Wie extreme ökologische Bedingungen beeinflussen das menschliche Gehirn

Wie extreme ökologische Bedingungen beeinflussen das menschliche Gehirn

Die Mitglieder des polar-Forschungs-expedition zur Verfügung gestellt haben Forscher von der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Planck-Institut für Menschliche Entwicklung mit Gelegenheit zur Untersuchung der Auswirkungen von sozialer isolation und extremen Umweltbedingungen auf das menschliche Gehirn. Die Forscher fanden änderungen im so genannten gyrus dentatus, einer Region des hippocampus verantwortlich für räumliches denken und Gedächtnis. Ergebnisse Ihrer Studie wurden veröffentlicht in der New England Journal of Medicine.

Anfahren auf einer Antarktis-expedition auf der Neumayer-Station III, eine Deutsche Antarktis-Forschungs-station des Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar-und Meeresforschung (AWI), bedeutet vor Temperaturen bis zu -50 Grad Celsius (-58 Grad Fahrenheit) und die fast komplette Dunkelheit während der Wintermonate. Das Leben in der Forschungsstation bietet wenig in der Art der Privatsphäre oder persönlichen Raum. Kontakt mit der Außenwelt ist minimal, und schneiden eines kurzen Aufenthalt ist keine option—zumindest nicht während der langen Wintermonate. Evakuierung im Notfall und Lieferungen von Nahrungsmitteln und Ausrüstung sind nur möglich während der relativ kurzen Sommer. „Dieses Szenario bietet uns die Möglichkeit zur Untersuchung der Möglichkeiten, in denen die Exposition gegenüber extremen Bedingungen beeinflussen das menschliche Gehirn,“ sagt Studie führen Dr. Alexander Stahn von der Charité, Institut für Physiologie und Assistant Professor in der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania. Arbeiten neben Prof. Dr. Simone Kühn (Gruppenleiter der Lise-Meitner-Gruppe für Umwelt-Neurowissenschaften am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung), und unterstützt von der AWI, Dr. Stahn, dargelegt, um zu bestimmen, ob oder nicht eine Antarktis-expedition produziert änderungen der Struktur und Funktion des menschlichen Gehirns.

Fünf Männer und vier Frauen, die freiwillig an der Studie teilnehmen. Sie verbrachte insgesamt 14 Monate in der Antarktis-Forschungs-station, neun davon verbrachte er in isolation von der Außenwelt. Vor, während und nach Ihrer mission, die Teilnehmer führten eine Reihe von computer-basierte kognitive tests. Diese enthalten Auswertungen von Konzentration, Gedächtnis, kognitive Reaktionsgeschwindigkeit und räumliches denken. Regelmäßige Blut-tests wurden durchgeführt, um zu Messen Ebenen von einem bestimmten Wachstumsfaktor bekannt als brain-derived neurotrophic factor (BDNF), ein protein verantwortlich für die Förderung des Wachstums von Nervenzellen und Synapsen im Gehirn. Die Forscher verwendeten magnetische Resonanz-Tomographie des Gehirns zu bestimmen Struktur, in der jeder der Teilnehmer vor und nach Ihrer mission. Sie Tat es, um zu erfassen Veränderungen im Hirnvolumen, wobei Besondere Aufmerksamkeit auf den hippocampus, eine Struktur tief im inneren des Gehirns. „Dazu verwendeten wir eine hochauflösende Methode, die es möglich macht, nehmen Sie genaue Messungen der einzelnen Bereiche des hippocampus“, sagt Prof. Kühn. Eine Gruppe von neun-Kontrolle der Teilnehmer unterzog sich identische tests.

Messungen, die nach dem Ende der Ausstellung offenbarte, dass die so genannten gyrus dentatus, einer Region des hippocampus eine wichtige Rolle bei der räumlichen Denkens und der Gedächtnisbildung, wurde in der kleineren Mitglieder der expedition-team als in der Kontrollgruppe. Diese Veränderungen wurden auch im Zusammenhang mit einer Abnahme der BDNF-Ebenen. Nach nur drei Monaten in der Antarktis, die Niveaus des Wachstumsfaktors hatte, sanken die Pegel unter diejenigen aufgenommen, die vor dem Beginn der expedition und hatte nicht wieder normal ein-und-ein-halb Monate nach der expedition. Kognition tests zeigten Effekte auf räumliche Fähigkeiten und die so genannten selektive Aufmerksamkeit, die notwendig ist, um irrelevante Informationen. Wiederholung des Tests ist in der Regel verbunden mit Verbesserungen in der test-Ergebnisse. Diese „Lern“ – Effekt, allerdings reduzierte sich bei den Teilnehmern, deren dentate gyrus hatte sich verringert im Volumen, die Reduktion proportional zum Umfang des Volumens verloren.