Quand vous allez dans l’espace, cela va changer votre cerveau. Compte là-dessus. C’est parce que les voyageurs de l’espace entrent en microgravité, et cela remet en question tout ce que le cerveau sait sur la gravité. L’expérience modifie leurs fonctions cérébrales et la « connectivité » entre différentes régions. Tout cela fait partie de la capacité de notre cerveau et de notre système nerveux à changer en réponse aux changements de l’environnement, ou à cause d’un stress cérébral traumatique ou de blessures.
Nous connaissons depuis longtemps les changements physiques chez les astronautes qui passent beaucoup de temps dans l’espace. Par exemple, leur système circulatoire s’adapte, leur métabolisme change et leur corps doit apprendre à exister dans des conditions d’apesanteur. Mais, l’effet sur le cerveau est encore un domaine d’étude relativement nouveau, bien que nous ayons connu certains changements dans les études de la NASA. Certains des changements persistent pendant des mois après le retour des gens sur Terre. Comprendre ce qu’ils sont et comment ils affectent les gens est important pour l’exploration spatiale future.
C’est pourquoi une récente étude à long terme des cosmonautes par des scientifiques de l’Université d’Anvers et de l’Université de Liège, en coopération avec l’Agence spatiale européenne, est si cruciale. Si les gens vont vivre et travailler en orbite ou voyager entre les planètes, leur capacité mentale doit être de premier ordre. Raphaël Liégeois, bientôt le troisième Belge dans l’espace, reconnaît l’importance de la recherche, “pour préparer la nouvelle génération d’astronautes à des missions plus longues”.
En plus des implications pour l’habitation à long terme dans l’espace, les travaux en cours offrent également de l’espoir pour la recherche sur les conditions subies par les personnes sur Terre.
Sonder le cerveau avant et après le vol
Alors, qu’arrive-t-il à un cerveau lorsqu’il va dans l’espace ? Évidemment, ce n’est pas isolé, cela dépend des informations provenant du reste du corps. Soudain, c’est dans un endroit où tous les indices sur la gravité sont faux. Certains signaux, comme celui de l’oreille interne, disent une chose au cerveau (je tombe !) tandis que les yeux montrent que rien ne bouge (whoa !). Les signaux jour-nuit sont également tous bancals. Un astronaute peut se sentir fatigué après avoir travaillé sur un projet et regarder le coucher du soleil comme un moyen de se détendre. Mais, il y a 16 couchers et levers de soleil par 24 heures à la Station spatiale internationale. Le cerveau commence à se demander, quand est-ce l’heure du coucher ? Quand est-il temps de se lever ? Avec des signaux mixtes comme ça, les connexions neuronales doivent se recâbler. C’est un environnement stressant.
Pour comprendre comment les cerveaux s’adaptent, les équipes de recherche belges ont réalisé des scans d’imagerie par résonance magnétique (IRM) de 16 cerveaux de cosmonautes. Certains ont été emmenés avant les missions alors qu’ils étaient « au repos ». C’est-à-dire qu’ils n’ont effectué aucune tâche pendant les analyses. Puis, après leur séjour dans l’espace, l’équipe a effectué plusieurs autres analyses pour voir quels changements existaient et combien de temps ils persistaient. La technique « IRM fonctionnelle au repos » a permis aux chercheurs d’étudier les états par défaut et « post-vol » du cerveau.
Que fait le cerveau dans l’espace ?
Les résultats ont montré que la connectivité fonctionnelle du cerveau était nettement différente après les vols. Cela décrit un état où l’activité dans certaines zones est en corrélation avec des activités dans d’autres parties. Selon les deux responsables de l’étude, Steven Jillings et Floris Wuyts (Université d’Anvers), les cerveaux des voyageurs de l’espace présentaient des différences marquées dans les scans avant et après le vol. “Nous avons constaté que la connectivité était altérée après les vols spatiaux dans les régions qui prennent en charge l’intégration de différents types d’informations, plutôt que de traiter un seul type à chaque fois, comme les informations visuelles, auditives ou de mouvement”, ont-ils déclaré. « De plus, nous avons constaté que certains de ces schémas de communication modifiés étaient conservés pendant les huit mois de retour sur Terre. Dans le même temps, certains changements cérébraux sont revenus au niveau du fonctionnement des zones avant la mission spatiale.
La bonne nouvelle : à la longue, le cerveau s’est adapté. Les voyageurs de l’espace se sont habitués aux changements. En fait, après un court laps de temps, c’était comme s’ils étaient nés « en orbite ». À plus long terme, cependant, certains changements ont duré longtemps et certains sont devenus permanents. C’est presque comme si les voyageurs de l’espace étaient rentrés chez eux en tant que personnes différentes de manière fondamentale.
Il est important de comprendre les changements physiques et neurologiques auxquels les astronautes sont confrontés lorsqu’ils planifient de longues visites dans l’espace. Les prochaines étapes consistent à étudier les effets de ces changements sur le comportement. Ces changements pourraient-ils aider à la sélection des astronautes ? Les personnes ayant une plus grande « plasticité » dans leurs connexions neuronales pourraient-elles être plus adaptées au vol de longue durée ? Toutes les bonnes questions qui méritent des recherches plus approfondies.
Implications terrestres
L’étude des changements cérébraux des astronautes a également des implications intéressantes pour les personnes sur Terre dont le cerveau ne s’adapte pas aux signaux provenant de leur corps. Évidemment, c’est un domaine difficile à étudier, car les chercheurs ne peuvent pas simplement creuser dans la tête des gens pour savoir pourquoi ils ont des problèmes après un traumatisme ou une maladie. Mais, l’étude basée sur l’IRM offre un point de départ pour la recherche médicale. Fluyts souligne que c’est une façon éthique de regarder le cerveau des gens avant et après une expérience stressante.
“Idéalement, nous aurions des scanners cérébraux des personnes lorsqu’elles étaient en bonne santé et après qu’elles ont commencé à souffrir d’un trouble, car nous pouvons alors voir où les changements ont eu lieu”, a-t-il déclaré. “Mais une telle situation idéale n’existe pas, et nous ne pouvons pas non plus faire exprès aux sujets une expérience traumatisante, bien sûr.”
Ainsi, cette étude contrôlée utilisant des méthodes d’IRM avancées sur des astronautes montre aux chercheurs où regarder dans le réseau neuronal complexe du cerveau pour cibler des zones à étudier et à guérir. “Les scans des astronautes sont comme des phares, éclairant des points où des problèmes peuvent survenir chez les patients sur Terre”, a déclaré Floris.
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