Le cerveau des astronautes « recâblé » pendant les missions spatiales

Une nouvelle étude a été publiée dans Frontières dans les circuits neuronaux Il est le premier à analyser La connectivité structurelle qui se produit dans le cerveau change après un vol spatial de longue durée. Les résultats montrent des changements significatifs dans la microstructure de nombreuses voies de la matière blanche telles que les voies sensorielles. L’étude pourrait constituer la base de recherches futures sur l’ensemble des changements cérébraux lors de l’exploration spatiale humaine.

Notre cerveau peut changer et s’adapter dans sa structure et sa fonction tout au long de notre vie. Alors que l’exploration spatiale humaine atteint de nouveaux sommets, il est crucial de comprendre les effets des vols spatiaux sur le cerveau humain. Des recherches antérieures ont montré que les vols spatiaux ont le potentiel de modifier l’apparence et la fonction d’un cerveau adulte.

Grâce à un projet collaboratif entre l’Agence spatiale européenne (ESA) et Roscosmos, une équipe de chercheurs internationaux dirigée par le Dr Floris Wittes de l’Université d’Anvers a étudié le cerveau des humains voyageant dans l’espace.

Wuyts et ses collègues ont, pour la première fois, étudié les changements structurels dans le cerveau après un vol spatial au niveau des voies de la substance blanche profondément dans le cerveau.

La matière blanche fait référence aux parties du cerveau responsables de la communication entre la matière grise et le corps et entre les différentes régions de la matière grise. En bref, la matière blanche est le canal de communication du cerveau et la matière grise est le lieu où l’information est traitée.

le cerveau instruit

Pour étudier la structure et la fonction du cerveau après un vol spatial, les chercheurs ont utilisé une technologie d’imagerie cérébrale appelée fibre optique.

L’imagerie du tractus avec des fibres donne une sorte de schéma de câblage du cerveau. Notre étude est la première à utiliser cette méthode spécifique pour détecter les changements dans la structure du cerveau après un vol spatial, a expliqué Yates.

Wuyts et son équipe ont obtenu des scans d’imagerie par résonance magnétique de propagation (IRMd) de 12 astronautes masculins juste avant et après leurs vols spatiaux. Ils ont également collecté huit analyses de suivi, sept mois après le début du vol spatial. Les astronautes ont tous participé à des missions de longue durée d’une durée moyenne de 172 jours.

Les chercheurs ont trouvé des preuves du concept de « cerveau instruit ». En d’autres termes, le niveau de neuroplasticité doit s’adapter au vol spatial. « Nous avons trouvé des changements dans les connexions neuronales entre plusieurs zones motrices du cerveau », a déclaré le premier auteur Andrei Doroshin de l’Université Drexel. « Les aires motrices sont les centres du cerveau où les ordres de mouvements sont initiés. En état d’apesanteur, l’astronaute a besoin d’adapter radicalement ses stratégies de mouvement, par rapport à la Terre. Notre étude montre que son cerveau est recâblé, pour ainsi dire. »

Des examens de suivi ont révélé que sept mois après son retour sur Terre, ces changements étaient encore visibles.

« D’après des études antérieures, nous savons que ces régions motrices montrent des signes d’adaptation après un vol spatial. Maintenant, nous avons la première indication que cela se reflète également au niveau des connexions entre ces régions », a poursuivi Wuyts.

Les auteurs ont également trouvé une explication aux changements anatomiques du cerveau observés après un vol spatial.

« Au départ, nous pensions avoir détecté des changements dans corps calleuxqui est l’autoroute centrale qui relie les deux hémisphères du cerveau », a expliqué Wyatt corps calleux Ils bordent les ventricules du cerveau, un réseau connecté de chambres remplies de liquide, qui se dilatent en raison des voyages dans l’espace.

« Les changements structurels que nous avons initialement constatés dans corps calleux C’est en fait causé par la dilatation des ventricules qui provoque des changements anatomiques du tissu nerveux voisin « , a déclaré Wuyts. « Là où on pensait initialement qu’il y avait de véritables changements structurels dans le cerveau, nous ne remarquons que des changements de forme. Cela place les résultats dans une perspective différente. « 

L’avenir de la recherche spatiale

L’étude démontre la nécessité de comprendre comment les vols spatiaux affectent notre corps, en particulier grâce à des recherches à long terme sur les effets sur le cerveau humain. Il existe actuellement des contre-mesures pour la perte musculaire et osseuse, telles que l’exercice pendant au moins deux heures par jour. Des recherches futures pourraient fournir des preuves que des contre-mesures sont nécessaires pour le cerveau.

« Ces résultats nous donnent des pièces supplémentaires de l’ensemble du puzzle. Parce que cette recherche est si révolutionnaire, nous ne savons pas encore à quoi ressemblera l’ensemble du puzzle. Ces résultats contribuent à notre compréhension globale de ce qui se passe dans le cerveau de Il est essentiel de préserver cette ligne de recherche, en recherchant les changements cérébraux causés par les vols spatiaux sous différents angles et en utilisant différentes techniques.

Référence : « Changements de connectivité cérébrale chez les voyageurs spatiaux après un vol spatial de longue durée » par Andrei Doroshin, Stephen Gillings, Ben Goresin, Elena Tomilovskaya, Ekaterina Pechenkova, Inna Nosikova, Alina Rumchiskaya, Lyudmila Litvinova, Ilya Rukavishnikov, Chloe Kathuen et Jan Siberis , Viktor Petrovichev, Angelique van Ombergen, Jitka Anen, Stefan Sonnaert, Paul M. Parzel, Valentin Sinitsyn, Peter zu Jullenberg, Karol Osipovich et Floris L. Yates, 18 février 2022, Frontières dans les circuits neuronaux.
DOI : 10.3389 / fncir.2022.815838