Des scientifiques de l’Université d’Anvers et de l’Université de Liège ont découvert comment le cerveau humain change et s’adapte à l’apesanteur, après avoir passé 6 mois dans l’espace. Certains des changements se sont avérés durables – même après 8 mois de retour sur Terre. 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 ».
Un enfant qui apprend à ne pas laisser tomber un verre sur le sol ou un joueur de tennis qui prédit le parcours d’une balle entrante pour la frapper avec précision sont des exemples de la façon dont le cerveau intègre les lois physiques de la gravité pour fonctionner de manière optimale sur Terre. Les astronautes qui vont dans l’espace résident dans un environnement en apesanteur, où les règles du cerveau sur la gravité ne sont plus applicables. Une nouvelle étude sur la fonction cérébrale chez les cosmonautes a révélé comment l’organisation du cerveau est modifiée après une mission de six mois à la Station spatiale internationale (ISS), démontrant l’adaptation nécessaire pour vivre en apesanteur.
L’Université d’Anvers dirige ce projet scientifique BRAIN-DTI par l’intermédiaire de l’Agence spatiale européenne. Des données d’imagerie par résonance magnétique (IRM) ont été prises à partir de 14 cerveaux d’astronautes avant et plusieurs fois après leur mission dans l’espace. À l’aide d’une technique IRM spéciale, les chercheurs ont recueilli les données cérébrales des astronautes au repos, donc sans qu’ils s’engagent dans une tâche spécifique. Cette technique d’IRM fonctionnelle à l’état de repos a permis aux chercheurs d’étudier l’état par défaut du cerveau et de déterminer s’il change ou non après un vol spatial de longue durée.
Effet d’apprentissage
En collaboration avec l’Université de Liège, de récentes analyses de l’activité cérébrale au repos ont révélé comment la connectivité fonctionnelle, un marqueur de la façon dont l’activité dans certaines zones du cerveau est corrélée à l’activité dans d’autres, change dans des régions spécifiques.
« Nous avons constaté que la connectivité était altérée après un vol spatial dans des 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 », déclarent Steven Jillings et Floris Wuyts (Université d’Anvers). « De plus, nous avons constaté que certains de ces schémas de communication modifiés étaient conservés tout au long des 8 mois de retour sur Terre. Dans le même temps, certains changements cérébraux sont revenus au niveau du fonctionnement des zones avant la mission spatiale. »
Les deux scénarios de changements sont plausibles : les changements conservés dans la communication cérébrale peuvent indiquer un effet d’apprentissage, tandis que les changements transitoires peuvent indiquer une adaptation plus aiguë aux niveaux de gravité modifiés.
« Cet ensemble de données est si spécial que leurs participants eux-mêmes. En 2016, nous étions historiquement les premiers à montrer comment les vols spatiaux peuvent affecter la fonction cérébrale d’un seul cosmonaute. Quelques années plus tard, nous sommes maintenant dans une position unique pour enquêter sur le cerveau de plus d’astronautes. , à plusieurs reprises. Ainsi, nous déchiffrons d’autant plus en confiance le potentiel du cerveau humain », déclare le Dr Athena Demertzi (Institut GIGA, Université de Liège), co-directrice de ce travail.
Nouvelle génération d’astronautes
Comprendre les changements physiologiques et comportementaux déclenchés par l’apesanteur est essentiel pour planifier l’exploration spatiale humaine. Par conséquent, cartographier les changements de la fonction cérébrale à l’aide de techniques de neuroimagerie, comme cela est fait dans ce travail, est une étape importante pour préparer la nouvelle génération d’astronautes à des missions plus longues. »
Raphaël Liégeois, Docteur en Sciences de l’Ingénieur (ULiège) avec une Thèse dans le domaine des Neurosciences, futur Astronaute de l’ESA
Les chercheurs sont enthousiasmés par les résultats, même s’ils savent que ce n’est que la première étape dans la poursuite de notre compréhension des changements de communication cérébrale après un voyage dans l’espace. Par exemple, nous devons encore étudier quelle est la conséquence comportementale exacte de ces changements de communication cérébrale, nous devons comprendre si un temps plus long passé dans l’espace extra-atmosphérique pourrait influencer ces observations, et si les caractéristiques cérébrales peuvent être utiles pour sélectionner les futurs astronautes ou les surveiller. pendant et après le voyage dans l’espace.