Uma viagem a Marte não será fácil e há uma série de problemas que precisam ser resolvidos antes de partirmos. Um problema interessante é como monitoramos os próprios astronautas. Claro, é fácil monitorar sua frequência cardíaca e pressão arterial, mas é possível monitorar o que está acontecendo dentro de suas cabeças?

Uma recente equipe canadense de pesquisa em neurociência passou sete dias no Habitat de Marte (o Hab) no Analógico e Simulação de Exploração Espacial do Havaí (HI-SEAS) em uma missão simulada tentando resolver esse problema exato - desenvolvendo a capacidade de monitorar a saúde do cérebro e desempenho em tempo real.

Usando eletroencefalografia móvel (EEG) para medir as ondas cerebrais, fomos capazes de monitorar com sucesso cinco aspectos diferentes da função cognitiva do cérebro:percepção, atenção, memória, aprendizagem e tomada de decisão. Também pudemos observar déficits na função cerebral causados ​​pelo estresse, depressão e fadiga cognitiva.

Como investigador principal do Laboratório de Neurociência Teórica e Aplicada da Universidade de Victoria, Eu lidero uma equipe de pesquisa de alunos de pós-graduação, alunos de graduação e assistentes de pesquisa. Dois dos meus Ph.D. alunos participaram do projeto Mars - Chad Williams e Tom Ferguson - junto com dois de meus colegas de outras universidades, o psicólogo experimental Gordon Binsted e o especialista em estatística Kent Hecker.

Estudando cansaço

Em nossa missão em Marte em HI-SEAS, nosso objetivo era monitorar a fadiga cognitiva. A fadiga física ocorre quando nossos músculos ficam doloridos e sentimos falta de energia. A fadiga cognitiva é o análogo mental disso:quando nosso cérebro se cansa e começamos a ter déficits na função neural.

Já há algum tempo que as pessoas cometem mais erros e que há redução da atividade cerebral quando se está passando por fadiga cognitiva. O problema com a fadiga cognitiva é simples - como a monitoramos?

O padrão atual é confiar no auto-relato, o que é claramente inadequado. Em certas situações, a pessoa que está sendo questionada sobre seu estado atual de fadiga cognitiva pode simplesmente não estar ciente disso. Por exemplo, pode-se imaginar um atleta profissional que está mentalmente cansado e não reconhece seu cansaço para poder continuar a jogar ou um cirurgião operando quando está cansado demais para fazê-lo. Em ambos os casos, a pessoa em questão pode cometer um erro crucial devido à fadiga cognitiva que pode custar o jogo, ou pior.

Usando a tecnologia de EEG móvel, desenvolvemos um teste baseado no cérebro que fornece uma avaliação completa da saúde e do desempenho do cérebro. Nosso teste se baseia em potenciais cerebrais relacionados a eventos (ERPs), que são as respostas do cérebro a algo acontecendo. Para estudar os ERPs do cérebro, temos pessoas jogando videogame e usamos EEG móvel para medir as respostas do cérebro a eventos nesses jogos. Mais importante, os algoritmos que desenvolvemos combinam essas respostas ERP para fornecer uma visão direta da função cerebral para que possamos quantificar o estresse, depressão, fadiga cognitiva e uma variedade de outros estados neurais.

Missão simulada

Para testar a validade da nossa abordagem, empreendemos uma missão simulada de sete dias a Marte no habitat HI-SEAS. O pessoal do HI-SEAS leva essas simulações a sério:só podíamos deixar o Hab em trajes espaciais enquanto respirávamos o ar que foi injetado em nossos capacetes pelo sistema de suporte de vida de mochila. Só comíamos comida desidratada. Nossas comunicações com o mundo exterior foram atrasadas em 20 minutos para simular o tempo de transmissão de Marte. E apesar de ter que se exercitar por mais de duas horas por dia, tivemos oito minutos de tempo total de banho durante a semana.

Para tornar a simulação ainda mais realista, nosso dia foi estruturado para espelhar como seria a vida durante uma missão em Marte. Cada manhã começava com um café da manhã e uma reunião da equipe para revisar as metas estabelecidas para o dia. As atividades durante o dia dependiam de você ter sido designado para realizar uma atividade extraveicular (EVA) ou realizar tarefas dentro do Hab. Em EVAs, exploramos a geologia circundante, em particular os tubos de lava que circundavam o Hab. Se você ficou dentro do Hab, você se exercitaria, preparar refeições e trabalhar em projetos de pesquisa. Cada dia terminava com relatórios de missão descrevendo o que havíamos realizado e o que planejávamos fazer no dia seguinte.

Misturado com nossa rotina diária, nós nos testamos com nossa avaliação de desempenho e saúde cerebral. Para este projeto, usamos a faixa para a cabeça EEG móvel Muse, um fone de ouvido EEG disponível no mercado. Antes de nosso projeto de Marte começar, comparamos o Muse com um sistema de EEG de grau de pesquisa médica e fomos capazes de mostrar que o Muse era suficiente para medir um sinal de EEG de boa qualidade.

Também trabalhamos com a Suva Technologies para desenvolver PEER - um aplicativo iOS que mede os dados ERP de que precisamos para realizar nossa avaliação de desempenho e saúde cerebral. Uma das coisas interessantes sobre a tecnologia que desenvolvemos é que a avaliação completa leva cerca de cinco minutos do início ao fim.

Medições rápidas de saúde

Nosso projeto de pesquisa no habitat de Marte foi um sucesso completo - fomos capazes de medir nossos níveis de fadiga cognitiva. Vimos aumentos claros na fadiga cognitiva ao longo de cada dia - o que é esperado após um dia de trabalho de 16 horas. Contudo, embora estivéssemos no Hab por apenas uma semana, também vimos um aumento na fadiga cognitiva ao longo dos sete dias.

Podemos medir a saúde e o desempenho do cérebro do astronauta em menos de cinco minutos usando a tecnologia móvel de EEG, PEER e os algoritmos que desenvolvemos. E encontramos outras aplicações para nossa tecnologia:podemos medir concussões durante eventos esportivos, examinar a fadiga cognitiva em ambientes industriais e médicos, prever o desempenho do atleta no esporte e, mais recentemente, acompanhar a progressão do comprometimento cognitivo leve para a doença de Alzheimer e demência.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.