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News publiée le 22/05/2015

Image courtesy of FreeDigitalPhotos.net, diffu-sciences

Longue durée en impesanteur et cerveau

Etre en impesanteur, libre de toute force gravitationnelle, éprouver la sensation de flotter sans contrainte ? Cette occasion unique est donnée aux « voyageurs spatiaux », comme par exemple les cosmonautes de la Station Spatiale Internationale (ISS). Mais avec quelles conséquences sur le fonctionnement cérébral?

Pour la première fois, des chercheurs belges montrent que le cerveau est, en effet, altéré par un séjour de longue durée en impesanteur. En règle générale, les cosmonautes rencontrent divers troubles physiques et psychologiques une fois qu'ils retrouvent la gravité terrestre après un séjour dans l’espace. La plupart de ces troubles ont été largement étudiés, qu’ils soient physiques ou psychologiques. Mais qu'en est-il du cerveau? Peut-on s'attendre à des changements dans le fonctionnement cérébral après une longue période en impesanteur?

Réponse affirmative

La réponse est oui. Pour la première fois, deux chercheuses, Athena Demertzi (Coma Science Group, Université de Liège/CHU de Liège) et Angélique Van Ombergen (Université d'Anvers), en collaboration avec la KU Leuven et des institutions moscovites (Académie russe des sciences et le Centre fédéral de traitement et de réadaptation), ont scanné le cerveau d'un cosmonaute de 44 ans avant sa première mission spatiale vers l'ISS et après son retour sur Terre, six mois plus tard. L’analyse des données à l’IRM fonctionnelle a montré deux changements majeurs dans le fonctionnement de son cerveau au moment du retour par rapport à l'analyse pré-vol. D’une part, on observait chez ce cosmonaute une connectivité réduite de l’insula dans l’hémisphère droit. L’insula est une composante de base de notre système vestibulaire (garant de l’équilibre) dans l’oreille interne. Le système vestibulaire est responsable de l'intégration visuelle et de l’information sensorielle proprioceptive. C’est, par exemple, le système vestibulaire qui nous permet, lorsque nous fermons les yeux dans un avion, de percevoir néanmoins les changements de direction de l’avion. D’autre part, ce cosmonaute a montré également une connexion plus faible entre son cervelet et les zones cérébrales liées à la motricité.

Pas une surprise

Pour le professeur Floris Wuyts, de l’Université d'Anvers, coordinateur du projet financé notamment par l'Agence Spatiale Européenne, ces résultats ne constituent pas une surprise, car on savait déjà que les cosmonautes rencontraient divers problèmes moteurs (vitesse, précision et coordination des mouvements) à leur retour de l’espace. C’est cependant la première fois que l’on peut visualiser ces changements dans le cerveau et démontrer leurs effets sur le fonctionnement cérébral. Le professeur Steven Laureys, directeur du Coma Science Group à l’ULg et neurologue au CHU de Liège, conclut : « Ces données ont des implications importantes pour les futures missions spatiales de longue durée, comme par exemple le rêve des missions envisagées vers Mars. » Ces résultats viennent de faire l’objet d’une publication dans le journal Brain Structure and Function. Les chercheurs vont maintenant poursuivre leurs investigations, en continuant à s’intéresser aux altérations du cerveau des astronautes mais pas uniquement. En effet, ce type de recherches est également très pertinent pour des patients alités depuis plusieurs mois ou connaissant un syndrome vestibulaire.

D'après un communiqué de l'ULg
Demertzi A, Van Ombergen A, Tomilovskaya E et al. Cortical reorganization in an astronaut's brain after long-duration spaceflight. Brain Structure and Function, online 13 may 2015. doi: 10.1007/s00429-015-1054-3.
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