Att leva i nästan 2 månader i simulerad viktlöshet har en blygsam men utbredd negativ effekt på kognitiva prestationer som kanske inte motverkas av korta perioder av artificiell gravitation, finner en ny studie publicerad i Gränser i fysiologi . Medan den kognitiva hastigheten på de flesta tester till en början sjönk men sedan förblev oförändrad över tiden i simulerad mikrogravitation, hastigheten för igenkänning av känslor fortsatte att förvärras. Vid testning, forskningsdeltagare var mer benägna att identifiera ansiktsuttryck som arga och mindre sannolikt som glada eller neutrala.

"Astronauter på långa rymduppdrag, gillar våra forskningsdeltagare, kommer att tillbringa längre tid i mikrogravitation, begränsad till ett litet utrymme med få andra astronauter, " rapporterar Mathias Basner, professor vid institutionen för psykiatri vid University of Pennsylvania Perelman School of Medicine.

"Astronauternas förmåga att korrekt 'läsa' varandras känslomässiga uttryck kommer att vara av största vikt för effektivt lagarbete och framgång i uppdraget. Våra resultat tyder på att deras förmåga att göra detta kan försämras med tiden."

2 månader i sängen

Tidigare studier har visat att mikrogravitation orsakar strukturella förändringar i hjärnan, men det är inte helt förstått hur detta översätts till förändringar i beteende. Sängstöd med huvudet nedåt i en liten 6-graders vinkel är standardsättet för att simulera effekterna av mikrogravitation på jorden. Deltagare för denna forskning hölls i den positionen i nästan 2 månader, och detta är en av de första studierna som strikt upprätthåller den lutade huvudpositionen.

"Deltagarna genomförde regelbundet 10 kognitiva tester relevanta för rymdfärder som var speciellt designade för astronauter, såsom rumslig orientering, minne, risktagande och igenkänning av känslor, " förklarar Basner. "Huvudmålet var att ta reda på om artificiell gravitation under 30 minuter varje dag – antingen kontinuerligt eller i sex 5-minuters anfall – kunde förhindra de negativa konsekvenserna som orsakas av minskad rörlighet och rörelser i huvudet av kroppsvätskor som är inneboende till mikrogravitation som upplevs i rymdfärd."

Konstgjorda gravitationsmotåtgärder bestod av att deltagarna snurrade på en centrifug. Placerade som en arm på en klocka med huvudet i mitten, deltagarna snurrades runt med en hastighet av 1 varv dygnet runt varannan sekund.

Framtida lösgöring behövs

"Det finns två sätt att producera gravitation i rymdfärd:rotera hela rymdfarkosten/stationen, vilket är dyrt, eller bara rotera astronauten. Centrifugen kan vara självdriven, fördubblas som en möjlighet till träning, säger Alexander Stahn, studie medförfattare och forskningsassistent vid University of Pennsylvanias Perelman School of Medicine. "Tyvärr, vi fann att de artificiella gravitationsmotåtgärderna i vår studie inte hade de önskade fördelarna. Vi utför för närvarande ytterligare analyser med hjälp av funktionell hjärnavbildning för att identifiera den neurala grunden för effekterna som observerats i den här studien."

I framtiden, teamet planerar att testa mer långvariga artificiella gravitationsmotåtgärder och att variera graden av social isolering.

"Vi kan inte säga om effekterna som observerades på testet för emotionsigenkänning inducerades av simulerad mikrogravitation eller av inneslutningen och isoleringen som är inneboende i studien, med separata sovrum och sporadisk kontakt till studielaget. Framtida studier kommer att behöva reda ut dessa effekter."

Pågående och planerade forskningsinsatser försöker mildra potentiella försämringar i social sammanhållning, inklusive uppgifter som tittar på teamproblemlösning och tillhandahåller psykologiskt stöd till besättningar under förhållanden av kommunikationsförseningar.