Le 15 septembre 2021, une capsule Dragon de SpaceX a transporté l’équipe Inspiration4 dans l’espace avec une fusée Falcon 9. Au cours des trois jours de cette mission, la sonde spatiale a atteint une altitude de 575 km au-dessus de la surface de la Terre, plus à l’intérieur des terres que l’orbite de la Station spatiale internationale, qui se trouve entre 370 km et 460 km de notre planète.
Como componente del Estudio de los Gemelos, uno de los principales estudios duales de la NASA, Scott Kelly (derecha) pasó un año a bordo de la Estación Espacial Internacional, mientras que su hermano dual Mark Kelly (izquierda), también astronauta, permaneció en la terre. et conséquences cognitives d’un séjour dans l’espace.
Le cas de Scott Kelly n’est cependant qu’un exemple lointain qui ne parvient pas à représenter l’humanité dans toute sa diversité. De plus, la plupart des astronautes étudiés au cours des dernières décennies étaient des hommes américains ou russes qui ont suivi des années d’études avant d’être envoyés dans l’espace.
Un projet spatial introduit par SpaceX en 2021, appelé Inspiration4, a donné aux chercheurs l’opportunité de rencontrer un échantillon plus diversifié de voyageurs spatiaux. Le projet comprenait quatre astronautes personnels qui, combinés, couvraient une plus grande diversité d’âges, de races et de parcours biomédicaux. « Ils nous permettent de constituer une composante plus large de l’humanité », explique Mason.
Comme beaucoup de scientifiques avec lesquels il a publié la nouvelle collection d’articles, Mason avait également travaillé sur la « Twin Study ». L’équipe avait déjà réalisé une série d’expériences dans un domaine qui « avait été largement validé chez les astronautes », précise Mathias. Basner, de la faculté de médecine de l’Université de Pennsylvanie, qui étudie les habitudes et la cognition chez les humains. Les chercheurs avaient l’intention d’étendre ces tests pour le projet Inspiration4 afin d’examiner la formule biologique humaine de manière plus large.
L’équipe a analysé des échantillons de sang, d’urine, d’excréments, de salive, de sueur et de peau, effectué des tests cognitifs et comportementaux et recueilli des connaissances sur le sommeil. Tous ces tests ont été effectués avant, pendant et après le vol, et toutes les connaissances ont été compilées dans une base de connaissances biométriques connue sous le nom de Space Omics and Medical Atlas (SOMA), organisée et contrôlée par Christopher Mason et ses collègues.
Le catalogue, publié en juin, présente des informations détaillées recueillies au cours de la dernière décennie auprès de dizaines d’astronautes de la NASA et de l’Agence spatiale japonaise, de douze voyageurs spatiaux privés (dont quatre ont participé à la mission Inspiration4) et d’un groupe de dix autres personnes qui ont grimpé. Mont Everest. Les chercheurs ont également utilisé les connaissances acquises lors d’expérimentations animales sur l’ISS pour mieux comprendre les effets de l’espace sur le corps.
« Nous commençons maintenant à définir nos mesures de base, pour le sang, les radiations, les gènes et les tests du système immunitaire » lors d’un vol spatial, a déclaré Mason.
Le 15 septembre 2021, le projet Inspiration4 décollait avec à son bord 4 astronautes civils. Environ 3 jours plus tard, la capsule et ses équipements atterrissaient dans l’océan Atlantique, au large de la Floride.
Selon Christopher Mason, après avoir analysé les données, l’un des effets les plus inattendus était que « de nombreuses lignes laissées par les vols spatiaux étaient les mêmes que celles que nous avions observées lors de missions plus longues ». Cela indique qu’après une certaine « dose » de vol spatial, nous pouvons commencer à voir les effets dans le corps, ajoute-t-il.
Comme dans l’étude menée avec les jumeaux Kelly, les télomères des astronautes se sont allongés. Cette élongation (probablement due, selon les chercheurs, à l’exposition aux radiations) et l’activation de gènes apparentés peuvent être utilisées pour l’ADN des radiations destructrices.
Même plusieurs mois après leur retour sur Terre, bon nombre de ces ajustements peuvent encore être observés chez les astronautes. « On peut imaginer que nous pouvons nous en sortir plus rapidement », admet Snyder.
Au cours de ces quelques jours dans l’espace, les microbiomes des astronautes d’Inspiration4 ont également subi des transformations. « Il est souhaitable de voir à quel point leur peau devient temporairement similaire à celle des autres membres de l’équipe et du vaisseau spatial », explique Christopher Mason. Alors que les microbes sur la peau des astronautes ont commencé à se ressembler et que les microbes dans leur bouche ont changé, les chercheurs ont constaté que leurs intestins ne montraient pas les mêmes changements.
Si l’expression des gènes et les ajustements du microbiome font partie des effets microscopiques des voyages spatiaux, d’autres effets plus macroscopiques ont également été observés, notamment en relation avec la cognition et l’habitude. Pour évaluer la fuite des habitudes et des talents cognitifs, les chercheurs ont examiné dix domaines intellectuels et intellectuels, tels que la mémoire, l’attention, l’abstraction, la prise de décision basée sur le risque et la reconnaissance des émotions. Array explique Basner. Notre culture est une combinaison de tous ces facteurs, mais nous essayons de les séparer » pour voir si l’une de ces régions est plus efficace que les autres.
L’équipe Inspiration4 (vue ici au Space Camp à Huntsville, Alabama) comprenait le commandant du projet Jared Isaacman, le médecin Hayley Arceneaux, le pilote du projet Sian Proctor et le pilote du projet Chris Sembroski. Spécialiste de projet.
Au cours des trois jours de la mission, l’équipe d’Inspiration4 (photographiée ici à bord d’un avion en apesanteur) a recueilli des données pour évaluer l’effet de la microgravité, des radiations, de l’isolement et d’autres aspects de l’environnement spatial sur le corps humain. .
L’équipe Inspiration4 a montré un déclin cognitif dès le début du vol, explique Basner. La cognition s’est ensuite stabilisée pour le reste du vol et est revenue à son état général une fois l’équipe revenue au sol. En termes de comportement, l’équipe est plus positive après le vol, mais selon Basner, « cela indique seulement qu’ils étaient satisfaits d’avoir réussi » à regagner la surface en toute sécurité.
La base de données SOMA est en libre accès et conçue pour les biologistes qui souhaitent mener leurs propres recherches. « Chacun a son propre point de vue », dit Mason. « Vous voyez la biologie à travers votre propre prisme, puis analysez les problèmes de votre propre point de vue. »
C’est ainsi que Begum Mathyk, docteur en obstétrique et gynécologie à l’Université de Floride, a rejoint l’étude. « Pour moi, défendre la condition physique des femmes sur Terre ou dans l’espace, c’est la même chose », avoue-t-elle.
L’étude de Mathyk et de ses collègues sur des échantillons de sang et d’urine d’Inspiration4 a révélé des changements dans les gènes liés à l’œstrogène, une hormone impliquée dans le système reproducteur, mais aussi dans les muscles, le cerveau et d’autres systèmes corporels. Les chercheurs ont découvert des changements génétiques dans la façon dont les réactions liées aux œstrogènes apparaissent dans l’espace, et que les lymphocytes B des femmes présentaient plus de transformations que ceux des hommes. Les lymphocytes B sont liés aux maladies auto-immunes, qui touchent souvent plus les femmes que les hommes. Ces ajustements hormonaux ont également des effets sur les réactions du corps aux infections. dit Mathyk.
Au cours de ces quelques jours dans l’espace, les gènes liés à la régulation de la glycémie à l’insuline ont également montré quelques ajustements, suggérant que « les vols spatiaux peuvent ajuster le métabolisme et le système immunitaire », ajoute-t-il. Les chercheurs ont également découvert d’autres ajustements dans les cellules immunitaires qui, après la fin du vol, ont mis plus de temps à revenir à la normale chez les hommes que chez les femmes. Ces cellules sont liées aux réactions de l’organisme à l’inflammation, et certaines jouent également un rôle dans la coagulation du sang.
Bien que de légères différences aient été observées en microbiologie entre les hommes et les femmes, il n’en va pas de même pour les habitudes et les facultés intellectuelles, décrit Basner.
Les radiations peuvent avoir des effets négatifs sur les ovaires et l’utérus, et il est impératif de maintenir les cycles de sommeil dans l’espace pour assurer le bon fonctionnement du système reproducteur, notent Mathyk et ses collègues dans un article de synthèse examinant les données de l’équipe Inspiration. Astronautes et animaux de l’Agence japonaise d’exploration aérienne (JAXA). Des études sur des souris et leurs embryons suggèrent que cette zone est un « environnement défavorable » à la reproduction. « Mais il n’est pas facile de tirer des conclusions ou d’attribuer toutes ces connaissances aux humains parce que nous sommes plus complexes », ajoute Mathyk.
Les chercheurs disposeront bientôt de davantage de connaissances. Mathyk soutient une proposition visant à envoyer un appareil à ultrasons portable à un prochain projet SpaceX pour obtenir des photographies des organes reproducteurs féminins, y compris l’utérus et les ovaires, ainsi que les vols spatiaux. D’autres projets personnels et gouvernementaux intègrent ces tests.
Par ailleurs, la base de connaissances SOMA est déjà en train de s’enrichir. Il comprend désormais des données biologiques provenant de vols personnels Axiom-2 et des échantillons prélevés avant le vol Polaris Dawn, dont le lancement est prévu cet été. Les chercheurs téléchargeront également les connaissances d’Axiom-3 plus tard cet été, a déclaré Mason.
Au-delà de la compréhension indéniable de la biologie du corps humain dans l’espace, la base de données et les travaux qui en découlent pourraient contrer ces effets, par exemple en concevant des médicaments adaptés au patrimoine génétique de chaque astronaute. « Nous sommes loin d’avoir terminé », conclut Christopher Mason.
Cet article est paru sur le site nationalgeographic. com.