Neurociencia

Cómo las condiciones ambientales extremas afectan el cerebro humano.

Los miembros de una expedición de investigación polar han brindado a los investigadores de Charité – Universitätsmedizin Berlin y del Instituto Max Planck para el Desarrollo Humano la oportunidad de estudiar los efectos del aislamiento social y las condiciones ambientales extremas en el cerebro humano. 

Los investigadores encontraron cambios en la circunvolución dentada, un área del hipocampo responsable del pensamiento espacial y la memoria. Los resultados de su estudio han sido publicados en The New England Journal of Medicine.

La tripulación de ocho científicos e investigadores y un cocinero vivieron y trabajaron en la estación de investigación alemana Neumayer III durante 14 meses. Aunque se unieron a otros científicos durante el verano, solo la tripulación soportó la larga oscuridad del invierno polar, cuando las temperaturas pueden caer hasta los –50 ° Celsius y la evacuación es imposible. 

El aislamiento social y el entorno monótono son lo más parecido en la Tierra a lo que puede experimentar un explorador espacial en una misión larga, dice Stahn, quien está interesado en investigar qué efecto tendría tal viaje en el cerebro.

Cinco hombres y cuatro mujeres se ofrecieron como voluntarios para participar en el estudio. Pasaron un total de 14 meses en la estación de investigación antártica, 9 de los cuales pasaron aislados del mundo exterior. Antes, durante y después de su misión, los participantes completaron un conjunto de pruebas cognitivas basadas en computadora. 

Estos incluyeron evaluaciones de concentración, memoria, tiempo de reacción cognitiva y pensamiento espacial. Se realizaron análisis de sangre periódicos para medir los niveles de un factor de crecimiento específico conocido como factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), una proteína responsable de promover el crecimiento de las células nerviosas y las sinapsis en el cerebro. 

Los investigadores utilizaron imágenes de resonancia magnética para determinar la estructura del cerebro en cada uno de los participantes antes y después de su misión. Lo hicieron para registrar cambios en el volumen cerebral, prestando especial atención al hipocampo, una estructura ubicada en el interior del cerebro. 

«Para esto, utilizamos una metodología de alta resolución que permite tomar medidas precisas de áreas individuales del hipocampo», dice Simone Kühn. Un grupo de nueve participantes de control se sometió a pruebas idénticas.

Las mediciones tomadas después del final de la exposición revelaron que la circunvolución dentada, un área del hipocampo con un papel importante en el pensamiento espacial y la formación de la memoria, era más pequeña en los miembros del equipo de expedición que en los controles. 

Estos cambios también se asociaron con una disminución en los niveles de BDNF. Después de solo tres meses en la Antártida, los niveles del factor de crecimiento habían disminuido a niveles inferiores a los registrados antes del inicio de la expedición y no habían vuelto a la normalidad un mes y medio después de la expedición.

Las pruebas de cognición mostraron efectos tanto en las habilidades espaciales como en la llamada atención selectiva, que es necesaria para ignorar la información irrelevante. Las pruebas repetidas normalmente se asocian con mejoras en los resultados de las pruebas. Este efecto de aprendizaje.

«Dado el pequeño número de participantes, los resultados de nuestro estudio deben considerarse con precaución», explica Alexander Stahn, y agrega: «Sin embargo, proporcionan información importante, a saber, y esto es respaldado por los hallazgos iniciales en ratones, ese extremo las condiciones ambientales pueden tener un efecto adverso en el cerebro y, en particular, la producción de nuevas células nerviosas en el giro dentado del hipocampo”. Como siguiente paso, los investigadores planean estudiar si el ejercicio físico podría contrarrestar lo observado cambios en el cerebro

Mayor información en: A.C. Stahn and Col. «Brain changes in response to long Antarctic expeditions». New England Journal of Medicine, Published: 04 December 2019.

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