La recherche s’appuie sur une méthodologie mise au point par des scientifiques de l’Oregon Health & Science University.
Un vol spatial de longue durée modifie les espaces remplis de liquide le long des veines et des artères du cerveau, selon de nouvelles recherches menées par l’Oregon Health & ; Science University (OHSU) et des scientifiques du pays.
L’étude sera publiée dans le journal Scientific Reports aujourd’hui (5 mai 2022).
“Ces résultats ont des implications importantes alors que nous poursuivons l’exploration spatiale”, a déclaré l’auteur principal Juan Piantino, M.D., professeur adjoint de pédiatrie (neurologie) à la faculté de médecine de l’OHSU. “Cela vous oblige également à réfléchir à certaines questions fondamentales de la science et à la façon dont la vie a évolué ici sur Terre.”
La recherche a consisté en l’imagerie du cerveau de 15 astronautes avant et après des périodes de service prolongées sur la station spatiale internationale. Station spatiale internationale.
L’astronaute de la NASA et ingénieur de vol de l’expédition 53 Mark Vande Hei est photographié lors d’une sortie dans l’espace pour l’entretien de composants du bras robotique Canadarm2 lors d’une sortie dans l’espace avec l’astronaute de la NASA Randy Bresnik (hors du cadre) en 2017. En 2022, il a battu le record de vol spatial de la NASA pour le plus grand nombre de jours consécutifs dans l’espace par un explorateur américain. Il a passé 355 jours continus dans l’espace. Crédit : NASA
Les chercheurs ont utilisé l’imagerie par résonance magnétique pour mesurer l’espace périvasculaire – ou l’espace autour des vaisseaux sanguins – dans le cerveau des astronautes avant leur lancement et à nouveau immédiatement après leur retour. Ils ont également effectué de nouvelles mesures par IRM un, trois et six mois après leur retour. Les images des astronautes ont été comparées à celles prises du même espace périvasculaire dans le cerveau de 16 sujets témoins vivant sur Terre.
En comparant les images avant et après, ils ont constaté une augmentation des espaces périvasculaires dans le cerveau des astronautes qui revenaient pour la première fois, mais aucune différence chez les astronautes qui avaient déjà servi à bord de la station spatiale en orbite autour de la Terre.
“Les astronautes expérimentés ont peut-être atteint une sorte d’homéostasie”, a déclaré Piantino.
Dans tous les cas, les scientifiques n’ont trouvé aucun problème d’équilibre ou de mémoire visuelle qui pourrait suggérer des déficits neurologiques chez les astronautes, malgré les différences mesurées dans les espaces périvasculaires de leurs cerveaux.
En comparant un grand groupe d’astronautes non identifiés, l’étude est la première à évaluer de manière comparative un aspect important de la santé du cerveau dans l’espace.
Le cerveau dans l’espace
La physiologie humaine repose sur le fait que la vie a évolué pendant des millions d’années sous l’effet de la gravité terrestre. Libéré des forces de gravité, le flux normal du liquide céphalo-rachidien dans le cerveau est modifié dans l’espace.
“Nous nous sommes tous adaptés pour utiliser la gravité en notre faveur”, a déclaré Piantino. “La nature n’a pas mis nos cerveaux dans nos pieds – elle les a mis en hauteur. Une fois que vous supprimez la gravité de l’équation, qu’est-ce que cela fait à la physiologie humaine ?”.
Les chercheurs ont décidé de le découvrir en mesurant les espaces périvasculaires, où le liquide céphalo-rachidien s’écoule dans le cerveau.
Ces espaces font partie intégrante d’un système naturel de nettoyage du cerveau qui se produit pendant le sommeil. Connu sous le nom de système glymphatique, ce réseau à l’échelle du cerveau élimine les protéines métaboliques qui, autrement, s’accumuleraient dans le cerveau. Selon les scientifiques, ce système semble fonctionner de manière optimale pendant le sommeil profond.
Les espaces périvasculaires mesurés dans le cerveau constituent le “matériel” sous-jacent du système glymphatique. L’élargissement de ces espaces se produit au cours du vieillissement et a également été associé au développement de la démence.
Les chercheurs ont utilisé une technique développée dans le laboratoire de la co-auteure Lisa C. Silbert, M.D., M.C.R., professeur de neurologie à la faculté de médecine de l’OHSU, pour mesurer les changements dans ces espaces périvasculaires par IRM.
Piantino a déclaré que l’étude pourrait être utile pour aider à diagnostiquer et à traiter les troubles terrestres impliquant le liquide céphalo-rachidien, comme l’hydrocéphalie.
“Ces résultats aident non seulement à comprendre les changements fondamentaux qui se produisent pendant les vols spatiaux, mais aussi pour les personnes sur Terre qui souffrent de maladies affectant la circulation du liquide céphalo-rachidien”, a déclaré Piantino.
Référence : “Longitudinal MRI-visible perivascular space (PVS) changes with long-duration spaceflight” par Kathleen E. Hupfeld, Sutton B. Richmond, Heather R. McGregor, Daniel L. Schwartz, Madison N. Luther, Nichole E. Beltran, Igor S. Kofman, Yiri E. De Dios, Roy F. Riascos, Scott J. Wood,Jacob J. Bloomberg, Ajitkumar P. Mulavara, Lisa C. Silbert, Jeffrey J. Iliff, Rachael D. Seidler et Juan Piantino, 5 mai 2022, Rapports scientifiques.
DOI: 10.1038/s41598-022-11593-y
En plus de Piantino et Silbert, les coauteurs comprenaient les premiers auteurs Kathleen E. Hupfeld et Sutton B. Richmond du University of Florida; Heather R. McGregor and Rachael D. Seidler of the University of Florida; Daniel L. Schwartz and Madison N. Luther of OHSU; Nichole E. Beltran, Igor S. Kofman, Yiri E. De Dios and Ajitkumar P. Mulavara of PBR in Houston; Roy F. Riascos of the University of Texas Health Science Center; Scott J. Wood and Jacob J. Bloomberg of NASA; and Jeffrey J. Iliff of the University of Washington School of Medicine and the VA Puget Sound Health Care System.
The research was supported by the National Aeronautics and Space Administration, grant NNX11AR02G; the National Space Biomedical Research Institute, award NCC 9-58; the National Science Foundation Graduate Research Fellowship, grants DGE-1315138 and DGE-1842473; the National Institute of Neurological Disorders and Stroke, grant T32-NS082128; the National Institute on Aging fellowship 1F99AG068440 and grant awards R01AG056712, P30AG008017 and P30AG066518; and the National Heart Lung and Blood Institute, grant K23HL150217-01.
The co-authors also thank all of the astronauts who volunteered their time, without whom this project would not have been possible.
