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Experimente zur integrativen Humanphysiologie

OTOLITH: Untersuchung des Otolithensystems im Innenohr nach einem längeren Aufenthalt in der Schwerlosigkeit



 Otolith-Experiment während des Astronautentrainings
zum Bild Otolith-Experiment während des Astronautentrainings

Während der gesamten Evolution hat die irdische Schwerkraft die Entwicklung der Organismen maßgeblich beeinflusst. Zudem stellt sie eine essentialle Bezugsgröße für die räumliche Orientierung und die Koordination sämtlicher Körperbewegungen dar. Beim Menschen, wie auch bei vielen Tieren, sind die Otolithenorgane (Utrikulus und Sakkulus) des Gleichgewichtssystems im Innenohr für die Wahrnehmung der Schwerkraft zuständig. Gemeinsam mit dem Sehsinn und Sensoren in Muskeln und Gelenken erlaubt das Gleichgewichtssystem eine koordinierte Bewegung und räumliche Orientierung, indem es ständig alle Bewegungen des Kopfes und die Stellung des Kopfes gegenüber der Schwerkraft misst.

Ein Wegfall des Schwerkraftreizes während eines Raumflugs stellt dementsprechend eine besondere Herausforderung für das sensomotorische System dar, doch ist dieses in der Lage, sich innerhalb weniger Tage an die neue Situation anzupassen. Dabei werden die assoziierten neuronalen Mechanismen neu gewichtet, oder "umprogrammiert". Nach der Landung beginnt erneut die Anpassung an die irdischen Schwerkraftbedingungen. Da die Leistungsfähigkeit der Astronauten während dieser Anpassungsphase durchaus beeinträchtigt sein kann (Raumkrankheit), ist die Entwicklung von wirksamen Gegenmaßnahmen von herausragender Bedeutung. Hierzu ist natürlich das genaue Verständnis der zugrundeliegenden Vorgänge unabdingbar notwendig. Weltraumexperimente bieten hierzu einzigartige Möglichkeiten.

Bei dem geplanten Experiment OTOLITH der Charité Berlin werden in der Zeit unmittelbar nach einer Weltraummission mehrere Funktionen der Otolithenorgane untersucht. So kann der Prozess der (Re-)Adaptation an die irdischen Schwerkraftbedingungen beobachtet und objektiv erfasst werden. Diese äußert sich als eine Stabilisierung der reflexartigen Augenbewegungen, der räumlichen Wahrnehmung sowie des Muskeltonus. Für die Messung werden Methoden verwendet, die in jüngster Zeit etabliert wurden und bei der Charité Berlin bereits im klinischen Labor zum Beispiel für die Untersuchung von Schwindel im Einsatz sind. Die dadurch gewonnenen Erkenntnisse sind nicht nur wichtig für die bemannte Raumfahrt, sondern auch essentiell für das Verständnis bestimmter neuronaler Erkrankungen wie Schwindel sowie für die Weiterentwicklung der klinischen Prüfung des vestibulo-okulomotorischen Systems im allgemeinen, damit für den Patienten auf der Erde.

OTOLITH:

Forschungsgebiet Humanphysiologie
Zeitraum: ab November 2008
Einsatzbereich: Space Shuttle Crews
Partner: ESA/NASA
Status: laufendes Experiment
Ansprechpartner: Prof. Dr. Andrew Clarke, Charité Berlin


Zuletzt geändert am: 19.02.2009 15:34:11 Uhr
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