In sommige delen van het brein van astronauten neemt het volume van de grijze stof toe. In andere delen neemt het af.

Tot die conclusie komen onderzoekers van de universiteit van Michigan. Het is voor het eerst dat wetenschappers de structurele veranderingen die het brein tijdens een verblijf in de ruimte ondergaat, bestuderen.

Astronauten
De onderzoekers bestudeerden 12 astronauten die twee weken in de spaceshuttle in de ruimte verbleven. En 14 astronauten die zes maanden in het ruimtestation doorbrachten. Bij alle astronauten veranderde het volume van de grijze stof: in sommige delen van het brein nam het volume toe. In andere delen liep het volume terug. En hoe langer de astronauten in de ruimte waren geweest, hoe uitgesprokener de verschillen waren.

Hersenvocht
“We ontdekten grote gebieden waarin het volume van de grijze stof afnam,” vertelt onderzoeker Rachael Seidler. “Dat kan verband houden met de herverdeling van het hersenvocht. Er is geen zwaartekracht die de vloeistoffen in het lichaam naar beneden trekt, wat resulteert in een zogenaamd opgeblazen hoofd in de ruimte.”

In het blauw de gebieden waarin het volume van de grijze stof afnam. In oranje de gebieden waarin het volume van de grijze stof toenam. Afbeelding: University of Michigan.

Continu leren
Daarnaast bleek het volume van de grijze stof toe te nemen in hersengebieden die onder meer belangrijk zijn voor de bewegingen van de benen. Waarschijnlijk ontstaan deze veranderingen doordat het brein van de astronauten moet leren om het lichaam bij beperkte zwaartekracht voort te bewegen. Deze verandering in de structuur van de hersenen was het grootst bij de astronauten die in het ruimtestation waren geweest, omdat hun hersenen zich 24 uur per dag moesten aanpassen. “Dat is interessant, want zelfs als je iets heel leuk vindt om te doen, zul je het niet meer dan een uur per dag oefenen,” merkt Seidler op. Maar de veranderingen die de onderzoekers in de hersenstructuur van de ISS-astronauten zagen, waren vergelijkbaar met de veranderingen in de hersenen die optreden als je 24/7 een nieuwe vaardigheid oefent. Juist in de ruimte kunnen we goed zien hoe plastisch het brein is, stelt Seidler. Het moet zich continu aanpassen en voortdurend leren omgaan met een beperkte zwaartekracht.

Op aarde
Het onderzoek heeft niet alleen implicaties voor astronauten. Als we meer inzicht hebben in hoe deze veranderingen in het brein ontstaan, kunnen ook mensen op aarde daar bij gebaat zijn. Seidler denkt dan aan mensen die langdurig op bed moeten liggen of mensen die een aandoening hebben waardoor het hersenvocht zich verzamelt in het brein en daar druk uitoefent.

Het onderzoek naar de astronauten gaat ondertussen verder. Zo wordt er nu gekeken hoelang de veranderingen in de structuur van het brein – ook na terugkomst op aarde – standhouden. “Het kan zijn dat het gedrag weer normaal wordt, maar dat de wijze waarop het brein dat gedrag regelt, verandert.” Ook wordt er nog uitgezocht welke effect de veranderingen op de cognitieve en fysieke prestaties hebben.