ons brein buiten de aarde

Steven heeft een achtergrond in de Biomedische Wetenschappen en doctoreert nu aan de faculteit Wetenschappen. Voor zijn onderzoek nam hij structurele en functionele MRI-scans van kosmonauten, voor en na een ruimtereis. Zo kon hij verschillende veranderingen in hun lichaam registreren. De Russische kosmonauten – ze wensen liever geen astronauten genoemd te worden – verbleven één shift, oftewel zes maanden lang, in het International Space Station (ISS). Er werden twaalf personen geobserveerd. Voor drie van de proefpersonen was het de eerste keer dat ze een ruimtereis maakten, zogenaamde first time flyers. Tot een half jaar na terugkomst op Moeder Aarde werden de kosmonauten opgevolgd. Hoewel zowel ruimtereizen als magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) al meer dan vijftig jaar mogelijk zijn, is Stevens onderzoek nog steeds pionierswerk. Enkel NASA voert ook zulke scans uit. 

Stevens eerste paper behandelt de veranderingen in de samenstellingen van weefsels in het brein. Na de opnames vielen de volumeveranderingen meteen op. Op de scans is te zien dat de ventrikels, de hersenkamers, zijn vergroot. Hierin vloeit het cerebrospinaal vocht (CSV). Deze vloeistof of liquor, zoals het ook vaak genoemd wordt, heeft beschermende eigenschappen en heeft een transportfunctie in het brein. Er is ook onderaan het brein meer ruimte ontstaan, en bovenaan minder. De hersenen zijn dus in de schedel een stukje naar boven verplaatst. 

Het is al langer bekend dat tijdens verblijf in de ruimte een vochtophoping in de bovenste helft van het lichaam plaatsvindt. Dit is een normaal fysisch effect. Op aarde wordt alles omhoog gepompt tegen de zwaartekracht in. In de ruimte ontbreekt deze kracht. Hierdoor wordt alles meer naar boven gestuwd, richting het hoofd. Een bijkomend fenomeen is een verminderde heropname van het CSV, die beschermende vloeistof dus. Normaal gezien wordt deze bovenaan het brein opnieuw geabsorbeerd. Door die stuwing naar boven ontstaat er een compressie van dit reabsorptiegebied.

Steven vindt het jammer dat ze de kosmonauten niet meteen kunnen zien nadat ze geland zijn. De Antwerpse onderzoeksgroep waartoe hij behoort, doet haar eerste metingen pas op de negende dag na de landing. Dan is het brein echter al voor een deel genormaliseerd. Wel hebben ze op dit eerste meetpunt kunnen vaststellen dat er een toename van het CSV in de hersenkamers is. Na verloop van tijd herstelt dit, maar tot een half jaar na de ruimtereis is dit nog niet terug naar het normale niveau gezakt. Dat heeft mogelijk invloed op langere termijn. Een ander voorbeeld van de effecten van ruimtereizen, is het ontstaan van oogproblemen na terugkeer. Dat is toe te schrijven aan vochtophoping. Er is dan een verschil in de druk die uitgeoefend wordt op de ogen en de hersenen en dat kan voor ongemakkelijkheden zorgen. 

Tot nu toe vreest Steven niet voor de gezondheid van de kosmonauten, mits de nodige maatregelen genomen worden. Vooral bij first time flyers zijn de effecten van gewichtloos zijn in de ruimte merkbaar. Bij kosmonauten die de aarde vaker verlaten hebben, lijken deze effecten minder sterk. Het is nog onbekend hoe het lichaam zal reageren op ruimtereizen die langer dan een jaar duren. Op dit moment staat vast dat de lichamelijke veranderingen die een half jaar ruimtereizen veroorzaken, geen blijvende gezondheidsproblemen met zich meebrengen. Maar na een jaar – of wie weet hoelang we in de toekomst in de ruimte kunnen verblijven – misschien wel. Het uitzetten van de ventrikels kan je als een soort buffersysteem zien: het beschermt ons brein. Handig dat onze hersenen zo goed voor zichzelf kunnen zorgen. Het vermogen van de mens en zijn brein om zich aan te passen is groot. Deze veerkracht is een sleutel tot het functioneren van de mens. Tot nu toe is de mensheid geëvolueerd met de aanwezigheid van zwaartekracht. Als deze factor wegvalt, zal het lichaam zich plots heel anders moeten gaan gedragen.

In een tweede paper zal Steven uit de doeken doen wat de functionele veranderingen zijn in de hersenen. Met functionele MRI-scans worden daarvoor opnames gemaakt van de relatieve bloedtoevoer. Het volgend onderzoek is gefocust op het evenwicht, een van de meer complexe systemen die verstoord kunnen raken door een verblijf in de ruimte. Daarover mag dwars echter nog niet te veel zeggen, want Steven en zijn onderzoeksgroep doen dat binnenkort zelf!