Vergleichsstudie zur Auswirkung von Gravitationsveränderungen auf Motorik und Kognition unter realer und mittels Exoskeletts simulierter Hyper- und Mikrogravitation
Bei Weltraummissionen werden mit den Händen viele feinmotorische Aufgaben, wie z.B. Reparaturen an der Raumstation selber oder geplante Experimente, ausgeführt. Aus bisherigen Studien ist bekannt, dass die feinmotorischen Fähigkeiten unter Schwerelosigkeit geringer sind, daher wäre es von Vorteil diese Fähigkeiten bereits im Vorfeld einer Raumfahrtmission trainieren zu können.
Das Hauptziel des Experiments auf dem Parabelflug ist es, eine Aussage darüber treffen zu können, ob das Training feinmotorischer Bewegungen unter simulierter Mikrogravitation mit Hilfe eines Exoskeletts AstronautInnen in die Lage versetzen kann das Gelernte aus dem Training mit dem Exoskelett auf die Bedingung echter Mikrogravitation zu übertragen und so und ihren Workload während künftiger Raumfahrtmissionen zu senken.
Während des Trainings unter simulierter Mikrogravitation und des späteren Tests unter realer Mikrogravitation auf einem Parabelflug sollen die ProbandInnen die Mitte einer Zielscheibe, welche auf einem Bildschirm angezeigt wird, mit dem Zeigefinger treffen. Der dabei verwendete rechte Arm ist während der Bewegung durch einen Umhang verdeckt, um zu verhindern, dass eine kontinuierliche visuelle Bewegungskorrektur stattfindet. Die Hand ist erst kurz vor der Zielscheibe zu sehen. So kann besser zwischen dem motorischen Lernprozess und kontinuierlicher Bewegungsadaptation unterschieden werden.
Gemessen werden die Muskelaktivitäten des rechten Armes, sowie Gehirnaktivitäten und die Herzratenvariabilität. Aus diesen Daten können nicht nur Rückschlüsse auf das motorische Lernen unter simulierter Mikrogravitation und der Übertragbarkeit des gelernten auf eine reale Mikrogravitationsbedingung gezogen werden, sondern auch auf den Workload.
Das Experiment wird hierfür sowohl auf der Erde mit simulierter Mikrogravitation als auch auf dem Parabelflug mit realer Mikrogravitation durchgeführt und die Ergebnisse anschließend zu vergleichen. Die ProbandInnen auf dem Parabelflug sind in zwei Gruppen aufgeteilt. Um herauszufinden, ob das Training unter simulierter Mikrogravitation mit dem Exoskelett für die reale Mikrogravitation hilfreich ist, hat eine Gruppe die Bewegung mit dem Exoskelett bereits einige Wochen vor dem Flug trainiert, die andere Gruppe führt die Bewegungen untrainiert durch.
Außerdem wird der technische Test eines neuen Trockenelektroden-Headsets für EEG-Messungen durchgeführt. Hierzu wird ein auditorischer N-Back-Test durchgeführt. Dieser erlaubt es im Anschluss eine Aussage über die Qualität der Daten zu treffen und zu vergleichen, ob die erwarteten Veränderungen der Gehirnaktivität mit einem Trockenelektroden Headset in Mikrogravitation überhaupt messbar sind.