Les vols spatiaux à long terme peuvent provoquer des changements durables dans le cerveau et les yeux des astronautes

Allant d'une augmentation significative du volume cérébral à une déformation de l'hypophyse, les risques de vols spatiaux à long terme ne doivent pas être sous-estimés.

Par Doug Adler  | Publication: mardi 14 avril 2020

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L'astronaute de l'ESA Alexander Gerst prend un selfie lors d'un EVA à l'extérieur de la Station spatiale internationale en 2014. De nouvelles recherches montrent que lorsque les astronautes passent de longues périodes dans l'espace, leur cerveau et leurs yeux peuvent en souffrir.

NASA / SPL / Barcroft Media

Les chercheurs savent depuis longtemps que les astronautes subissent des changements physiques importants pendant le vol spatial. Ces changements ont été observés pour la première fois sur des animaux d'essai qui se sont aventurés - ou, plus précisément, ont été lancés - dans l'espace avant les humains. Mais des effets similaires ont également été notés chez les astronautes de Mercure peu de temps après.

À ce jour, la plupart des recherches sur la façon dont les vols spatiaux affectent le corps humain se concentrent sur les muscles, les os et le cœur des astronautes. Mais de nombreux astronautes signalent également des changements dans leur acuité visuelle après un vol spatial - une condition connue sous le nom de syndrome neuro-oculaire associé au vol spatial , ou SANS. Les astronautes avec SANS peuvent développer une vision altérée à courte distance, avoir des maux de tête et / ou voir des taches floues flottantes appelées scotomes.

Maintenant, une nouvelle étude a évalué comment les vols spatiaux à long terme sont liés aux changements communs observés dans les crânes des astronautes, qui affectent à la fois leur cerveau et leurs yeux. Les chercheurs ont également étudié comment ces changements intracrâniens pourraient être liés au SANS, révélant des résultats surprenants. Les nouvelles découvertes ont été publiées mardi dans la revue Radiology .

Les dangers du vol spatial à long terme

Pour mener à bien l'étude, les chercheurs ont collecté des données pour 11 astronautes - 10 hommes et une femme - qui ont vécu à bord de la Station spatiale internationale (ISS) pendant de longues périodes. En moyenne, les astronautes sont restés sur l'ISS pendant 171 jours, et cinq des sujets avaient également une expérience de vol spatial. Avant leurs missions, les astronautes ont subi des examens d'imagerie par résonance magnétique (IRM) qui ont capturé des images cérébrales de contrôle en amont. Ensuite, ils ont eu des examens IRM supplémentaires un, 30, 90, 180 et 360 jours après leur retour sur Terre.

"Nous avons émis l'hypothèse des études IRM précédentes des yeux qu'une pression intracrânienne élevée pendant le vol spatial pourrait potentiellement contribuer aux changements de vision pour les astronautes", Larry Kramer, professeur à la McGovern Medical School de l'Université du Texas Health Science Center à Houston et responsable auteur de l'étude, a déclaré dans un communiqué UT Health News . "Et nous voulions documenter s'il y avait des changements dans le cerveau qui pourraient soutenir cette théorie."

En comparant et en contrastant les scans pré-vol et post-vol, les chercheurs ont trouvé des changements statistiquement significatifs dans plusieurs organes et structures clés.

La comparaison entre les examens IRM en amont et en aval a révélé des changements mineurs mais significatifs dans le cerveau des astronautes lors de vols spatiaux à long terme.

Radiologie 2020; 00: 1–9 («Effets intracrâniens de la microgravité: une étude IRM longitudinale prospective»)

Premièrement, le volume global du cerveau des astronautes a augmenté (en particulier la substance blanche), tout comme le volume de leur liquide céphalorachidien (LCR), le liquide qui baigne notre cerveau et nos moelles épinière. Les deux augmentations étaient de l'ordre d'environ 2%.

L'équipe a également noté que davantage de LCR circulait dans le cerveau des astronautes après le vol. De même, le volume de leurs ventricules, qui sont les cavités qui transportent le LCR dans le cerveau, a également augmenté. Ces augmentations de volume et de débit peuvent être faibles, mais les chercheurs pensent qu'elles sont toujours significatives. Et, de plus, les changements semblaient durer pendant toute la durée de l'étude post-vol.

Une autre découverte intrigante a été que pour six des 11 astronautes, la taille et la forme de leurs glandes pituitaires - qui servent d'une sorte de «contrôleur maître» pour une variété d'hormones utilisées dans tout le corps - ont également changé. Selon les chercheurs, la forme morphologique des glandes pituitaires pourrait indiquer une augmentation de la pression du fluide dans le cerveau. Et cette augmentation de la pression des fluides, disent-ils, pourrait être une des causes profondes du SANS.

Cependant, Kramer admet en astronomie que la cause profonde du SANS peut encore être plus complexe qu'une simple augmentation de la pression intracrânienne. Et c'est en partie parce que les astronautes ne ressentent pas la même gamme de symptômes que les personnes ayant une pression intracrânienne accrue sur Terre. De plus, l'hypophyse réside également à côté du nerf optique, qui transporte les intrants des yeux vers le cerveau. Il est donc possible que la glande pituitaire appuie sur le nerf optique plus que d'habitude pendant le vol spatial, provoquant en partie les astronautes de ressentir les symptômes visuels du SANS.

Un pas sur la route de l'espace lointain

Grâce à ces travaux, les scientifiques ont franchi une nouvelle étape vers la compréhension de l'impact des vols spatiaux sur le corps humain. Et bien que l'étude des humains dans l'espace ait commencé il y a plus d'un demi-siècle, elle se poursuivra certainement aussi longtemps que nous nous efforcerons d'atteindre Mars et au-delà . Les changements à long terme trouvés dans cette nouvelle recherche peuvent entraîner des changements structurels aux yeux des astronautes, une cause potentielle de SANS. En d'autres termes, lorsque vous êtes dans l'espace assez longtemps, vos yeux peuvent souffrir à mesure que le cerveau grossit.

Mais à quel point ces changements auraient-ils un impact sur une mission à long terme sur une autre planète?

Un obstacle difficile à l'établissement d'une colonie humaine sur Mars peut être que la gravité relativement faible de la surface martienne (environ 40% de celle de la Terre) peut ne pas être assez forte pour repousser SANS, qui est une condition courante que les astronautes rencontrent souvent pendant de longs séjours sur la Station spatiale internationale.

NASA

Un bon chiffre approximatif pour la durée de la mission sur Mars avec équipage est d'environ 200 jours dans chaque sens, plus le temps passé sur la surface martienne. (Au total, ce serait beaucoup plus long que les astronautes ont passé sur l'ISS dans le cadre de la nouvelle étude). Vraisemblablement, lorsqu'un équipage humain arrive sur la planète rouge, il doit rester mentalement vif et en bonne forme physique pendant la durée de son séjour. Et parce que le SANS a tendance à détériorer la vision à courte distance des astronautes, il pourrait nuire à leur capacité à effectuer des tâches d'une importance vitale - à la surface et lors de voyages vers et depuis Mars.

L'acuité visuelle des astronautes effectuant une telle mission serait cruciale à de nombreuses phases clés du vol - y compris le rendez-vous, l'amarrage, l'atterrissage et le lancement. De plus, alors que la gravité de la Lune est à peine 17% aussi forte que celle de la Terre, la gravité de Mars n'est encore que d'environ 38% aussi forte que celle de la Terre. Cela suggère que les changements cérébraux et oculaires induits par les vols spatiaux pourraient s'aggraver progressivement après l'atterrissage des astronautes sur la surface lunaire ou martienne, car ils seraient encore loin de connaître la gravité terrestre totale.

Contre-mesures à SANS

Bien que les scientifiques ne connaissent peut-être pas les effets à long terme de la vie à la surface de la Lune ou de Mars, il existe heureusement des traitements pour les SANS qui existent déjà, y compris des lunettes spéciales qui corrigent les altérations de la vision à courte distance.

Ces lunettes spéciales, appelées lunettes d'anticipation de l'espace , ou lunettes SuperFocus, ont une distance focale réglable qui peut être personnalisée en fonction des besoins de l'utilisateur. D'autres options de traitement potentielles comprennent le médicament acétazolamide, qui est utilisé pour traiter le glaucome - une condition où les yeux subissent une augmentation malsaine de la pression interne. Et Kramer dit que d'autres contre-mesures sont toujours en cours de développement pour lutter contre les changements physiques observés chez les astronautes.

La nouvelle étude, sans décrire de nouvelles options de traitement pour les astronautes avec SANS, suggère une raison possible pour laquelle elle se développe. Et parce que les changements observés ont duré longtemps après le retour des astronautes sur Terre, les chercheurs disent qu'en allant de l'avant, il est nécessaire de garder un œil sur les mesures préventives et les traitements alternatifs à long terme.

Source: https://astronomy.com/news/2020/04/long-term-spaceflight-can-cause-lasting-changes-to-the-eyes-and-brains-of-astronauts?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR1eWDvGVEnlCdvjm_XtcUEZiQQlQVMNbt_yoJXORJtALe9l0KNAV57KXbY