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Une équipe internationale de chercheurs russes et belges a découvert que les voyages dans l’espace avaient un impact significatif sur le cerveau: ils ont découvert que les cosmonautes démontraient des modifications de la connectivité cérébrale liées à la perception et au mouvement.

Les voyages dans l’espace ont un impact significatif sur le cerveau

Certaines zones, telles que les régions des cortex insulaires et pariétaaux, fonctionnaient de manière plus synchrone avec d’autres zones du cerveau après le vol spatial. En revanche, la connectivité de certaines autres régions, telles que le cervelet et les noyaux vestibulaires, diminuaient.
Alors que Roscosmos discute de futurs vols habités vers Mars, la NASA envisage d’ouvrir la Station spatiale internationale à des fins de tourisme commercial et SpaceX teste son prototype de Starship pour aller sur Mars. Les scientifiques sont gravement préoccupés par l’impact d’un séjour prolongé dans l’espace sur le corps humain.
Pendant les vols, les astronautes sont exposés en permanence à l’ impesanteur, qui nécessite une adaptation et provoque des changements dans le corps. La vie sur les planètes et les satellites colonisés – l’avenir probable de l’humanité – exigera des conditions spéciales pour que notre corps soit en sécurité. Bien que les effets de l’apesanteur sur les os, les muscles et le système vestibulaire soient déjà bien connus, la manière dont le cerveau humain gère la microgravité n’a pas encore été complètement examinée.

Des modifications de la connectivité fonctionnelle

Une équipe internationale composée de scientifiques de plusieurs organisations de recherche a utilisé l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle pour mesurer la connectivité cérébrale fonctionnelle dans un groupe de onze cosmonautes dans un projet de recherche novateur . Il s’est avéré que l’adaptation à la microgravité et les modifications de l’activité motrice associées peuvent entraîner des modifications de la connectivité fonctionnelle entre les zones du cerveau.
Les chercheurs ont réalisé des IRMf cérébrales sur les cosmonautes avant et après des missions spatiales d’une durée moyenne de six mois, puis ont comparé leurs données à celles de volontaires en bonne santé restés sur Terre. Les scientifiques étaient à la recherche de changements dans la connectivité entre les zones cérébrales sous-jacentes aux fonctions sensorimotrices telles que le mouvement et la perception de la position du corps. Ces zones cérébrales ont été activées par une stimulation plantaire imitant la démarche.
Les chercheurs ont découvert des changements dans les connexions cérébrales des cosmonautes. Pour compenser le manque d’informations des organes de l’équilibre, qui ne peuvent fournir des informations fiables en microgravité, le cerveau développe un système auxiliaire de contrôle somatosensoriel, reposant davantage sur le retour visuel et tactile, plutôt que sur l’entrée vestibulaire.
D’une part, une diminution de la connectivité entre le cortex cérébral et les noyaux vestibulaires a été mise en évidence. Sous la gravité terrestre, les noyaux vestibulaires sont responsables du traitement des signaux provenant du système vestibulaire. Mais dans l’espace, selon les chercheurs, le cerveau pourrait alléger l’activité de ces structures pour éviter des informations contradictoires sur l’environnement. Ils ont également constaté qu’après un vol spatial, les connexions du cervelet et de plusieurs autres structures, en particulier celles responsables des mouvements, diminuaient.

Une augmentation des connexions entre le cortex insulaire dans les hémisphères gauche et droit

D’autre part, l’IRMf a montré une augmentation des connexions entre le cortex insulaire dans les hémisphères gauche et droit, ainsi qu’entre le cortex insulaire et d’autres zones du cerveau. Les lobes insulaires, entre autres, sont responsables de l’intégration des signaux provenant de différents systèmes de capteurs. Des fonctions similaires sont effectuées par la région du cortex pariétal dans le gyrus supramarginal droit, qui a également démontré une connectivité accrue avec d’autres régions du cerveau après un vol dans l’espace.
«Il est intéressant de noter que l’augmentation de la connectivité entre le gyrus supramarginal droit et le cortex insulaire gauche était plus importante chez les cosmonautes ayant subi un processus d’adaptation initial moins confortable dans la station spatiale », déclare Ekaterina Pechenkova, chercheuse principale au laboratoire HSE pour la recherche cognitive.

Des informations pour développer des programmes de formation plus efficaces

Les chercheurs pensent que ce type d’information permettra éventuellement de mieux comprendre pourquoi il faut plus de temps pour que différentes personnes s’adaptent aux conditions de vol dans l’espace, et de développer des programmes de formation individualisés plus efficaces pour les voyageurs de l’espace.
Les résultats de cette étude ont été publiés dans Frontiers in Physiology.
Source : National Research University Higher School of Economics
Crédit photo : Pixabay