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Neurostructural, Cognitive, and Physiologic Changes During a 1-Year Antarctic Winter-Over Mission

Basner, M. und Dinges, D.F. und Nasrini, J. und McGuire, S. und Hermosillo, E. und Ecker, A. und Johannes, Bernd W. und Gerlach, Darius A. und Stahn, A.C. und Gunga, H.-C. und Mollicone, D.J. und Mott, C.G. und Melzer, T. und Roalf, D. und Elliott, M. und Prabhakaran, K. und Bilker, W. und Gur, R.C. (2016) Neurostructural, Cognitive, and Physiologic Changes During a 1-Year Antarctic Winter-Over Mission. NASA’s Human Research Program Investigators’ Workshop, 2016-02-09, Galveston, TX, USA.

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Kurzfassung

Exploration-type missions will require humans to live in isolated, confined, and extreme environments for prolonged periods of time. NASA’s Mars Design Reference Mission 5.0 has a duration of 910 days, which is well beyond the duration astronauts and cosmonauts have remained confined in a spacecraft. NASA’s recent evidence-based review of the behavioral health risks to crew and mission success during exploration spaceflight concluded they were among the most serious unmitigated risks to such missions. Due to their complex logistical operations, harsh threatening environmental conditions such as extreme cold, altered photoperiod, low humidity, isolation, and confinement, as well as the analogous population of researchers with multicultural backgrounds, but similar educational background compared to astronauts, Antarctic research stations are considered a high-fidelity analog for long-duration space missions. While NASA and NSBRI have begun collecting some neuroimaging data before and after missions, our knowledge on the effects of prolonged periods in space or space analog environments on neurostructural and neurobehavioral changes is still limited. To address this knowledge gap, we are investigating neurostructural, cognitive, behavioral, physiologic, and psychosocial changes in a total of N=25 crewmembers during two 1-year Antarctic winter-over seasons (2015/2016) in the French/Italian Concordia station. We will assess subjects using quantitative structural and functional magnetic resonance imaging (MRI) before, immediately after (via collaborations with neuroimaging centers in Christchurch, NZ and Hobart, AUS), and 6-months after the winter-over. We will assess Concordia crew members during the mission using sensitive but unobtrusive methods to measure cognitive performance (Cognition test battery [1], monthly), sleep-wake behavior and sleep continuity (actigraphy, continuously [2]), heart rate and heart rate variability (24-h electrocardiography, monthly), relative proximity (actigraphy, continuously), psychomotor vigilance (PVT-B, weekly [3]) and subjective assessments of stress, mood, fatigue, health, workload, monotony, boredom, loneliness, and crewmember conflicts (questionnaires, weekly). A control group with individuals matched to each crewmember according to age and gender will be investigated with similar methodology at the German Aerospace Center (DLR, Cologne). Neuroimaging and Cognition data will also be compared to N=9 crewmembers over-wintering in the German Neumayer-III station in 2015. Furthermore, Cognition data will be compared to 13 crewmembers over-wintering in the British Halley station in 2015. Baseline data collection for both winter-over seasons was finalized in October 2015. Human phantom scans at envihab Cologne, Christchurch, and Hobart were also completed in October 2015. Data acquisition in the first winter-over crew is ongoing with overall good compliance.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/118733/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Neurostructural, Cognitive, and Physiologic Changes During a 1-Year Antarctic Winter-Over Mission
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Basner, M.Department of Psychiatry, University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, Philadelphia, Pennsylvania, United States of AmericaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dinges, D.F.Department of Psychiatry, University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, Philadelphia, Pennsylvania, United States of AmericaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nasrini, J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McGuire, S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hermosillo, E.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ecker, A.Dept. of Psychiatry, University of Pennsylvania, Philadelphia, PANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Johannes, Bernd W.Bernd.Johannes (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerlach, Darius A.Darius.Gerlach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7044-6065NICHT SPEZIFIZIERT
Stahn, A.C.Charité – Universitätsmedizin Berlinand Berlin Institute of Health, Institute of Physiology, Center for Space Medicine and Extreme Environments, CharitéCrossOver (CCO), Berlin, Germany and Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gunga, H.-C.Charité Berlin, Institute of Physiology, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mollicone, D.J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mott, C.G.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Melzer, T.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roalf, D.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Elliott, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Prabhakaran, K.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bilker, W.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gur, R.C.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Februar 2016
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:neurostructural; cognitive; behavioral; physiologic; Isolation; psychosocial
Veranstaltungstitel:NASA’s Human Research Program Investigators’ Workshop
Veranstaltungsort:Galveston, TX, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:9 Februar 2016
Veranstalter :NASA
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Weltraumpsychologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Muskel- und Knochenstoffwechsel
Hinterlegt von: Becker, Christine
Hinterlegt am:28 Feb 2018 09:52
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:23

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