Des chercheurs de l’université de l’Oregon (États-Unis) dévoilent un nouvel effet des vols spatiaux de longue durée sur le cerveau des astronautes. Une modification de la circulation du liquide céphalo-rachidien. © Blue Planet Studio Adobe Stock
Santé

Les séjours dans l'espace modifient le cerveau des astronautes

ActualitéClassé sous :cerveau , Espace , Santé des astronautes

-

Un volume de matière grise qui change. Une altération des microstructures de la matière blanche. Et même, un déplacement vers le haut dans la boîte crânienne. Ce sont quelques-uns des effets observés sur le cerveau des astronautes après un séjour de longue durée dans l'espace. Des chercheurs en ajoutent aujourd'hui un autre à cette liste déjà longue.

Cela vous intéressera aussi

[EN VIDÉO] Les événements astronomiques et spatiaux à ne pas rater en 2022  L'année 2022 sera marquée par des événements spatiaux et astronomiques majeurs presque tous les mois, un petit récapitulatif des plus importants est toujours bienvenu ! 

Un voyage dans l’espace, ce n'est pas anodin. Les chercheurs l'observent depuis longtemps maintenant. Lors de séjours prolongés, le corps des astronautes est soumis à rude épreuve. Parce que l'humanité a évolué pendant des millions d'années en fonction de la gravité qui règne sur Terre. Et qu'une fois dans l'espace et cette gravité disparue, notre physiologie est bouleversée.

Le cerveau des astronautes n'échappe pas à ces effets. C'est ce que confirment aujourd'hui des chercheurs de l’université de l’Oregon (États-Unis) après avoir étudié des IRM réalisées sur 15 astronautes ayant vécu plusieurs mois à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Les astronautes se sont prêtés à l'expérience juste avant d'embarquer pour l'espace. Et juste après. Mais aussi un, trois et six mois après leur retour. Toutes ces images ont ensuite été comparées à celle de cerveaux d'autant de sujets témoins restés sur Terre pendant toute la durée de l'étude.

Ce que les chercheurs voulaient tout particulièrement étudier pour la première fois, ce sont les effets d'un tel séjour sur les espaces périvasculaires du cerveau humain. Ils ont observé que chez les astronautes débutants -- ceux dont c'était le premier vol dans l'espace -- ces espaces augmentent. Chez les astronautes plus expérimentés, en revanche, rien de tel ne se produit. « Comme s'ils avaient atteint une sorte d'homéostasie », commente Juan Piantino, professeur à la faculté de médecine de l'université de l'Oregon, dans un communiqué.

Ici, les espaces périvasculaires identifiés dans le cerveau d’un astronaute avant son départ pour l’espace. En rouge, ces espaces superposés sur la matière blanche de l’individu (à gauche) ainsi que sur plusieurs tranches de son scan structurel (à droite). Dans l’encadré bleu, l’agrandissement d’un espace périvasculaire. © Kathleen E. Hupfeld et al., Scientific Reports

Des répercussions dans l’espace et sur Terre

Rappelons que les espaces périvasculaires correspondent à ces espaces qui entourent les veines et des artères de notre cerveau. Ceux qui permettent la circulation du liquide céphalo-rachidien. Ils font partie intégrante d'une sorte de système de nettoyage. Les chercheurs l'appellent le système glymphatique. Il est chargé d'éliminer les protéines métaboliques pendant notre sommeil. Sans cela, elles s'accumuleraient dans notre cerveau.

Sur Terre, les scientifiques ont observé que ces espaces périvasculaires s'élargissent avec l'âge des sujets. Mais aussi lorsqu'ils développent une forme de démence. Mais, dans l'espace, malgré les réelles différences observées sur les IRM, les chercheurs notent que ces modifications ne semblent pas avoir entraîné de symptômes comme des troubles de l'équilibre ou des pertes de mémoire.

Ces travaux sont bien sûr destinés à assurer la sécurité des astronautes qui partiront pour des missions sur la Lune. Ou même, pour des missions sur Mars. Mais les chercheurs soulignent qu'ils pourraient également aider à mieux comprendre des troubles qui apparaissent sur Terre. L'hydrocéphalie, par exemple, qui implique la circulation du liquide céphalo-rachidien. Avec l'espoir, à l'avenir, de mieux les diagnostiquer et, bien sûr, de mieux les traiter.

Pour en savoir plus

L'absence de gravité modifie le cerveau

Quels sont les effets de l'impesanteur sur le cerveau ? Une étude récente s'est penchée sur la question et a révélé plusieurs modifications dans le cerveau de douze astronautes ayant séjourné dans la Station spatiale Internationale.

Article de Julie Kern paru le 14/03/2022

L'absence de gravité modifie les connexions entre les neurones du cerveau. © whitehoune, Adobe Stock

Le corps humain s'est construit sur Terre, où la gravité nous cloue les pieds au sol. Un séjour prolongé dans l'espace, un environnement étranger pour les Terriens que nous sommes, le force à s'adapter. Les scientifiques étudient avec attention ce phénomène et ses conséquences.

Pour limiter la perte de masse osseuse et musculaire, les astronautes de la Station spatiale internationale (ISS) font des exercices physiques entre deux expériences scientifiques. L'impesanteur agit aussi sur le cerveau. Pour la première fois, le suivi de douze astronautes ayant voyagé dans l'ISS a montré que leur cerveau s'est en quelque sorte « recâblé ». L'étude est parue dans Frontiers in Neural Circuits.

La Station spatiale internationale en orbite autour de la Terre est constamment habitée par des astronautes. © dimazel, Adobe Stock

Les effets de l'impesanteur sur le cerveau

Pour ce projet collaboratif entre l'Agence spatiale européenne (ESA) et Roscosmos, douze astronautes ont passé des IRM avant et après leur séjour dans l'espace. Pour étudier la structure et le fonctionnement du cerveau, l'IRM après retour a été faite avec une technique spéciale appelée la tractographie qui met en évidence les voies neuronales dans le cerveau. « Notre étude est la première à utiliser cette méthode spécifique pour détecter des changements dans la structure du cerveau après un voyage spatial », explique Floris Wuyts, chercheur à l'université d'Anvers (Belgique).

Car des modifications, les chercheurs en ont observé plusieurs. Tout d'abord dans la région motrice du cerveau où les connexions entre les neurones ont changé. « Les régions motrices sont les centres cérébraux où les commandes de mouvements sont initiées. En impesanteur, un astronaute doit adapter ses stratégies de déplacement par rapport à la Terre. Notre étude montre que leur cerveau s'est recâblé pour ainsi dire », explique Andrei Doroshin, le premier auteur de l'étude. Ce recâblage persiste plus de sept mois après le retour des astronautes sur Terre.

Le corps calleux, la jonction entre l'hémisphère droit et gauche, apparaissait aussi différent chez les astronautes, mais les scientifiques ont compris qu'il ne s'agissait pas d'un changement intrinsèque du corps calleux mais de la dilatation des vésicules cérébrales adjacentes qui le compriment un peu plus qu'à l'accoutumée.

Comme pour la masse musculaire et osseuse, comprendre les modifications cérébrales dues à l'impesanteur pourra permettre l'instauration de mesures correctrices, comme pour lutter contre la fonte des muscles. L'humanité ambitionne de séjourner toujours plus longtemps dans l'espace et ces voyages spatiaux prolongés risquent de mettre à rude épreuve le corps humain.

En plus des ateliers proposés dans toute la France par la Société de Neurosciences, à l'origine de la Semaine du cerveau, Futura met à l'honneur les dernières avancées scientifiques concernant notre ciboulot. Cognition, psychologie ou encore histoires insolites et extraordinaires, une collection d'articles, de questions-réponses et de podcasts à retrouver toute cette semaine sous le tag « Semaine du cerveau » et sur nos réseaux sociaux !

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour. Toutes nos lettres d’information

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !