Laut Wissenschaftlern könnte ein längerer Aufenthalt im Weltraum die Position des Gehirns im Schädel verändern.

Die Reise ins All ist eine technologische Meisterleistung. Sie ist auch eine biologische Herausforderung.

Die Ergebnisse wurden von Rachael Seidler, Professorin für Angewandte Physiologie und Kinesiologie an der University of Florida, und Tianyi (Erik) Wang, Doktorand derselben Fachrichtung und Universität, in Stellungnahmen gegenüber The Conversation vorgestellt.

Den Forschern zufolge nimmt das Ausmaß dieser Veränderungen zu, je länger sich eine Person im Weltraum aufhält. Dies ist ein wichtiger Punkt in einer Zeit, in der die NASA längere Missionen plant und Weltraumtourismus keine Science-Fiction mehr ist.

Ein Gehirn ohne Schwerkraft

Auf der Erde übt die Schwerkraft eine konstante Kraft aus, die Körperflüssigkeiten – und das Gehirn – nach unten, zum Mittelpunkt des Planeten hin drückt. Im Weltraum verschwindet diese Kraft praktisch vollständig. Das Ergebnis ist Astronauten wohlbekannt: geschwollene Gesichter und eine Umverteilung der Flüssigkeiten in Richtung Kopf.

Unter normalen Bedingungen befinden sich das Gehirn, die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit und das umgebende Gewebe in einem stabilen Gleichgewicht. Die Mikrogravitation stört diese Harmonie. Ohne die Schwerkraft „schwebt“ das Gehirn im Schädel und ist unterschiedlichen Drücken ausgesetzt, die vom umgebenden Weichgewebe und vom Knochen selbst ausgeübt werden.

Frühere Studien hatten bereits beobachtet, dass nach einem Raumflug das Gehirn scheinbar höher im Schädel saß. Die meisten untersuchten jedoch das Organ als Ganzes. Dieser Gesamtdurchschnitt, so warnen die Forscher, könnte wichtige Veränderungen in bestimmten Bereichen verschleiern.

Eine Analyse nach Regionen

Um ihre Analyse zu verfeinern, untersuchte das Team MRT-Aufnahmen von 26 Astronauten, die zwischen einigen Wochen und mehr als einem Jahr im Weltraum verbracht hatten. Um die tatsächliche Bewegung des Gehirns zu messen, richteten sie den Schädel jedes Teilnehmers in den vor und nach dem Flug aufgenommenen Bildern aus.

Dieses Verfahren ermöglichte es, nicht nur die absoluten Veränderungen des Gehirns im Verhältnis zum Schädel zu vergleichen. Anstatt es als eine einzige Struktur zu betrachten, teilten sie es in mehr als 100 Regionen auf und verfolgten die Bewegung jeder einzelnen Region separat.

Das Muster war eindeutig: Nach der Rückkehr zur Erde hatte sich das Gehirn systematisch nach oben und hinten verschoben. Und je länger der Aufenthalt im Orbit, desto größer war die Verschiebung.

Eine der auffälligsten Erkenntnisse zeigte sich bei Astronauten, die fast ein Jahr lang auf der Internationalen Raumstation blieben. In diesen Fällen verschoben sich einige Bereiche im oberen Teil des Gehirns um mehr als 2 Millimeter nach oben, während andere Regionen sich kaum bewegten. Das mag wie eine minimale Entfernung erscheinen, aber innerhalb des begrenzten Raums des Schädels ist dies von Bedeutung.

Die Regionen, die mit Bewegung und Empfindung in Verbindung stehen, zeigten die größten Veränderungen. Darüber hinaus verschoben sich bestimmte Strukturen auf beiden Seiten des Gehirns in Richtung Mittellinie, allerdings in entgegengesetzte Richtungen in jeder Hemisphäre. Im Durchschnitt des gesamten Gehirns heben sich diese Bewegungen gegenseitig auf, was erklärt, warum frühere Forschungen sie nicht eindeutig nachweisen konnten.

Erholung und zukünftige Herausforderungen

Die gute Nachricht ist, dass sich die meisten Verschiebungen und Verformungen innerhalb von sechs Monaten nach der Rückkehr zur Erde allmählich wieder zurückbildeten. Die Rückwärtsbewegung zeigte jedoch eine geringere Erholung. Die Autoren vermuten, dass dies daran liegen könnte, dass die Schwerkraft der Erde nach unten zieht, aber nicht nach vorne, was bedeutet, dass einige Auswirkungen länger anhalten könnten.

Mit Blick auf die Zukunft erfordern Programme wie Artemis ein Überdenken der Risiken, die mit längeren Aufenthalten außerhalb des Planeten verbunden sind. Das Verständnis der Reaktionen des Gehirns ist für die Bewertung potenzieller langfristiger Folgen und die Entwicklung von Gegenmaßnahmen von entscheidender Bedeutung.

Die Forscher betonen, dass ihre Ergebnisse weder unmittelbare Gesundheitsrisiken implizieren noch eine Warnung vor der Raumfahrt darstellen. Obwohl sie beobachteten, dass größere Verschiebungen in Regionen, die mit der sensorischen Verarbeitung zusammenhängen, mit Gleichgewichtsveränderungen nach dem Flug verbunden waren, zeigten die Astronauten keine offensichtlichen Symptome – wie Kopfschmerzen oder Gehirnnebel –, die mit der Position des Gehirns in Zusammenhang standen.

Letztendlich trägt das Verständnis darüber, wie sich das Gehirn nach Mikrogravitation bewegt und erholt, einen weiteren Teil zum komplexen Puzzle der menschlichen Physiologie im Weltraum bei. Und in einer Zeit neuer Entdeckungen zählt jeder Millimeter.

Quellenhinweis:

T. Wang, R.J. Odor, Y.E.D. Dios, E. Mulder, J.J. Bloomberg, S.J. Wood, & R.D. Seidler, Brain displacement and nonlinear deformation following human spaceflight, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (3) e2505682122, https://doi.org/10.1073/pnas.2505682122 (2026).