Uzay beyni nasıl değiştiriyor? Sophie Adenot, 50 astronotluk Brain-DTI çalışmasına katıldı

Avrupa Uzay Ajansı (ESA) astronotu Sophie Adenot, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki εpsilon görevinin ardından Brain-DTI deneyine katıldı. Deney, beynin mikro yerçekimine nasıl uyum sağladığını ve Dünya'ya dönüşten sonra nasıl toparlandığını inceliyor. ESA'nın 30 Ekim'de yayımladığı bilgilere göre Adenot'un 237 gün süren görevinden döndükten sonraki ilk iki hafta içinde Almanya'nın Köln kentinde üç MR (manyetik rezonans görüntüleme) oturumu yapıldı. Son taramanın dönüşten altı ay sonra yapılması planlanıyor.

Deneyin baş araştırmacısı Anvers Üniversitesi'nden Prof. Dr. Floris Wuyts. Wuyts, ESA'ya yaptığı açıklamada 2013'ten bu yana yaklaşık 50 astronot ve kozmonotun beyin görüntüsünü topladıklarını söyledi. Bu sayı, Brain-DTI'yi insanlı uzay uçuşu tarihinin en büyük beyin görüntüleme çalışması yapıyor.

Beyin neden etkileniyor?

Denge, yön ve hareket duygumuzu iç kulaktaki vestibüler sistem yönetir. Mikro yerçekiminde bu sistem Dünya'dakinden temelden farklı sinyaller alır. ESA'ya göre astronotlar bu yeni ortama alışmak zorunda kalıyor ve uyum süreci başta uzay tutması, yön kaybı ve duyular arasındaki çelişkiler olarak kendini gösterebiliyor. Beynin yeni koşullara göre kendini yeniden düzenleme yeteneğine nöroplastisite deniyor. Uzay uçuşu, bilim insanlarına bu yeteneği kontrollü ve tekrarlanabilir koşullarda inceleme fırsatı veriyor.

İkinci etki vücut sıvılarıyla ilgili. Ağırlıksız ortamda sıvılar baş yönüne kayıyor. Brain-DTI, beynin kafatası içinde ne kadar yer değiştirdiğini, beyin karıncıklarının (beyin omurilik sıvısıyla dolu boşluklar) ne kadar genişlediğini ve bu sıvının nasıl yeniden dağıldığını ölçüyor. Bu veriler, bazı astronotlarda görülen ve uzun görevlerde görmeyi bozabilen uzay uçuşuyla ilişkili nöro-oküler sendrom (SANS) araştırmalarına da girdi sağlıyor. ESA'ya göre SANS'ın beyin ve omuriliği çevreleyen sıvıdaki basınç artışıyla bağlantılı olduğu, bu basıncın da göz küresini yassılaştırabildiği düşünülüyor.

Üç farklı MR tekniği

Deneyin adı, kullandığı yöntemlerden birinden geliyor. Difüzyon tensör görüntüleme (DTI), su moleküllerinin beyin dokusunda nasıl hareket ettiğini izleyerek sinir yollarını haritalıyor ve beyaz maddedeki değişiklikleri yakalıyor. Dinlenim durumu fonksiyonel MR (rs-fMRI), kandaki oksijen düzeyine bağlı sinyali ölçerek beyin bölgelerinin birbiriyle nasıl iletişim kurduğunu gösteriyor. Standart anatomik çekimler ise beynin konumundaki kaymayı ve karıncıkların hacmini ölçüyor.

Dönüşte zamanla yarış

Beyin, iniş yapılır yapılmaz Dünya'nın yerçekimine yeniden uyum sağlamaya başlıyor. Bu yüzden uçuş sonrası taramaların mümkün olduğunca erken yapılması gerekiyor. Adenot'un taramaları, Köln'deki Avrupa Astronot Merkezi'nin hemen yanında bulunan Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) tesisi :envihab'da yapıldı. Farklı zamanlarda alınan görüntüler, araştırmacıların beynin toparlanmasının doğrusal mı, üstel mi yoksa daha karmaşık bir yol mu izlediğini belirlemesini sağlayacak. Wuyts'a göre uzayda geçen sekiz ay insan vücudu üzerinde derin bir etki bırakıyor ve uçuş öncesi duruma tam dönüş zaman alıyor.

Önceki sonuçlar da bu yavaş toparlanmaya işaret ediyordu. Anvers Üniversitesi araştırmacılarının da yer aldığı bir ekibin 2020'de yayımladığı çalışmada, uzun süreli görevlerden dönen kozmonotların difüzyon MR görüntüleri incelenmişti. Çalışmada beyincikteki beyaz maddede artış bulunmuş, yazarlar bunu duyu-motor nöroplastisitenin ilk açık kanıtı olarak nitelendirmişti. Bu artış, ilgili bölgelerde dönüşten yedi ay sonra da sürüyordu. Aynı çalışma, gri maddede görülen değişikliklerin doku kaybından değil, sıvının yeniden dağılmasıyla oluşan biçim değişikliklerinden kaynaklandığını göstermişti.

Daha çok veri, daha çok kadın astronot

Uzay fizyolojisinde istatistiksel olarak anlamlı sonuca ulaşacak sayıda kişiye erişmek zor. Wuyts, Crew-12 ekibinin ve 75. Sefer ekibinin tamamının deneye katılmasını bu yüzden büyük bir şans olarak görüyor. Araştırmacıya göre kadın astronotların katılımı ayrıca önemli, çünkü uzayın beyne etkisinde cinsiyet farkı olup olmadığı, varsa ne büyüklükte olduğu henüz bilinmiyor. Wuyts, bulguların bugün baş dönmesi ve vertigoyla ilişkili rahatsızlıkları olan hastalara da yardımcı olduğunu ve denge sistemi hastalıklarının işleyişine ışık tuttuğunu belirtiyor.

Belçika Bilim Politikası Ofisi'nin PRODEX programı ve ESA tarafından desteklenen deneyde açık soru şu: Uzaya uyum sağlayan beyin, Dünya'ya döndükten sonra eski haline ne kadar sürede ve ne ölçüde kavuşuyor? Adenot'un altıncı aydaki son taraması, bu sorunun yanıtına bir veri noktası daha ekleyecek.