Le 5 juin 2024, les astronautes Butch Wilmore et Suni Williams se sont lancés dans une brève mission à la Station spatiale internationale. Mais les échecs d'équipement ont transformé ce qui devait être un voyage de huit jours dans un vol spatial exténuant de 9 mois.
Cette semaine, Wilmore et Williams sont finalement revenus sur Terre. Bien que leur retour en toute sécurité soit une cause de célébration, le voyage ne se termine pas lorsque les astronautes s'atteignent sur Terre. Ils sont désormais confrontés à la tâche importante de se remettre du bilan physique et psychologique du vol spatial de longue durée.
Dans le cadre de la recherche en cours de l'Université de Floride sur la santé des astronautes, Rachael Seidler, Ph.D., un expert de premier plan des changements de santé associés aux vols spatiaux, étudie les effets à long terme des voyages spatiaux sur le cerveau et les corps des astronautes. Les recherches de Seidler se concentrent sur la compréhension de la façon dont le système nerveux central et la structure du cerveau s'adaptent aux défis du voyage spatial, ainsi que sur la façon dont ces changements affectent les performances, l'équilibre et la mobilité une fois que les astronautes reviennent sur Terre.
« Alors que les défis physiques et psychologiques sont confrontés aux astronautes après le retour des missions spatiales de longue durée, la recherche que nous faisons à l'UF nous aide à comprendre les subtilités de leur processus de récupération », a déclaré Seidler, directeur adjoint de l'Astraeus Space Institute de l'UF. « En suivant les astronautes comme Butch et Suni avant, pendant et après leurs missions, nous pouvons suivre comment le corps humain réagit aux conditions extrêmes de l'espace. »
Le comportement et le cerveau changent après le vol
La recherche de Seidler suit la récupération physique et neurologique des astronautes en les observant à la fois pendant leurs missions et après leur retour.
« L'un des défis les plus immédiats auxquels sont confrontés les astronautes lorsqu'ils retournent sur Terre est la mobilité et l'équilibre. Ces problèmes se remettent souvent plus rapidement par rapport aux autres, mais il faut du temps aux astronautes pour se réajuster à la gravité », a déclaré Seidler. « L'équilibre, la mobilité et les difficultés de marche que les astronautes éprouvent au cours des premières semaines sont généralement résolues dans une courte période, mais la fonction et la structure du cerveau nécessitent des périodes de récupération plus longues. »
Les recherches de Seidler indiquent que les cerveaux des astronautes présentent une compensation lorsqu'ils retournent sur Terre après le vol spatial. Cette rémunération se produit par le recrutement de voies neuronales supplémentaires afin de revenir à leurs niveaux de performance en plein air. Cependant, la récupération de la fonction cérébrale est un processus progressif. « Cette compensation fonctionnelle du cerveau n'est généralement plus observée dans un à un à six mois après le vol », a déclaré Seidler.
Cependant, tous les changements ne sont pas réversibles. « Les changements structurels du cerveau, en particulier liés aux changements de liquide dans l'espace, montrent peu ou pas de récupération même après six mois à un an », a déclaré Seidler. Deux changements structurels significatifs incluent le cerveau physiquement assis physiquement dans le crâne et l'expansion des ventricules du cerveau – des cavités remplies de fluide dans le cerveau – ce qui peut augmenter en volume de 25% ou plus. On pense que ces changements résultent des changements de liquide causés par la microgravité, et ils présentent des considérations de santé à long terme pour les astronautes.
Effets sur la santé à long terme: comprendre l'impact
Alors que Wilmore et Williams se lancent dans leur parcours de rétablissement, l'impact à long terme de ces changements devient un objectif essentiel pour des chercheurs comme Seidler. « Les impacts à long terme sur la santé sont cruciaux à comprendre car ils pourraient affecter la façon dont les astronautes se rétablissent et se produisent dans leur vie quotidienne après la mission », a-t-elle déclaré.
L'équipe de Seidler à l'UF mène une nouvelle étude dans laquelle ils suivent des astronautes jusqu'à cinq ans après le vol pour mieux comprendre ces effets à long terme. « Nous avons eu des astronautes dans l'espace jusqu'à un an, et nous savons gérer leur santé physique pendant ces missions », a déclaré Seidler. « Mais les effets de l'espace sur le cerveau et le corps s'étendent au-delà de la mission, et notre travail aide à éclairer les stratégies pour gérer la récupération. »
Collaborer avec la NASA et étudier le syndrome neuro-oculaire associé aux vols spatiaux
Le travail de Seidler fait également partie d'une collaboration plus large avec la NASA et d'autres scientifiques pour évaluer la santé à long terme de l'astronaute. Le projet est particulièrement axé sur le syndrome neuro-oculaire associé aux vols spatiaux, qui affecte jusqu'à 70% des astronautes. Cette condition implique des changements structurels dans l'œil et le nerf optique, conduisant à des problèmes de vision qui peuvent avoir un impact sur la fonction des astronautes.
« Les évaluations neuropsychologiques peuvent aider à mesurer la santé du cerveau des astronautes, tandis que les études du système oculaire aident à identifier les problèmes de vision potentiels qui peuvent survenir pendant et après les missions d'espace de longue durée », a-t-elle déclaré.
Simulant des conditions d'espace sur Terre
En plus d'étudier les astronautes sur Terre et dans l'espace, l'équipe de Seidler mène des expériences pour simuler les effets du vol spatial sur la physiologie humaine. Le laboratoire UF gère des expériences dans les études de repos à la tête de l'inclinaison, qui maintiennent les participants allongés pendant des semaines à des mois à la fois pour simuler le manque de gravité.
« Ce type d'étude nous aide à comprendre comment les changements fluides dans le corps pendant les voyages dans l'espace affectent la mobilité, l'équilibre et la structure du cerveau », a expliqué Seidler. « En outre, d'autres publications ont rapporté que les astronautes décrivent que la stimulation galvanique vestibulaire est similaire à ce qu'ils vivent lorsqu'ils arrivent pour la première fois dans l'espace et quand ils retournent sur terre. Nous avons du matériel pour induire ces effets en laboratoire. »
En regardant vers l'avenir
Alors que les missions spatiales continuent de croître plus longtemps et plus complexes, les recherches de l'UF sont plus importantes que jamais. « Nous étudions ces problèmes maintenant pour nous assurer que les futurs astronautes sont préparés aux défis physiques et cognitifs qui les attendent dans l'espace profond », a déclaré Seidler.
