El cerebro en el entorno lunar

En nuestro cerebro hay una gran cantidad de neuronas.

Algunas forman caminos de 1 milímetro. Si el cerebro fuera llevado al espacio, la 1 milímetro de largo neuronal se convertiría en 200 milímetros de largo y si hubiese varios juntos sumando los milímetros, se convertiría en 20 centímetros de largo.

Nuestros últimos descubrimiento y datos muestran que la neuroplasticidad cerebrales es modificada de forma significativa en microgravedad. Los nuevos y fascinantes descubrimiento muestran umbrales de tolerancia de microgravedad.

Ahora, los resultados sugieren que esta “reversibilidad cognitiva” es limitada. El primer estudio fue con primates y mostró que podían reaprender una tarea si pasaban mucho tiempo sin hacerla y después se le volvía a enseñar a los primates.

Con ello se logrará el mantenimiento futuro y las recuperaciones necesarias para estancias futuras prolongadas en la Luna.

Agradecería la disponibilidad de Julio 2026. Agradezco la atención.

Artículo de divulgación científica 02 / Mayo 2021 Este artículo forma parte de la Serie “Tecnología y Sociedad” del Círculo de Divulgación Científica. Los avances de las tecnologías nos han traído infinidad de opciones que han facilitado nuestro día a día, de estas podemos ver el lado positivo y el negativo.

Y esto, una vez más, nos lleva a una cuestión: de qué sirve este cerebro fuera de su entorno evolutivo?. La respuesta es la misma: para nada.

Desde hace millones de años el cerebro humano se ha adaptado a estar inmerso en un campo de gravedad. Con el objetivo de orientarnos y mantener equilibrio en ese campo gravitatorio, han evolucionado sistemas de sensopercepción para analizar nuestras diferentes posibilidades de movimiento y las reacciones correspondientes de otros órganos. Con esa configuración y con todo el bagaje evolutivo asociado, al salir al espacio y quedar libre de la influencia de la gravedad, hay toda una serie de aspectos que el cerebro humano nunca ha tenido que tener en cuenta.

Casi 20 años antes, ya estábamos haciendo experimentos en la ISS. Brain-DTI, un experimento financiado por la ESA y dirigido por el profesor Floris Wuyts, de la Universidad de Amberes, ya demostró claramente que había cambios drásticos que sucedían en el cerebro. Se usaron escáneres de imagen por resonancia magnética de tensor de difusión y se demostró que la materia blanca, la materia gris y todo el cerebro se estaban moviendo en el espacio (hacia la cabeza o hacia atrás). El experimento demostró que la zona más grande del cerebro, el cerebro propiamente dicho, cambiaba de tamaño y los ventrículos cerebrales, en especial, se expandieron hasta un 13% en misiones de seis meses.

¿Qué le ocurre al cerebro cuando participa en un paseo espacial? El Dr. Adam Checinski es jefe de la Unidad de Neurorrehabilitación del Hospital Mount Sinai, con el fin de explorar las diversas incidencias que tiene la misión espacial en el cerebro de los seres humanos.

Basándose en investigaciones de gran escala y en análisis sistemáticos realizados entre 2013 y 2019 (recientemente publicados en las revistas científicas Nature Scientific Reports y Frontiers in Physiology), estas investigaciones son consideradas las más completas hasta la fecha y analizan el rendimiento cognitivo de astronautas de misiones de 6 meses en la Estación Espacial Internacional (ISS). Los dominios Cognitivos que resultaron ser más afectados por el viaje espacial fueron la velocidad de procesamiento (reducción entre 8% y 17%) y el desempeño visoespacial (reducción entre 10% y 24%), seguidas de otros como la atención y la memoria de trabajo (entre 7% y 14%).

Los hallazgos del estudio revelan un hallazgo particularmente fascinante sobre los efectos de la microgravedad en el cerebro. El cerebro intenta adaptarse y restaurar su función reemplazando los canales neurales y haciendo que otras partes del cerebro trabajen más. Esa reorganización también impulsa el proceso del «envejecimiento» cerebral. Los hallazgos respaldan lo que los científicos creían: la migración del líquido del cerebro es probablemente la causa de este «envejecimiento» y es un fenómeno que está lejos de revertirse. Un estudio publicado en Translational Psychiatry en enero de 2024 mostró que las misiones de larga duración en el espacio pueden aumentar el envejecimiento del cerebro en los astronautas de la ESA en aproxímadamente 0,64 años por misión, un efecto que persiste incluso durante 3 años. (Figura 1).

Figura 1. rendimiento cognitivo normalizado promedio en la fase de lanzamiento (rojo), misiones transitorias (zona sombreada en gris), fase de misión (magenta) y fase de regreso (azul). La zona de mejora clínicamente significativa se indica con el umbral rojo, que está 2.2 DE por debajo del mejor desempeño. Datos compilados de las misiones de la Estación Espacial Internacional de ESA y la NASA. Fuente: Basner et al. (2021) y Wuyts et al. (2023).

No todos los cambios que suceden en nuestras vidas son para mal. Hay decisiones que, una vez tomadas, no tienen marcha atrás. El pasado es el pasado y las cosas no pueden volver a ser como antes. Solo podemos aceptar lo que sucedió, aprender de ello, y seguir adelante con lo que tenemos en el presente.

Hay varias cuestiones que todavía quedan pendientes a solucionar, pero la más importante es saber cuándo los cambios que sufre el cerebro en el espacio no son recuperables de forma que el astronauta no pueda adaptarse completamente a la vida en la Tierra y al funcionamiento normal del propio cuerpo. De las funciones estudiadas en el presente estudio, en casi todas se recuperan datos normales en 6 meses y casi totalmente a los 3 años de vuelo. No todos los funciones se recuperan por igual.

Después de seis meses, el rendimiento visoespacial en las actividades diarias se ha recuperado solo un 90% y la conectividad neural sigue en un 88% de sus valores línea base después de 3 años. Ambos resultados apuntan a una recuperabilidad incompleta a escala de años. La primera, que se conoce en el caso de misiones a la Estación Espacial Internacional (ISS), de seis meses, podría aumentar de forma irreversible a 12 o 18 meses en las condiciones que tendrán lugar en la Luna. La Figura 2 muestra esto, con el punto más alto representando la capacidad de recuperar la conectividad neural y el más bajo, la sustancia blanca cerebral, ambos dominios funcionando un 20%-25% menos después de 18 meses en la superficie lunar y un 0%-5% recuperándose durante los siguientes 10 años.

Esto hace que el 12% de las conexiones Neural residuales de una misión en la ISS durante seis meses, siga presente tras tres años, en una persona. Un habitante lunar que pase dieciocho meses en la luna, puede experimentar entre un 30-35% de eso.

Figura 2. Porcentaje medio de recuperación con respecto a los valores base para los cinco dominios cognitivos por misión ISS de seis meses en las tres diferentes valoraciones temporales, y la proyección estimada para la estancia lunar de dieciocho meses. La línea discontinua indica el 100% de la recuperación. Los datos lunares son predicciones estimadas por regresión con base en los datos de la ISS.

No hay que tener miedo si una estancia lunar muestra un rendimiento algo limitado y tiene pocas contrapartidas negativas; se puede paliar. La recuperación es, por tanto, uno de los puntos más importantes del módulo de estancia lunar.

Considerando los ritmos de progreso con que estamos avances lo más seguro es que dentro de poco tiempo, dentro de 10 años como máximo, existan de modo permanente varias estaciones lunares y que las estancias de los astronautas sean cada vez más largas. Por ello en la ESA, la NASA y otros socios ya se están desarrollando contramedidas específicas que buscan una recuperación más rápida de los astronautas en la Tierra y que en sí mismas son tratamientos completos.

Como se muestra en la Figura 3, se propone un programa completo para realizar durante el periodo en la estación lunar, en el que se incluye la realización de una evaluación neuropsicológica semanal (test de rendimiento en la tarea de atención y trabajo de atención selectiva, el test de atención selectiva de Stroop y el test de la Torre de Londres). Asimismo, se realizarían sesiones de exploraciones cerebral con DTI (Diffusion Tensor Imaging) en la primera Luna y a los tres meses y con fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging) en la primera Luna y al retorno a la Tierra. A continuación se realizaría una fase de reeducación cognitiva de tres meses, seguida de una recuperación cognitivo-conductual durante al menos un ano.

Figura 3. Protocolo de recuperación neurocognitiva para estancias prolongadas en estaciones lunares. Las barras horizontales corresponden a los tiempos de inicio y finalización de cada una de las 5 fases del protocolo, a la vez que los marcadores superior e inferior señalan el momento preciso de cada una de las intervenciones.

En un nuevo artículo, un científico advirtió que a medida que avancemos en los viajes espaciales, el próximo destino lógico será la Luna, pero que, aún estamos lejos de saber cuándo se iniciará este viaje.

Hoy en día podemos decir, con certeza que nuestro cerebro tiene capacidad de adaptación, pero no un poder ilimitado, por lo que todavía no podemos responder a muchos interrogantes, como cual es el límite de nuestra capacidad cerebral. Las próximas misiones a la luna requerirán permanecer allí por un tiempo más prolongado que en la ISS, y además enfrentará un entorno mucho más duro. Por ejemplo, nos referimos a la radiación espacial que hay que soportar durante varios meses, la poca gravedad, la falta de aire, la imposibilidad de establecer contacto con la tierra, y el aislamiento de la tripulación, o de cada astronauta, que podría generar problemas neurológicos muy serios. La Agencia espacial europea está desarrollando instrumentos de neuropsicología que se instalarán en el módulo lunar I-Hab de la estación lunar Gateway que se lanzará a finales de esta década.