Eerder hebben wetenschappers bewijs gevonden dat een verblijf van zes maanden aan boord van het Internationale Ruimtestation (ISS) de cognitieve prestaties van een astronaut tijdelijk kan vertragen, maar geen blijvende schade mag veroorzaken. Nu blijkt uit een NASA-studie gepubliceerd in Grenzen in de fysiologie onderzoekt hoe verwerkingssnelheid, geheugen en aandacht in de ruimte worden beïnvloed. Ze concludeerden dat hoewel taken langer duurden, de nauwkeurigheid intact bleef. De studie is de meest gedetailleerde analyse in zijn soort, gebaseerd op gegevens van 25 astronauten.
“Wonen en werken in de ruimte ging niet gepaard met wijdverbreide cognitieve stoornissen die zouden kunnen wijzen op aanzienlijke hersenbeschadiging”, zegt Sheena Dev, onderzoeker bij NASA’s Behavioral Health and Performance Laboratory, die het project leidde.
Deze bevinding weerlegt al lang bestaande zorgen over hoe langere perioden in een baan om de aarde de mentale vermogens van astronauten zouden kunnen aantasten.
Prestaties in een baan
Cognitieve tests in het onderzoek begonnen lang voordat de astronauten gelanceerd werden en gingen met regelmatige tussenpozen door tijdens en na hun missies. De onderzoekers analyseerden hoe snel en nauwkeurig astronauten taken voltooiden, waarbij ze alles beoordeelden, van geheugen tot aandachtsspanne. Hoewel de taakvoltooiing tijdens missies vertraagde, vertoonden de gegevens geen verlies aan nauwkeurigheid.
Er werden al vroeg in de missies enkele uitdagingen opgemerkt. De aandachtstekorten waren bijvoorbeeld al kort na aankomst in het ISS zichtbaar, maar verbeterden naarmate astronauten zich aanpasten aan hun omgeving. De langzamere verwerkingssnelheden hielden echter aan totdat astronauten terugkeerden naar de aarde, vaak wekenlang na hun terugkeer.
De resultaten van het onderzoek bieden zekerheid voor een lange ruimtetijd. Hoewel astronauten in een omgeving werken die anders is dan die op aarde, lijkt de mentale tol beheersbaar. Tijdelijke vertragingen in de mentale snelheid hadden geen invloed op de algehele stabiliteit van de cognitieve prestaties, en er was ook geen enkel teken van blijvende schade aan de hersenen.
Stress en de menselijke geest
Astronauten werken onder buitengewone druk. De fysieke eisen van microzwaartekracht, blootstelling aan straling, onregelmatige slaappatronen en veeleisende schema’s creëren omstandigheden die maar weinig mensen op aarde ooit zullen ervaren. Toch delen de stressoren waarmee ze worden geconfronteerd overeenkomsten met die in het dagelijks leven, vooral wat betreft de manier waarop ze de cognitie beïnvloeden.
Dev legde uit dat verwerkingssnelheid, werkgeheugen en aandacht vaak de eerste gebieden zijn die onder stress wankelen, zowel op aarde als in de ruimte.
“Zelfs op aarde zijn verwerkingssnelheid, werkgeheugen en aandacht cognitieve domeinen die tijdelijke veranderingen kunnen vertonen wanneer een individu onder stress staat. Andere domeinen, zoals het geheugen, zijn minder kwetsbaar voor stressoren. Als je bijvoorbeeld een hele drukke dag hebt, maar de nacht ervoor niet veel hebt kunnen slapen, heb je misschien het gevoel dat het moeilijk is om op te letten of dat je meer tijd nodig hebt om taken uit te voeren.”
Het geheugen bleef consistent tijdens de missies. De NASA-onderzoekers benadrukten dit contrast in het artikel en merkten op dat niet alle mentale functies even kwetsbaar zijn voor stress.
Hoewel het onderzoek licht werpt op cognitieve veranderingen tijdens ruimtereizen, blijven sommige vragen onbeantwoord. In het onderzoek is niet onderzocht waarom deze vertragingen optreden en of ze het vermogen van astronauten om kritieke taken uit te voeren belemmeren. Het is mogelijk dat astronauten, getraind om onder intense omstandigheden te opereren, strategieën hebben ontwikkeld om tijdelijke vertragingen te compenseren.
Deze beperking laat ruimte voor verder onderzoek. Naarmate ruimtemissies ambitieuzer worden, zal het begrijpen van de onderliggende oorzaken van deze cognitieve veranderingen steeds belangrijker worden.
Met de groeiende belangstelling voor verkenning van de verre ruimte hebben deze bevindingen belangrijke implicaties voor missies naar de maan, Mars en daarbuiten. In tegenstelling tot het ISS, dat relatief dicht bij de aarde draait, zullen deze missies astronauten blootstellen aan grotere stralingsniveaus en langere communicatievertragingen. De gegevens die tijdens deze ISS-missies zijn verzameld, bieden een basis voor het herkennen en aanpakken van potentiële cognitieve uitdagingen in extremere omgevingen.
Onderzoekers hopen dat dit werk toekomstige trainings- en ondersteuningssystemen voor astronauten zal helpen verfijnen. Door te begrijpen welke cognitieve gebieden het meest waarschijnlijk getroffen zullen worden, kunnen ruimtevaartorganisaties bemanningen beter voorbereiden op de ontberingen van langetermijnverkenning.