Effetti dell'ambiente spaziale sugli astronauti: studio EEG della connettività funzionale del DMN in condizioni di microgravità simulata

Lo scopo del progetto è stato quello di analizzare la connettività funzionale del Default Mode Network (DMN), con l’elettroencefalografia (EEG), di un gruppo di giovani donne sane (N = 35) in condizione di microgravità simulata. Nello specifico, è stato utilizzato il metodo dell’Head Down Bed Rest (HDBR), che consiste nel posizionare le partecipanti su un letto inclinato di -6°. L’HDBR è una condizione sperimentale progettata per replicare gli effetti dell'ambiente spaziale sulla Terra, fondamentale per comprendere in che modo il corpo umano si adatta a tale contesto. Su un totale di trentacinque partecipanti, diciotto sono state assegnate casualmente al gruppo di controllo, che ha svolto l'esperimento in posizione seduta, mentre le restanti diciassette al gruppo sperimentale, in condizione di HDBR. La connettività funzionale del Default Mode Network (DMN) è stata misurata tramite la cuffia EEG a 64 canali, in stato di riposo, prima, durante e dopo la condizione di due ore di HDBR, e durante l’esecuzione di una serie di compiti cognitivi. I risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli del gruppo di controllo. In particolare, questa tesi si focalizza sull’analisi della connettività funzionale del DMN durante cinque minuti del primo resting state (rest 1), in cui entrambi i gruppi sono seduti, nei cinque minuti del rest 2, in cui il gruppo di controllo rimane seduto, mentre il gruppo sperimentale si posiziona in HDBR, e nei cinque minuti di rest 3, ovvero dopo i 35 minuti di riposo che precede i task, in cui il gruppo sperimentale si trova in HDBR mentre il gruppo di controllo è seduto. In aggiunta, sono stati studiati i dati comportamentali e neurofisiologici relativi al task 2-Back, che valuta le capacità di memoria di lavoro. Si ipotizza che la condizione di HDBR sia in grado di indurre un’alterazione della connettività funzionale del DMN, tale da mimare gli effetti associati ad un declino cognitivo precoce, che potrebbero sperimentare gli astronauti e i pazienti allettati. Dall’analisi delle bande di frequenza dell’EEG è emerso un aumento significativo della connettività funzionale, durante il rest 3, per la coppia di regioni del DMN, ovvero per la corteccia prefrontale mediale (mPFC) e giro angolare sinistro (lANG) nella banda di frequenza beta 2. Questo aumento è correlato a un successivo peggioramento della performance al compito 2-Back. Questa relazione tra aumento della connettività funzionale e la riduzione della prestazione cognitiva è stata interpretata come un tentativo di compensazione cognitiva e fisiologica durante l’HDBR, come potrebbe avvenire nell’anziano. Questi risultati sottolineano la complessità delle interazioni tra microgravità, alterazioni neurofisiologiche e declino cognitivo, proponendo che l’HDBR possa fornire un modello utile per studiare i meccanismi alla base del declino cognitivo precoce negli astronauti e coloro che si trovano in condizione di allettamento.