25 personnes ont été enfermées dans une simulation spatiale pendant 1 an. Les résultats de leur scanner cérébral étaient inattendus.

Les vols spatiaux de longue durée ont des conséquences néfastes sur les personnes que nous nous efforçons encore de comprendre. La microgravité, l’exposition aux radiations et l’isolement résultant du fait d’être enfermé dans un petit vaisseau spatial pendant des mois ou plus ne sont que quelques-uns des dangers auxquels les gens seraient confrontés lors d’un voyage sur Mars. En 2015, des scientifiques ont envoyé 25 personnes dans un centre de recherche isolé en Antarctique pour une mission spatiale simulée d’un an. Ils s’attendaient à constater des changements dans le cerveau des astronautes simulés qui se résoudraient une fois de retour chez eux. Mais une analyse de suivi cinq mois plus tard a montré que les modifications du thalamus, la partie du cerveau qui régule l’attention et la conscience et qui transmet les informations sensorielles au reste du cerveau, persistaient.

La mission spatiale simulée a eu lieu à la station Concordia, une installation conjointe franco-italienne située sur le plateau oriental de l’Antarctique, l’un des endroits les plus froids de la planète. Concordia est perchée à une altitude de 10 500 pieds, mais avec une pression moyenne comme celle observée à 13 000 pieds au-dessus du niveau de la mer à l’équateur, et une température moyenne de -60 degrés Fahrenheit. La gare se trouve à plus de 350 milles de la gare la plus proche et est inaccessible en hiver. De février à novembre, les gens de Concordia sont constamment confrontés à l’obscurité, au froid extrême et à l’isolement.

Les scanners cérébraux ont révélé des changements à court terme dans le cerveau des astronautes après un voyage dans l’espace, bien que la plupart de ces changements aient été attribués à la microgravité. D’autres facteurs de stress environnementaux, comme les faibles niveaux d’oxygène et l’isolement, que les voyages dans l’espace et Concordia ont en commun, peuvent également affecter le cerveau. Dans le même temps, des recherches utilisant des scanners cérébraux ont associé les perturbations du sommeil à des changements dans la structure du cerveau. Les astronautes de la Station spatiale internationale déclarent dormir moins que la quantité recommandée, et les personnes qui passent l’hiver en Antarctique ont souvent des cycles de sommeil perturbés en raison du manque de changements normaux dans la lumière du jour. L’insomnie, les réveils au milieu de la nuit et la somnolence diurne sont des phénomènes courants.

La question est de savoir dans quelle mesure ces stress affecteraient le cerveau des astronautes. Les chercheurs ont effectué des IRM du cerveau des astronautes simulés avant leur mission, immédiatement après, et de nouveau cinq mois plus tard. Les analyses ont montré des volumes réduits de matière grise, un type de tissu cérébral qui nous aide à penser, à mémoriser et à traiter les données sensorielles. Le volume de matière grise a diminué dans tout le cerveau ; cependant, les pertes étaient plus prononcées dans les cortex temporal et pariétal, l’hippocampe et le thalamus. La diminution de la matière grise en elle-même n’était pas surprenante, mais la persistance de la perte de tissu dans le thalamus était inattendue. Dans le même temps, les chercheurs ont découvert que l’ampleur de la perte de matière grise variait d’un sujet à l’autre, tout comme les performances cognitives.

À la station Concordia, les sujets ont subi des tests cognitifs pour mesurer des éléments comme la mémoire, l’empathie et la pensée logique. Les astronautes simulés se sont également entraînés à piloter un simulateur de vaisseau spatial Soyouz et ont mesuré leur coordination et leur temps de réaction. Au cours de leur excursion en Antarctique, les participants ont également suivi de près leurs temps et qualité de sommeil ainsi que leurs niveaux d’activité physique. L’analyse a révélé que ceux qui dormaient mieux et passaient plus de temps à la salle de sport présentaient des degrés de réduction de la matière grise plus faibles. Cela renforce l’importance de l’activité physique pour les voyageurs de l’espace, qui sont déjà censés faire de l’exercice quotidiennement pour préserver leurs os et leurs muscles.

Cependant, une autre découverte inattendue des chercheurs est que les sujets qui présentaient la plus grande perte de matière grise avaient de meilleures performances aux tests cognitifs que ceux qui perdaient plus de matière grise. En règle générale, une meilleure préservation de la matière grise est associée à de meilleures performances cognitives. Les chercheurs soupçonnent qu’il pourrait s’agir d’un mécanisme adaptatif permettant de faire face au stress à long terme dans lequel le corps conserve ses ressources. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre de tels changements, leurs effets en aval sur la cognition, l’humeur et les performances, et ce qui peut être fait pour maintenir le cerveau des astronautes en bonne santé pendant leur long voyage dans l’espace lointain.