Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Augenbewegungen und Gleichgewichtssinn in Abhängigkeit von der Schwerkraft



Die Probleme der Bewegungskrankheit, auch Kinetose genannt, bestehen aus einer Reihe von vegetativen Symptomen, wie etwa Hautblässe, kaltem Schweißausbruch, Übelkeit und Erbrechen. Zusätzlich stellt sich häufig ein Gefühl von Lethargie und Müdigkeit ein. Diese Phänomene treten häufig bei Schiffsreisen auf und werden daher auch als See- oder Reisekrankheit bezeichnet. Bei Astronauten, bei denen gleiche Symptome aufgrund von veränderten Schwerkraftbedingungen auftreten können, spricht man von Raumkrankheit.

Die heutzutage allgemein anerkannte Ursache für die Kinetose ist dabei ein sensorischer Konflikt, bei dem vorwiegend zwei verschiedene Systeme des Körpers "konkurrieren". Da ist einerseits der Gleichgewichtssinn (vestibuläres System), der zu jeder Zeit die Orientierung des Kopfes zur Schwerkraft erfasst, und andererseits das visuelle System.

Das vestibuläre System besteht aus den Otolithenorganen und den Bogengängen im Ohr. Gemeinsam erfassen sie alle Kopfbewegungen und die allgemeine Stellung des Kopfes im Raum. Hingegen liefert das visuelle System allgemeine Informationen über die relative Stellung und Bewegung unseres Körpers im visuellen Raum. So können wir beispielsweise auch ohne die Information, wie wir zur Schwerkraft ausgerichtet sind, erkennen, ob ein Bild gerade zur Wand ausgerichtet ist. Andererseits können wir in einem völlig abgedunkelten Raum (also ohne visuelle Information) ohne Probleme aufrecht stehen, da das Gleichgewichtssystem permanent die Ausrichtung des Kopfes zur Schwerkraft ermittelt.

Liefern uns die beiden Systeme jedoch widersprüchliche Informationen, kann es zu einem sensorischen Konflikt kommen. So übermittelt das visuelle System beispielsweise in der Schwerelosigkeit die gleichen Informationen wie bisher, während das Gleichgewichtsorgan keine Reizung über unsere gewohnte Ausrichtung zur Schwerkraft erfährt. Hält dieser Konflikt lange genug an, wird das vegetative System alarmiert und die typischen Symptome der Kinetose können auftreten. Eine angemessene Behandlung beziehungsweise Vermeidung der Kinetose ist ein noch immer ungelöstes Problem. Zwar ist es möglich, gewisse Symptome teilweise durch Medikamente zu unterdrücken, eine Lösung stellt dies jedoch nicht dar.

Zur Untersuchung der Prozesse der vestibulo-vegetativen Regulierung werden auf den Parabelflügen während unterschiedlicher Schwerkraftbedingungen synchron Messungen des Zustands des vestibulären und vegetativen Systems vorgenommen. Dabei werden verschiedene Parameter, wie etwa Atemfrequenz, Blutdruck, Hauttemperatur und Hautleitfähigkeit gemeinsam mit Augen- und Kopfbewegungen exakt gemessen, während unterschiedliche Bewegungen von den Probanden durchgeführt werden. Die Untersuchungen dienen somit dazu, die zugrunde liegenden Prozesse, die zu einer möglichen Kinetose führen können, genauer zu verstehen, um sowohl im Weltraum als auch im klinischen Alltag bessere Diagnose- und Therapiemöglichkeiten von Gleichgewichts- und Bewegungsstörungen umsetzen zu können.

Parabelflüge bieten eine einmalige Gelegenheit, solche Untersuchungen schnell und effizient durchzuführen, da hier Schwerelosigkeit, normale und erhöhte Schwerkraft in schnellem Wechsel aufeinander folgen. Dies erlaubt den Forschern mit relativ geringem Versuchsaufwand, mehrere Datenserien unter verschiedenen Bedingungen aufzunehmen, die eine hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse ermöglichen. Weiterhin gibt es den Forschern die Chance, die Experimente selbst durchzuführen, um einen optimalen Versuchsdurchlauf zu gewährleisten. Mögliche Fehlerquellen im Aufbau und Ablauf des Versuches können hierbei erkannt werden, so dass eine reibungslose Durchführung bei den Langzeitversuchen der Astronauten auf der Internationalen Raumstation (ISS) sichergestellt wird.


Kontakt
Prof. Andrew Clarke
Charité Universitätsmedizin Berlin

Labor für experimentelle Gleichgewichtsforschung
, Campus Benjamin Franklin
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