Einfluss von körperlicher Aktivität und künstlicher Gravitation auf die neurokognitive Leistungsfähigkeit und Gesundheit in Isolation und Bettruhe in Kopftieflage

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Research Objective

NEUROACTISO (SIRIUS)
Lauftraining könnte einige der ungewünschten Effekte von Weltraummissionen entgegenwirken. Während Ausdauertraining generell bekanntermaßen präventiv gegen den Abbau von Knochen- und Muskelmasse sowie der Leistungsfähigkeit des Herz-Kreislaufsystems wirken kann, wird nunmehr angenommen, dass es umso effektiver ist, wenn ein Intervalltraining anstelle von kontinuierlichen Laufprotokollen durchgeführt werden (siehe Antrag von PI Uwe Hoffmann). Intervalltraining soll die Kinetik der Durchblutung verbessern und somit möglicherweise die Gehirndurchblutung und damit auch mentale Leistungsfähigkeit steigern. Bisher ist wenig über die kurzfristigen und langfristigen Effekte von andauernden und intervallförmigen Lauftrainingsprofilen mit moderater und submaximaler Intensität auf die kognitive Leistungsfähigkeit bekannt. Das vorliegende Vorhaben möchte die vorteil- und nachteilhaften Effekte von kontinuierlichen im Vergleich zu intermittierenden Lauftrainingsprotokollen auf die kognitive Leistungsfähigkeit und die Befindlichkeit unter weltraumähnlichen Bedingungen auf der Erde untersuchen.
Die geplante Studie möchte die kognitive Leistungsfähigkeit von Probanden untersuchen, die an einer vier-monatigen Weltraum-Analog-Studie in Moskau (SIRIUS) mit einem täglichen Lauftraining (2 Monate Intervallmethode, 2 Monate Dauermethode) teilnehmen. Im Verlauf der Isolation soll die kognitive Leistungsfähigkeit beobachtet und elektrokortikale Potenziale im Gehirn (EEG/ERP) aufgezeichnet werden. Zudem sollen Blutproben für die Analyse von Stresshormonen und neurotrophen Faktoren und Daten über die Kognition und Emotion gesammelt werden. Die bildgebenden Verfahren sollen die Veränderungen in der Informationsverarbeitung mit exzellenter zeitlicher und guter räumlicher Auflösung im Gehirn darstellen. Visuelle als auch auditive Aufgaben sollen die Veränderungen im Gehirn im Bezug zu Veränderungen der kognitiven Leistungsfähigkeit und des Affektes herausfiltern.

NEUROGRAVITY (AGBRESA):
Eine andere mögliche Gegenmaßnahme gegen ungewünschte Nebeneffekte der Schwerelosigkeit/Weltraummission ist die Verwendung von kurzen Interventionen mit künstlicher Gravitation. Künstliche Gravitation kann durch Human-Kurzarmzentrifugen (SAHC) produziert werden. Die künstliche Gravitation könnte den schwerelosigkeitsbedingten Abnahmen der Muskel- und Knochenmasse und Leistungsfähigkeit des Herz-Kreislaufsystems entgegenwirken. Es ist jedoch sehr wenig über die kurz- und langfristigen Effekte einer ‚Zentrifugation’ eines Menschen (mit kontinuierlichem oder intermittierendem) Profil – auf die kognitive Leistungsfähigkeit bekannt.
Die vorliegende Studie soll die kognitive Leistungsfähigkeit von Probanden, die an einer 60-tägigen Bettruhe-Studie in Kopftieflage (AGBRESA) teilnehmen, untersuchen. Die Probanden werden täglich eine 30-minütige Zentrifugenfahrt mit kontinuierlichem oder intermittierendem Profil erfahren, um die Unterschiede des Profils zu differenzieren. Elektrokortikale Potenziale (Elektroenzephalographie EEG/ Ereignis-korrelierte Potenziale ERP) und hämodynamische Prozesse (Nahinfrarot-Spektroskopie NIRS) im Gehirn sollen neben kognitiven Tests durchgeführt werden. Diese Methoden erlauben die aufeinanderfolgenden Phasen der Informationsverarbeitung mit exzellenter zeitlicher und guter räumlicher Auflösung zu analysieren. Die kognitiven Aufgaben werden sowohl in auditiver als auch visueller Modalität präsentiert, um zwischen generalisierten kognitiven Abbauprozessen und visuo-spatialen Defiziten unterscheiden zu können. Der Vergleich von einfachen und komplexen Aufgaben soll zudem eine Differenzierung von einfachen Stimulus-Antwort Reaktionen und solchen mit komplexen Aufmerksamkeitsprozessen ermöglichen.
AcronymNEUROANALOGUE
StatusActive
Life span01.10.1831.12.20

ID: 3542623

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