vendredi , 15 décembre 2017

Les impacts sur le cerveau pendant les voyages dans l’espace

Une étude révèle les changements sur le cerveau pendant les voyages dans l’espace. Elle permet de comprendre certains impacts de la microgravité et on a également une comparaison avec une maladie qui touche les jeunes femmes. Avec les missions sur Mars, il devient urgent d’explorer les impacts sur le corps humain pour les voyages de longue durée.


Les impacts sur le cerveau pendant les voyages dans l’espace
Cela fait 55 ans que l’astronaute John Glenn a été envoyé dans l’espace pour accomplir 3 orbites à bord du vaisseau spatial Friendship 7 Mercury en devenant le premier Américain à orbiter autour de la Terre. L’évolution des vols spatiaux, les avancées scientifiques et technologiques et les progrès des partenariats commerciaux public-privé avec des entreprises telles que Space X et Blue Horizons ont renforcé les objectifs de la NASA et la confiance du public dans la découverte et l’exploration humaine.

Il y a de plus en plus de personnes qui sont prêtes à explorer l’espace et ils vont subir les effets de la microgravité sur le corps humain. Reconnaissant le besoin de données liées à ces effets, la neuroradiologue Donna Roberts, a mené une étude qui est publiée New England Journal of Medicine.

Les impacts de l’environnement spatial sur le corps humain

L’exposition à l’environnement spatial a des effets permanents sur les humains que nous ne comprenons pas encore. Nous devons réduire les effets subis par les astronautes pour avoir des voyages spatiaux plus sûrs pour le public selon Roberts. Le voyage dans l’espace est passionnant, mais c’est aussi un environnement hostile et il présente de nombreux défis physiologiques et psychologiques pour les hommes et les femmes du programme spatial américain. Par exemple, les astronautes de la NASA ont connu une vision altérée et une pression accrue dans leur tête pendant les vols spatiaux à bord de la Station spatiale internationale. Ces conditions peuvent poser de sérieux problèmes aux astronautes, en particulier s’ils se trouvent en orbite terrestre basse à bord de la Station spatiale internationale ou loin de la Terre comme lors d’une mission d’exploration sur Mars.

Le syndrome de déficience visuelle par pression intracrânienne (VIIP)

Pour décrire ces symptômes, la NASA a inventé le terme du syndrome de déficience visuelle par pression intracrânienne (VIIP). On pense que la cause du syndrome VIIP est liée à la redistribution du fluide corporel vers la tête pendant une exposition à long terme à la microgravité. Mais on ignore encore la cause exacte. Compte tenu des préoccupations en matière de sécurité et de l’impact potentiel sur les objectifs d’exploration humaine, c’est devenu une priorité pour la NASA de déterminer la cause du syndrome VIIP.

Roberts est professeur agrégé de radiologie au Département de radiologie et de sciences radiologiques de MUSC. La chercheuse était déjà au courant des défis auxquels les astronautes étaient confrontés pendant des vols spatiaux de longue durée. Elle était préoccupée par le manque de données décrivant l’adaptation du cerveau humain à la microgravité et elle a proposé à la NASA d’utiliser l’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour étudier l’anatomie du cerveau après un vol spatial.

Roberts soupçonnait que des changements anatomiques subtils dans le cerveau des astronautes pendant le vol spatial pourraient contribuer au développement du syndrome VIIP basé sur ses travaux antérieurs. De 2001 à 2004, Roberts a dirigé une étude de 3 ans sur le repos au lit financée par la NASA. Pour cette étude, elle a examiné les cerveaux et les réponses musculaires des participants qui sont restés au lit pendant 90 jours pendant lesquels ils ont été obligés de garder leur tête constamment inclinée vers le bas pour simuler les effets de la microgravité.

Un encombrement au cerveau pendant une simulation de la microgravité

En utilisant l’IRM fonctionnelle, Roberts a évalué la neuroplasticité cérébrale en étudiant le cortex moteur du cerveau avant, pendant et après le repos au lit sur le long terme. Les résultats ont confirmé que la neuroplasticité dans le cerveau se produisait pendant le repos au lit ce qui était corrélé avec les résultats fonctionnels des sujets. Pendant que la chercheuse analysait les scans du cerveau, elle a observé quelque chose d’inhabituel. Elle a noté un phénomène “d’encombrement” au niveau du sommet du cerveau avec un rétrécissement des gyri et des sulcis qui sont des bosses et des dépressions dans le cerveau qui lui donnent son aspect plié. Cet encombrement était pire pour les participants qui étaient restés allongés plus longtemps pendant l’étude.

Roberts a également observé des signes de déplacement du cerveau et un rétrécissement de l’espace entre le sommet du cerveau et la partie interne du crâne. Elle s’est demandé si la même chose pourrait arriver aux astronautes pendant le vol spatial. Dans d’autres études, Roberts a obtenu des images IRM du cerveau et des données connexes du programme de surveillance de la santé des astronautes de la NASA pour 2 groupes d’astronautes. 18 astronautes, qui avaient séjourné dans l’espace pendant de courtes périodes à bord de l’US Space Shuttle et 16 astronautes qui étaient allés dans l’espace sur des périodes plus longues d’environ 3 mois à bord de la Station spatiale internationale. Roberts et son équipe ont ensuite comparé les images du cerveau des 2 groupes d’astronautes.

Roberts et les chercheurs ont évalué les espaces du liquide céphalorachidien (LCR) au sommet du cerveau et les structures remplies de LCR, appelées ventricules, situées au centre du cerveau. De plus, l’équipe a jumelé les séquences d’IRM avant et après le vol de 12 astronautes provenant de vols de longue durée et de 6 astronautes de vols de courte durée et elle a cherché le déplacement dans la structure cérébrale.

Un rétrécissement du sillon central du cerveau chez 94 % des astronautes

Les résultats de l’étude ont confirmé un rétrécissement du sillon central du cerveau qui sépare les lobes pariétaux et frontaux chez 94 % des astronautes ayant participé à des vols de longue durée et 18,8 % des astronautes sur les vols de courte durée. L’imagerie cérébrale a également montré un décalage vers le haut du cerveau et un rétrécissement des espaces CSF au sommet du cerveau parmi les astronautes de vol de longue durée, mais pas dans les astronautes de vol de courte durée.

Ces résultats suggèrent que des changements importants se produisent dans la structure du cerveau pendant le vol spatial de longue durée. De plus, les parties du cerveau les plus touchées, les lobes frontaux et pariétaux, contrôlent le mouvement du corps et la fonction exécutive supérieure. Plus l’astronaute reste longtemps dans l’espace et plus les symptômes du syndrome VIIP vont s’aggraver.

Des symptômes similaires à l’Hypertension intra-crânienne idiopathique

Roberts a comparé ces résultats avec un syndrome médical similaire chez les femmes, appelé Hypertension intra-crânienne idiopathique (IIH), qui affecte les jeunes femmes en surpoids qui présentent des symptômes similaires au syndrome VIIP. Une vision floue et une pression intracrânienne élevée sans cause connue. Un traitement commun pour l’IIH est d’effectuer une ponction lombaire qui permet de drainer le LCR en utilisant une aiguille placée dans le bas du dos. Actuellement, il n’existe aucun protocole pour effectuer une ponction lombaire dans un environnement de microgravité.

Pour mieux comprendre les résultats de l’étude, Roberts et l’équipe envisagent de comparer l’imagerie post-vol du cerveau des astronautes pour déterminer si les changements sont permanents ou s’ils redeviennent normaux après un certain temps sur Terre. Avec la mission d’expédition Mars de la NASA qui doit être lancée en 2033, il est urgent pour les chercheurs de recueillir plus de données sur les astronautes et de comprendre les bases de la physiologie spatiale humaine.

Aucune idée des impacts pour les missions sur Mars

Un voyage vers Mars peut prendre de 3 à 6 mois. Afin de réduire le temps de voyage entre la Terre et Mars, les 2 planètes doivent être alignées favorablement ce qui se produit environ tous les deux ans. Au cours de cette période de 2 ans, les membres d’équipage resteraient sur Mars en effectuant des activités d’exploration. La gravité sur Mars est environ le tiers de celle de la Terre. Considérant le voyage à destination et en provenance de Mars, avec le temps à la surface, l’équipage de l’expédition martienne serait exposé à une gravité réduite pendant au moins 3 ans selon Roberts. Quels seraient les impacts sur le corps humain ?

L’astronaute de la NASA, Scott Kelly, a passé 340 jours à vivre à bord de la Station spatiale internationale, et l’astronaute Peggy Whitson a récemment effectué une mission de 288 jours dans l’espace. À ce jour, la période la plus longue dans l’espace est de 438 jours et c’est un record détenu par le cosmonaute russe Valery Polyakov.

Nous savons que ces vols de longue durée pèsent lourdement sur les astronautes et les cosmonautes, mais nous ne savons pas si les effets néfastes sur le corps continuent de progresser ou s’ils se stabilisent après un certain temps dans l’espace selon Roberts. Ce sont les questions qui nous intéressent, notamment ce qui se passe au cerveau humain et la fonction cérébrale. u.

Nous savons depuis des années que la microgravité affecte le corps de nombreuses façons. Mais cette étude représente l’évaluation la plus complète de l’impact des voyages spatiaux prolongés sur le cerveau. Les changements que nous avons observés peuvent expliquer les symptômes inhabituels rencontrés par les astronautes des stations spatiales et aider à identifier les principaux problèmes dans la planification de l’exploration spatiale de plus longue durée incluant les missions vers Mars.

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A propos de Jacqueline Charpentier

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Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d’emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l’actualité scientifique et celle de la santé.

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