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Studiare il cervello degli astronauti per capire le malattie sulla Terra

Gli astronauti sono una fonte continua di conoscenze: attive in quanto risultato del loro lavoro; "passive" in quanto dipendenti dal semplice fatto di essere rimasti per un certo periodo di tempo in orbita. Proprio grazie al costante monitoraggio dei loro parametri fisiologici in assenza di gravità è stato possibile ricavare informazioni  difficilmente ottenibili altrimenti sulla Terra.
Sopra e sotto pari sono in orbita (credit: ESA)
Il tempo passa in fretta sulla navicella dato il carico di lavoro a cui sono sottoposti gli astronauti; oltre al lavoro direttamente connesso alla manutenzione, gran parte del tempo viene dedicato ad eseguire esperimenti in campi diversi come botanica, metallurgia, biomedicina, psicologia, etc.

Tra i test in corso vale la pena ricordarne alcuni le cui osservazioni preliminari sono state recentemente pubblicate (sebbene come dati preliminari visto che proseguiranno fino al 2018) centrate sulla "memoria" del corpo alla assenza di gravità.
Per il cervello trovarsi in assenza di gravità è una situazione molto stressante in quanto associata alla elaborazione di dati percepiti come contraddittori dai diversi sensi. Alcuni esempi:
  • trovarsi in assenza di gravità (o anche in microgravità) equivale ad essere in caduta libera e questo è il segnale che viene inviato dall'orecchio interno al cervello. Al contrario il sistema visivo manda informazioni di "nulla si muove in modo anomalo rispetto a me".  
  • Altro fenomeno classico legato all'assenza di gravità è lo spostamento dei liquidi verso la testa che viene tradotto dal cervello come trovarsi a testa in giù; ma nella stazione orbitale non c'è un basso o un alto.
  • L'orologio biologico potrebbe inoltre inviare segnali di stanchezza sia legati al ritmo circadiano che ai postumi di una dura giornata di lavoro. Nello stesso tempo però gli astronauti sperimentano 16 albe e altrettanti tramonti nell'arco di 24 ore, tutti input che entrano in conflitto come ben sanno le persone che soffrono di un "banalissimo" jetlag.
Nonostante tutti questi segnali contrastanti il formidabile strumento che è il cervello si adatta nel giro di pochi giorni e gli astronauti si comportano come se fossero nati in orbita. Una adattabilità che non solo permette di affrontare e superare nuove situazioni ma che "usa il passato" come punto di partenza: un astronauta esperto si adatterà alla assenza di gravità molto più velocemente di uno al primo volo, anche se la missione avviene ad anni di distanza dal suo ultimo lancio.

Capire come questo adattamento avvenga è una tra le domande a cui hanno cercato di dare una risposta i ricercatori dell'università di Anversa con lo studio Brain-DT. Il progetto prevede di analizzare 16 astronauti, prima e dopo il volo, mediante una innovativa variante di risonanza magnetica (MRI DTI) in grado di mostrare le reti neuronali del cervello e come i collegamenti cambiano dopo l'esperienza nello spazio. 

 
Video esemplificativo del livello di indagine possibile con la MRI-DTI

Sebbene la raccolta dati sia ancora all'inizio, è possibile già ora osservarne la potenza conoscitiva per comprendere meglio i disturbi neurologici "terrestri". Di fatto vivere nello spazio equivale, per i motivi sopra citati, ad essere sottoposti ad un intenso stato di stress; studiare gli astronauti equivale a studiare le persone colpite sulla Terra da stress sensoriali ma in modo assolutamente etico dato che lo stress non viene indotto appositamente per verificarne la risposta fisiologica.

Molti disturbi neurosensoriali derivano proprio da una errata comunicazione tra diversi centri percettivi e capire come e perché in alcune persone questo "conflitto" cronicizza in patologia è ancora poco chiaro. Alcuni tipi di vertigine ad esempio si sviluppano quando il cervello non si adatta ai segnali contrastanti che arrivano dall'orecchio interno. Gli astronauti rappresentano in questo caso un perfetto esempio di stress continuato che viene tuttavia risolto nel giro di poco tempo.

(articolo precedente sul tema "problemi della vita nello spazio" --> qui)

Fonte
- Astronaut brains as beacons for researchers
ESA, news
- Cortical reorganization in an astronaut’s brain after long-duration spaceflight
Athena Demertzi et al, 2015 Brain Structure and Function pp1-4

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