Los cerebros de los astronautas se «reconectan»

Los investigadores han realizado el primer estudio que analiza los cambios estructurales de conectividad que se producen en el cerebro tras un vuelo espacial de larga duración. Los resultados, publicados en ‘Frontiers in Neural Circuits’, muestran cambios microestructurales significativos en varios tractos de materia blanca, como los sensoriomotores.

Según los investigadores, este trabajo puede servir de base para futuras investigaciones sobre el alcance total de los cambios cerebrales durante la exploración espacial humana.

El cerebro puede cambiar y adaptarse en estructura y función a lo largo de la vida. A medida que la exploración humana del espacio alcanza nuevos horizontes, es crucial comprender los efectos de los vuelos espaciales en el cerebro humano. Investigaciones anteriores han demostrado que los vuelos espaciales pueden alterar tanto la forma como la función del cerebro adulto.

A través de un proyecto de colaboración entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y Roscosmos, un equipo de investigadores internacionales, dirigido por el doctor Floris Wuyts, de la Universidad de Amberes (Bélgica), ha estudiado los cerebros de los humanos que viajan al espacio.

Wuyts y sus colegas han investigado por primera vez los cambios estructurales en el cerebro tras un vuelo espacial a nivel de los tractos de materia blanca del cerebro profundo.

La materia blanca son partes del cerebro que son responsables de la comunicación entre la materia gris y el cuerpo y entre varias regiones de materia gris. En resumen, la materia blanca es el canal de comunicación del cerebro y la materia gris es donde se procesa la información.

Para estudiar la estructura y el funcionamiento del cerebro después de un vuelo espacial, los investigadores utilizaron una técnica de imagen cerebral llamada tractografía de fibras.

«La tractografía de fibras ofrece una especie de esquema de cableado del cerebro. Nuestro estudio es el primero en utilizar este método específico para detectar cambios en la estructura del cerebro tras un vuelo espacial», explica Wuyts.

El equipo obtuvo escaneos de resonancia magnética de difusión (dMRI) de 12 cosmonautas varones antes y justo después de sus vuelos espaciales. También recogieron ocho escaneos de seguimiento, siete meses después del vuelo espacial. Todos los cosmonautas participaron en misiones de larga duración de una media de 172 días.

Los investigadores comprobaron el concepto de «cerebro aprendido», es decir, el nivel de neuroplasticidad que tiene el cerebro para adaptarse a los vuelos espaciales.

«Encontramos cambios en las conexiones neuronales entre varias áreas motoras del cerebro –destaca el primer autor, el doctor Andrei Doroshin, de la Universidad de Drexel, en Estados Unidos–. Las áreas motoras son centros cerebrales donde se inician las órdenes de movimiento. En condiciones de ingravidez, un astronauta tiene que adaptar sus estrategias de movimiento de forma drástica, en comparación con la Tierra. Nuestro estudio demuestra que su cerebro se reconecta, por así decirlo», resume.

Los escáneres de seguimiento revelaron que, tras siete meses de regreso a la Tierra, estos cambios seguían siendo visibles. «Por estudios anteriores, sabemos que estas áreas motoras muestran signos de adaptación tras un vuelo espacial. Ahora, tenemos un primer indicio de que también se refleja a nivel de las conexiones entre esas regiones», continúa Wuyts.

Los autores también encuentran una explicación a los cambios anatómicos cerebrales observados tras los vuelos espaciales. «Inicialmente creíamos haber detectado cambios en el cuerpo calloso, que es la autopista central que conecta ambos hemisferios del cerebro», explica Wuyts. El cuerpo calloso bordea los ventrículos cerebrales, una red de cámaras comunicantes llenas de líquido, que se expanden a causa de los vuelos espaciales.

«Los cambios estructurales que encontramos inicialmente en el cuerpo calloso están causados en realidad por la dilatación de los ventrículos, que inducen cambios anatómicos del tejido neural adyacente –prosigue–. Donde inicialmente se pensaba que había verdaderos cambios estructurales en el cerebro, nosotros sólo observamos cambios de forma. Esto sitúa los hallazgos en una perspectiva diferente».

El estudio ilustra la necesidad de comprender cómo afectan los vuelos espaciales a nuestro cuerpo, concretamente mediante la investigación a largo plazo de los efectos en el cerebro humano. En la actualidad existen medidas para contrarrestar la pérdida de masa muscular y ósea, como el ejercicio físico durante un mínimo de dos horas al día. Las investigaciones futuras podrían aportar pruebas de que son necesarias contramedidas para el cerebro.

«Estos hallazgos nos dan piezas adicionales de todo el rompecabezas. Dado que esta investigación es tan pionera, aún no sabemos cómo será todo el rompecabezas. Estos resultados contribuyen a nuestra comprensión general de lo que ocurre en el cerebro de los viajeros espaciales. Es crucial mantener esta línea de investigación, buscando los cambios cerebrales inducidos por los vuelos espaciales desde diferentes perspectivas y utilizando diferentes técnicas», concluye Wuyts.