Langdurige isolatie heeft een serieuze impact op zowel de mentale als fysieke prestaties van mensen. Van juni 2010 – november 2011 werd een 520-dagen durende isolatie studie opgezet: “MARS500”.
De EEG resultaten tonen aan dat zowel voor type alpha als beta hersengolven (komen respectievelijk overeen met alertheid en concentratie) er een globale afname is gedurende de isolatie en dat de hersenactiviteit terug het pre-isolatie niveau bereikt van zodra de isolatie beëindigd werd (Fig. 3). Voor de cortisol concentratie werd net het tegenoverstelde gezien: een toename in cortisol tijdens de isolatie periode, die ook terug naar baseline niveau ging van zodra de isolatie verbroken werd. Wat betreft de invloed van beweging, in figuur 4 is het verschil te zien in hersenactiviteit voor beweging (‘pre’, volle lijn) en na beweging (‘post’, gestreepte lijn) (Fig. 4).
Figuur 4 (onder): Het effect van beweging op hersenactiviteit (alpha en beta global field power). Voor beide is er een positief effect te zien, namelijk een toename in hersenactiviteit die overeen komt met het pre-isolatie niveau. (Bron figuur: Jacubowski et al, 2015)
Deze resultaten tonen dus aan dat tijdens isolatie breinactiviteit afneemt, wat zou verklaard kunnen worden door de monotone omgeving en het beperkt gamma aan dagelijkse activiteiten (steeds dezelfde routine, zelfde setting, zelfde mensen rondom, …). Belangrijk is dat deze afname omkeerbaar blijkt te zijn door beweging en dat de hersenactiviteit terug naar baseline (dus naar het niveau van voor de isolatie) gaat van zodra het experiment afgerond was. Dit wijst erop dat er waarschijnlijk geen impact zal zijn op de effectieve structuur van de hersenen met betrekking tot isolatie, al moet dit natuurlijk onderzocht worden en aangetoond worden in een daartoe opgezette studie en door gebruik te maken van gepaste technieken, zoals bijvoorbeeld MRI-scans.
Ondanks preliminair, kunnen de resultaten van deze studie helpen in het plannen van toekomstige ruimtemissies door bijvoorbeeld een grote focus op lichamelijke beweging te leggen. Ook voor mensen op aarde toont dit nogmaals aan dat beweging een positieve invloed heeft op hersenactiviteit en stress.
Vanavond toch maar een blokje lopen?
Tijdens dit experiment, werden 6 proefpersonen letterlijk opgesloten in een kleine ruimte, gemaakt om een langdurige ruimtereis naar Mars na te bootsen. Duitse onderzoekers hebben het effect van deze isolatie en ‘opsluiting’ op hersenactiviteit en stresslevels gemeten. Zij hebben kunnen aantonen dat hersenactiviteit afnam en dat het niveau in stress toenam. Bovendien hebben ze kunnen aantonen dat matige beweging een positief effect kan hebben om deze veranderingen tegen te gaan. Dit heeft belangrijke implicaties voor toekomstige ruimtemissies.
We kunnen ons inderdaad wel inbeelden dat langdurige isolatie en ‘opsluiting’ een nefaste invloed zal hebben op onze mentale en fysieke gezondheid. Een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld een langdurige ruimtemissie, waarbij mensen geconfronteerd worden met zeer unieke en specifieke omgevingsomstandigheden die significant verschillen van de omstandigheden hier op aarde.
Afgezien van de unieke fysieke parameters (bvb gewichtloosheid en kosmische radiatie), spelen ook psychologische factoren zoals isolatie, een kleine en monotone omgeving, hoge werkdruk en een vertraagde communicatie met aarde een belangrijke rol2,3. Bovendien, de nefaste impact van isolatie op de fysieke en mentale gezondheid van bijvoorbeeld een astronaut, houdt ook gevaren in voor de veiligheid en het slagen van de ruimtemissie4.
Foto onder: EEG is een non-invasieve methode die toelaat om hersenactiviteit op te meten. Het voordeel van EEG is dat het eender waar toegepast kan worden, dus ook tijdens MARS500 en zelfs in de ruimte (foto: astronaut André Kuipers die een EEG experiment aan boord van het ISS uitvoert)
(Bron figuur: European Space Agency)
Aan de hand van elektro-encefalografie (EEG), werd de breinactiviteit op verschillende tijdstippen in het MARS500 experiment opgemeten (Fig. 2). Bij EEG worden sensoren op het hoofdgeplaatst (meestal met een soort kap of muts). Deze sensoren kunnen dan via de hoofdhuid de elektrische activiteit van de hersenen registreren.
Deze registratie vertaalt zich in een patroon van hersengolven waardoor we informatie krijgen over de staat van de hersenen (bijvoorbeeld in slaaptoestand, opgewonden, ontspannen). Bovendien werden ook het stresshormoon cortisol op deze momenteel opgemeten aan de hand van speekseltests. Beiden werden opgemeten voor, na en om de 60 dagen tijdens het experiment.
Deze grafiek toont aan dat de alpha ‘global field power’ (GPF) (op de y-as) afneemt gedurende de isolatie-periode (in het grijs op de figuur). Na de isolatie (‘post isolation) gaat de alpha GPF terug omhoog en komt deze terug op hetzelfde niveau als voor de isolatie. Een identiek patroon was te zien voor de beta GPF.
(Bron figuur: Jacubowski et al, 2015)
