Weniger Nervenzellen und -fasern: Langer Aufenthalt im All verändert Gehirn

US-Astronaut Bruce McCandless bei seinem ersten Alleinflug ohne Sicherheitsleine in der Umlaufbahn des Space Shuttle Challenger im Jahr 1984.

Mit Alexander Gerst hat aktuell ein Deutscher das Kommando auf der ISS – seit vier Monaten ist er im All. Wie sich ein so langer Aufenthalt auf das Gehirn von Astronauten auswirkt, haben Münchner Forscher nun herausgefunden. Manche Veränderungen sind von Dauer.

Längere Aufenthalte im Weltraum verändern das Gehirn von Raumfahrern nicht nur kurzfristig. Das haben Mediziner der Ludwig-Maximilians-Universität in München herausgefunden. Auch ein halbes Jahr nach der Rückkehr von Langzeit-Missionen im All gibt es demnach noch "großflächige Volumenänderungen", wie die Universität jetzt mitteilte. Es gibt nach Angaben der Wissenschaftler Hinweise darauf, dass die Auswirkungen auf das Gehirn größer sind, je länger die Menschen sich im Weltall aufhalten.

Die Forscher beobachteten bei den Raumfahrern auch noch rund sieben Monate nach deren Rückkehr zur Erde ein geringeres Volumen der sogenannten grauen Substanz. Das ist der Teil des Großhirns, der hauptsächlich Nervenzellen enthält. Dieser Effekt bildete sich im Verlauf des halben Jahres nach der Landung etwas zurück, aber nicht vollständig.

Scans zeigten außerdem, dass sich der mit Nervenwasser gefüllte Raum im Großhirn dagegen ausgeweitet hatte. Und auch an der weißen Substanz, also dem Teil des Hirngewebes, der vor allem aus Nervenfasern besteht, wurden Veränderungen festgestellt: Unmittelbar nach der Landung blieb sie zwar zunächst scheinbar unverändert. Nach einem halben Jahr allerdings war sie im Vergleich zu den früheren Untersuchungen geschrumpft.

Sehvermögen ist eingeschränkt

Ob die Veränderungen relevant für das Denkvermögen der Raumfahrer sind, ist noch unklar. Belegt sind den Angaben zufolge bislang nur Veränderungen des Sehvermögens, die – so vermuten die Forscher – durch den Druck des ausgedehnten Nervenwassers auf die Netzhaut und den Sehnerv entstanden sein könnten. Ursache der Veränderungen sind möglicherweise minimale Druckunterschiede der verschiedenen Wassersäulen im Körper durch die Schwerelosigkeit.

Der Münchner Mediziner Peter zu Eulenburg hatte gemeinsam mit Forschern aus Belgien und Russland zwischen 2014 und 2018 zehn russische Raumfahrer untersucht, die im Schnitt 189 Tage auf der Internationalen Raumstation ISS verbracht hatten. Vor ihrem Abflug und nach ihrer Rückkehr zur Erde wurden Scans durchgeführt; bei sieben der Kosmonauten rund sieben Monate später noch einmal. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler im "New England Journal of Medicine".

Längerfristige Studien notwendig

"Wir sind die ersten, die über einen längeren Zeitraum nach der Landung Veränderungen untersuchen konnten", sagte zu Eulenburg. Um die Risiken bei Langzeitmissionen zu minimieren, seien zusätzliche und längerfristige Studien unbedingt notwendig. Dass längere Aufenthalte im Weltall die Gehirnstruktur von Raumfahrern verändern können, hatte im vergangenen Jahr schon eine von der US-Weltraumagentur Nasa finanzierte Studie gezeigt, an der das Universitätsklinikum Frankfurt beteiligt war.

Die Nasa hatte beobachtet, dass Astronauten, die von der ISS zurückkehrten, häufig von Sehstörungen und Kopfschmerzen berichteten. Die Wissenschaftler entdeckten eine Verengung der Zentralfurche im Hirn der Astronauten, außerdem hatte sich bei allen das Gehirn nach oben verschoben.