Studie in Köln 01.07.2015, 12:26 Uhr

DLR-Forscher wollen schwindendes Sehvermögen im All ergründen

Etwa 70 % der Astronauten klagen nach mehrmonatigen Missionen im All über Sehstörungen. Das könnte damit zusammenhängen, dass sich die Körperflüssigkeiten in der Schwerelosigkeit in Richtung Kopf verlagern. Diese Dauerbelastung simuliert das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt nun auf der Erde.

Neuer Haarschnitt für ESA-Astronautin Samantha Cristoforetti im Januar an Bord der ISS: Was ist die strahlenden Augen der Italienerin nicht verraten, sind die Probleme, die Astronauten in der Schwerelosigkeit mit dem sich verschlechternden Sehvermögen haben. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt will den Ursachen nun auf den Grund gehen.

Neuer Haarschnitt für ESA-Astronautin Samantha Cristoforetti im Januar an Bord der ISS: Was ist die strahlenden Augen der Italienerin nicht verraten, sind die Probleme, die Astronauten in der Schwerelosigkeit mit dem sich verschlechternden Sehvermögen haben. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt will den Ursachen nun auf den Grund gehen.

Foto: ESA/Nasa

Für die Studie „SpaceCOT“ müssen Probanden mehr als einen Tag lang in Schräglage verbringen – mit dem Kopf nach unten. Die Studie wird in der DLR-Forschungseinrichtung Envihab in Köln durchgeführt. Dabei sollen die Bedingungen, unter denen Astronauten auf der Internationalen Raumstation ISS leben und arbeiten, möglichst genau simuliert werden. Um verstehen zu können, wie sich Blut und weitere Körperflüssigkeiten im Gehirn und den Augen verteilen, werden sechs Männer 28 Stunden lang in einer Schieflage verbringen. Dabei liegt der Kopf um 12 % tiefer als die Füße.

Kohlendioxid-Konzentration wird zeitweilig um das 20-Fache erhöht

Während des Versuchs wird die Umgebungsluft immer wieder vorübergehend so verändert, dass sie der auf der ISS ähnelt: mit einem 20-fach erhöhten Kohlendioxidgehalt. Denn auch diese für Menschen belastende Atmosphäre könnte eine Ursache für auftretende Sehbeschwerden sein, erläutert DLR-Mediziner Edwin Mulder. „Die Beeinträchtigung des Sehvermögens bei Astronauten könnte durch einen erhöhten Druck im Schädel entstehen, das Kohlendioxid erweitert zudem die Blutgefäße und könnte einen Anstieg des Drucks auf das Gehirn bewirken“, so Mulder.

Kopf nach unten: Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt legen Testpersonen auf einen Kipptisch, damit das Blut in den Kopf läuft. So wollen die Auswirkungen auf das Sehvermögen untersuchen.

Kopf nach unten: Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt legen Testpersonen auf einen Kipptisch, damit das Blut in den Kopf läuft. So wollen die Auswirkungen auf das Sehvermögen untersuchen.

Foto: DLR

Natürlich werden die Studienteilnehmer innerhalb der 28 Stunden auch schlafen. Aufstehen dürfen sie während des gesamten Versuchszeitraums aber nicht. Mindestens eine Schulter muss sich immer auf der Matratze befinden.

Auch Blutflussgeschwindigkeit und Hirndruck werden ermittelt

Um dem Phänomen des schlechteren Sehens weiter auf den Grund zu gehen, werden auch zahlreiche neurologische Daten der Testpersonen erhoben. Ultraschallmessungen sollen beispielsweise dafür sorgen, dass das im All übliche aufgedunsene Gesicht vermessen wird – auch als „Puffy face“ bezeichnet. Ebenfalls ermittelt werden Blutflussgeschwindigkeit und Hirndruck der Probanden, aber auch Veränderungen des Flüssigkeitsvolumens im Gehirn. Magnet-Resonanz-Aufnahmen im Querschnitt sowie in 3D liefern genau Erkenntnisse über die Form des Auges und des optischen Nervs.

Mit der volumetrischen integralen Phasenverschiebungsspektroskopie von Cerebrotech werden Veränderungen des Flüssigkeitsvolumens im Hirn gemessen. Das Experiment soll klären, warum sich im All das Sehvermögen der Astronauten verschlechtert.

Mit der volumetrischen integralen Phasenverschiebungsspektroskopie von Cerebrotech werden Veränderungen des Flüssigkeitsvolumens im Hirn gemessen. Das Experiment soll klären, warum sich im All das Sehvermögen der Astronauten verschlechtert.

Foto: DLR

Während Kognitionstests unter anderem die räumliche Orientierung der Teilnehmer auf die Probe stellen, wird mit Riechtests simuliert, wie sich im All die Wahrnehmung von Gerüchen verändert. „Das Problem der Sehstörungen ist ein großes Risiko, das verringert werden muss, bevor wir Astronauten auf Langzeitmissionen schicken können“, sagt Jeffrey P. Sutton, Direktor des amerikanischen National Space Biomedical Research Institute (NSBRI), das neben dem DLR ebenfalls an der Studie beteiligt ist. 

Mit einem nicht-invasiven Hirndruckmesser wird während der Testreihe im DLR die Blutflussgeschwindigkeit und der Hirndruck ermittelt.

Mit einem nicht-invasiven Hirndruckmesser wird während der Testreihe im DLR die Blutflussgeschwindigkeit und der Hirndruck ermittelt.

Foto: DLR

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