werden schwächer und auch am Herzen sind Veränderungen zu beobachten. Zudem wirkt das Gesicht der Astronauten aufgedunsen, da Körperflüssigkeiten in den oberen Bereich wandern.

Aus diesem Grund müssen Astronauten auf der Internationalen Raumstation täglich etwa zwei Stunden trainieren. Dennoch können Astronauten nach einem sechsmonatigen Flug bei ihrer Rückkehr zur Erde die Kapsel nicht selbstständig verlassen und müssen auf Tragen hinausgebracht werden. Die vollständige Regeneration der Knochen dauert manchmal bis zu vier Jahre.

Experten sind der Meinung, dass das Gehirn das wichtigste Organ des menschlichen Körpers ist. Der ESA-Flugarzt Alessandro Alcibiade betont, dass alle anderen Vorbereitungen an Bedeutung verlieren, wenn der Mensch nicht mit einem gesunden und effizient arbeitenden Gehirn in den Weltraum reist.

Bisher wurden Studien über die Auswirkungen des Weltraums auf das Gehirn nur an einer begrenzten Anzahl von Astronauten durchgeführt. Der amerikanische Astronaut Scott Kelly verbrachte beispielsweise ein Jahr auf der Internationalen Raumstation, während sein Zwillingsbruder Mark Kelly auf der Erde blieb. Die Ergebnisse zeigten, dass sich Scotts kognitive Fähigkeiten während des Fluges nicht wesentlich veränderten, nach der Rückkehr zur Erde jedoch für etwa sechs Monate leicht abnahmen.

Kürzlich Frontiers in Psychology In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift veröffentlicht wurde, analysierten Wissenschaftler der Birkbeck University of London 15 bildgebende Studien mit 377 Teilnehmern. Darunter waren sowohl Astronauten als auch Freiwillige, die an Experimenten zur Simulation von Weltraumbedingungen auf der Erde teilnahmen.

Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass sich das menschliche Gehirn unter Schwerelosigkeit physisch und funktionell neu kalibriert. Insbesondere in den Hirnarealen, die für Bewegung, Gleichgewicht, räumliche Orientierung und Körperwahrnehmung zuständig sind, treten Veränderungen auf. Dies zeigt, dass das menschliche Gehirn die Schwerkraft als konstantes externes Signal akzeptiert und sich bei seiner Arbeit darauf stützt.

Professorin Elisa Raffaella Ferrè betont, dass das Gehirn selbst beim Anheben einer Kaffeetasse automatisch die Erdschwerkraft mit einberechnet. Im Weltraum muss dieser Mechanismus neu „justiert“ werden.

Obwohl diese Anpassung für Astronauten notwendig ist, benötigt sie Zeit. Wissenschaftler beobachteten dies auch bei den Teilnehmern des Apollo-Programms. Ihre Bewegungen auf der Mondoberfläche waren unbeholfen und instabil. Der Grund dafür waren nicht nur die schweren Raumanzüge, sondern auch, dass sich das Gehirn noch nicht vollständig an die neue Gravitationsumgebung angepasst hatte.

Bei künftigen Langzeitexpeditionen zum Mond und Mars wird dieses Thema noch dringlicher. Nach einem achtmonatigen Flug zum Mars wären Astronauten beispielsweise vollständig an die Schwerelosigkeit angepasst. Unter solchen Bedingungen könnte der Übergang zur Mars-Schwerkraft, die dreimal schwächer als die der Erde ist, ebenfalls ernsthafte Schwierigkeiten verursachen. Es ist nicht auszuschließen, dass dies die Landung, die Fortbewegung und wichtige Entscheidungsprozesse negativ beeinflusst.

Um dieses Problem zu lösen, halten Wissenschaftler rotierende Raumschiffe, die künstliche Schwerkraft erzeugen, oder Systeme, die Fliehkräfte nutzen, für die beste Lösung. Die Umsetzung solcher Technologien ist jedoch sehr kostspielig.

Gleichzeitig entwickelt Professorin Ferrè neue Methoden, um die schwerkraftempfindlichen Bereiche des Gehirns durch schwache elektrische Impulse zu stimulieren. Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass solche Technologien in Zukunft dazu beitragen werden, dass sich der Mensch im Weltraum schneller an neue Umgebungen anpassen kann.

Experten betonen, dass die Raumfahrt nicht nur eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen der Menschheit ist, sondern auch eine beispiellose Gelegenheit, tiefer zu verstehen, wie das menschliche Gehirn funktioniert und wie es sich an externe Umgebungen anpasst.