Els astronautes a l'espai: què passa amb el vostre cervell a la gravetat zero?

La NASA s'ha compromès a enviar humans a Mart els anys 2030. Aquest és un objectiu ambiciós quan penses que un viatge d'anada i tornada típic serà entre tres i sis mesos, i s'espera que les tripulacions romandran al planeta vermell fins a dos anys abans que l'alineació planetària permeti el viatge de tornada a casa. Això vol dir que els astronautes han de viure en una reducció (micro) de la gravetat durant uns tres anys, molt més enllà del rècord actual de 438 dies contínus a l'espai celebrat pel cosmonauta rus Valery Polyakov.

En els primers dies del viatge espacial, els científics van treballar dur per esbrinar com superar la força de la gravetat, de manera que un coet pogués catapultar sense l'atracció de la Terra per alliberar els humans a la lluna. Avui, la gravetat es manté al capdavant de l'agenda de les ciències, però aquesta vegada estem més interessats en com la gravetat reduïda afecta la salut dels astronautes, especialment el cervell. Després de tot, hem evolucionat per existir dins de la gravetat de la Terra (1 g), no en la ingravidesa d'espai (0 g) o en la microgravetat de Mart (0,3 g).

Així, com fa front el cervell humà a la microgravetat? Malament, en poques paraules, tot i que la informació sobre aquest tema és limitada. Això és sorprenent, ja que estem familiaritzats amb els rostres dels astronautes que es tornen vermells i inflats durant la ingravidesa: un fenomen conegut afectuosament com l’efecte "Charlie Brown" o "síndrome de les cames d’ocell inflat". (cèl·lules i plasma) i líquid cefaloraquidi que es desplaça cap al cap, fent que tinguin cares rodones, inflades i cames més fines.

Aquests canvis de fluids també estan associats amb la malaltia de moviment de l'espai, mals de cap i nàusees. També han estat relacionats, més recentment, amb una visió borrosa a causa de l’augment de la pressió a mesura que el flux sanguini s’augmenta i el cervell s’alça a l’interior del crani: una malaltia anomenada deficiència visual i síndrome de pressió intracraniana. Tot i que la NASA considera que aquesta síndrome és el risc sanitari més important per a qualsevol missió a Mart, esbrinar el que la provoca i, una qüestió encara més dura, com prevenir-la, continua sent un misteri.

Llavors, on s’integra la meva recerca en això? Bé, crec que certes parts del cervell acaben rebent massa sang perquè l’òxid nítric, una molècula invisible que sol flotar al voltant de la sang, s’acumula al torrent sanguini. Això fa que les artèries que subministren el cervell a la sang es relaxin, de manera que s'obren massa. Com a conseqüència d’aquest increïble repunt del flux sanguini, la barrera hematoencefàlica ("amortidor" del cervell) pot quedar aclaparada. Això permet que l'aigua s'acumuli lentament (una condició anomenada edema), causant inflor cerebral i un augment de pressió que també pot empitjorar a causa dels límits de la seva capacitat de drenatge.

Penseu en això com un riu desbordant els seus bancs. El resultat final és que no hi ha prou oxigen suficient per obtenir parts del cervell. Aquest és un gran problema que podria explicar per què es produeix una visió borrosa, així com efectes sobre altres habilitats, incloent l'agilitat cognitiva dels astronautes (com pensen, concentren, raonen i es mouen).

Un viatge al "Cometa Vomit"

Per determinar si la meva idea era correcta, havíem de provar-la. Però en lloc de demanar a la NASA un viatge a la Lluna, vam escapar dels vincles de la gravetat de la Terra simulant la ingravidesa en un avió especial anomenat el "cometa de vòmits".

En escalar i després submergir-se a través de l’aire, aquest pla realitza fins a 30 d'aquestes “paràboles” en un sol vol per simular la sensació d’ingravidesa. Duren només 30 segons i he d’admetre que és molt addictiu i que realment teniu una cara inflada!

Amb tots els equips fixats de manera segura, vam prendre mesures de vuit voluntaris que van prendre un sol vol cada dia durant quatre dies. Es va mesurar el flux sanguini en diferents artèries que subministren el cervell mitjançant una ecografia doppler portàtil, que funciona rebotant ones de so d'alta freqüència fora dels glòbuls vermells circulants. També es van mesurar els nivells d’òxid nítric en mostres de sang preses de la vena de l’avantbraç, així com altres molècules invisibles que incloïen radicals lliures i proteïnes específiques del cervell (que reflecteixen danys estructurals al cervell) que podrien indicar-nos si la barrera hematoencefàlica té s’ha obligat a obrir-se.

Les nostres conclusions inicials van confirmar el que anticipàvem. Els nivells d’òxid nítric augmenten després de repetits combats d’ingravidesa, i això va coincidir amb l’augment del flux sanguini, sobretot a través de les artèries que subministren la part posterior del cervell. Això va obligar a la barrera hematoencefàlica a obrir-se, encara que no hi havia evidències de danys cerebrals estructurals.

Ara estem planejant seguir aquests estudis amb avaluacions més detallades de canvis de sang i fluids al cervell mitjançant tècniques d’imatge com la ressonància magnètica per confirmar les nostres troballes. També explorarem els efectes que les contramesures, com ara els pantalons de succió de goma, generen una pressió negativa a la part inferior del cos amb la idea que poden ajudar a "xuclar" la sang del cervell de l’astronauta, així com les drogues. per contrarestar l’augment de l’òxid nítric. Però aquestes troballes no només han de millorar els viatges espacials: també poden proporcionar informació valuosa sobre per què la "gravetat" de l’exercici és una bona medicina per al cervell i com pot protegir-se de la demència i l’ictus en la vida posterior.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation by Damian Bailey. Llegiu l'article original aquí.