Unloaded Minds – Wie geht’s auf’m Mond?
Wissenschaftliche Frage
In die Fußstapfen von Neil Armstrong und Buzz Aldrin tretend wird in naher Zukunft der nächste Mensch den Mond betreten. Studien belegen, dass Feinmotorik, Gleichgewicht und Gang durch eine reduzierte Schwerkraft (wie auf dem Mond) beeinträchtigt sind und damit die funktionelle Mobilität der AstronautInnen während der Monderkundung zum Problem werden könnte. Insbesondere dann, wenn die AstronautInnen zuvor längere Zeit in Schwerelosigkeit unter kompletter Entlastung von Skelett und Muskulatur verbracht haben.
Zu verstehen, wie sich der Wechsel zwischen Schwerelosigkeit und Mondgravitation auf die periphere Gangmotorik und die zentralnervöse Ansteuerung auswirkt ist Ziel dieses Forschungsprojekts.
Technische Beschreibung des Experiments
Nachdem unsere Probanden für vierzehn Tage ein Bein komplett entlastet haben, werden Sie in Mondgravitation ihre ersten Schritte machen. Dies wird in diesem Parabelflug ermöglicht durch ein komplexes Zugsystem, welches die Probanden mit 16% Ihrer Gewichtskraft auf ein Laufband zieht.
Parameter die vor und nach der 14-tägigen Entlastung erfasst werden, sind das Muskelvolumen der unteren Extremität, die isokinetische und isometrische Beinkraft, das Balancevermögen, sowie die peripheren Muskelreflexe. Final wird eine Ganganalyse auf dem Laufband durchgeführt. Ziel dieser Ganganalyse ist es, sowohl mittels Aufzeichnung der muskulären Aktivität (EMG) und der Gehirnaktivität (EEG) das gesamte Spektrum der Bewegungsplanung und – modifizierung zu erfassen. Wir wissen, dass es bedingt durch die Entlastungssituation zur peripheren Veränderung (Verlust) der Muskulatur und der Kraft kommt. Was wir nicht wissen ist, ob eine längere Entlastung auch Auswirkungen auf die zentralnervöse Planung von Bewegung hat. Verlernen wir zu gehen? Und wie steuern wir Gehen in Mondgravitation, wenn wir zuvor die entsprechende Muskulatur lange nicht benutzt haben?
Relevanz
Unser Experiment liefert das realistisches Szenario einer Langzeit-Weltraummission: Längere Entlastung (Schwerelosigkeit) und das daran anschließende Abrufen neuromotorischer Programme.
Zudem liefern unsere Ergebnisse relevante praktische Anwendungsmöglichkeiten für das Leben auf der Erde. Durch die Simulation der Auswirkungen von Entlastung auf die neuromuskuläre Kette kann die Studie wertvolle Erkenntnisse liefern, wie der Bewegungsapparat und das neuromotorische System auf anhaltende Belastungsänderungen reagieren. Dies ist wichtig auch für die klinische Rehabilitation nach längerer Immobilisierung und kann das Wissen über die Umsetzung von Innovationen in der Medizintechnik erweitern.