Een visueel probleem dat astronauten treft die op langdurige missies in de ruimte dienen, houdt verband met volumeveranderingen in de heldere vloeistof die zich rond de hersenen en het ruggenmerg bevindt, volgens nieuw onderzoek dat vandaag wordt gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de Radiological Society of North America (RSNA).

Over de afgelopen tien jaar, vluchtchirurgen en wetenschappers bij NASA begonnen een patroon van visuele beperking te zien bij astronauten die langdurige ruimtemissies vlogen. De astronauten hadden wazig zicht, en verdere testen onthulden, naast een aantal andere structurele veranderingen, afplatting aan de achterkant van hun oogbollen en ontsteking van de kop van hun oogzenuwen. Het syndroom, bekend als visuele stoornis intracraniële druk (VIIP), werd gemeld bij bijna tweederde van de astronauten na langdurige missies aan boord van het International Space Station (ISS).

"Mensen wisten aanvankelijk niet wat ze ervan moesten denken, en tegen 2010 was er toenemende bezorgdheid toen duidelijk werd dat sommige astronauten ernstige structurele veranderingen hadden ondergaan die niet volledig omkeerbaar waren bij terugkeer naar de aarde, " zei hoofdauteur Noam Alperin van de studie, doctoraat, hoogleraar radiologie en biomedische technologie aan de University of Miami Miller School of Medicine in Miami, fla.

Wetenschappers geloofden eerder dat de primaire oorzaak van het probleem een ​​verschuiving van vasculaire vloeistof naar het bovenlichaam was, die plaatsvindt wanneer astronauten tijd doorbrengen in de microzwaartekracht van de ruimte. Maar onderzoekers onder leiding van Dr. Alperin hebben onlangs een andere mogelijke oorzaak van het probleem onderzocht:hersenvocht (CSF), de heldere vloeistof die helpt de hersenen en het ruggenmerg te beschermen terwijl voedingsstoffen circuleren en afvalstoffen worden verwijderd. Het CSF-systeem is ontworpen om aanzienlijke veranderingen in hydrostatische druk op te vangen, zoals wanneer een persoon opstaat van een liggende naar een zittende of staande positie. Echter, de microzwaartekracht van de ruimte stelt nieuwe uitdagingen.

"Op aarde, het CSF-systeem is gebouwd om deze drukveranderingen op te vangen, maar in de ruimte raakt het systeem in de war door het ontbreken van de houdingsgerelateerde drukveranderingen, ' zei dokter Alperin.

Voor meer informatie over de rol van CSF bij door ruimtevluchten veroorzaakte visuele beperkingen en oogveranderingen, Dr. Alperin en collega's voerden hoge-resolutie baan- en hersen-MRI-scans uit voor en kort na ruimtevluchten voor zeven ISS-astronauten van lange duur.

Ze vergeleken de resultaten met die van negen astronauten van een korte missie space shuttle. Met behulp van geavanceerde kwantitatieve beeldalgoritmen, de onderzoekers zochten naar een correlatie tussen veranderingen in CSF-volumes en de structuren van het visuele systeem.

De resultaten toonden aan dat, vergeleken met korte duur astronauten, langdurige astronauten hadden aanzienlijk meer afvlakking van hun oogbollen na de vlucht en toegenomen uitsteeksel van de oogzenuw. Langdurige astronauten hadden ook een significant grotere toename van het orbitale CSF-volume na de vlucht, of de CSF rond de oogzenuwen in de benige holte van de schedel die het oog vasthoudt, en ventriculair CSF-volume - volume in de holtes van de hersenen waar CSF wordt geproduceerd. De grote oculaire veranderingen na de ruimtevlucht die werden waargenomen bij ISS-bemanningsleden waren geassocieerd met grotere toename van het intraorbitale en intracraniale CSF-volume.

"Het onderzoek levert Voor de eerste keer, kwantitatief bewijs verkregen van korte en lange astronauten die wijzen op de primaire en directe rol van de CSF in de aardbolvervormingen die worden waargenomen bij astronauten met het syndroom van visuele handicap, ' zei dokter Alperin.

Er waren geen significante veranderingen in het volume van de grijze stof of het volume van de witte stof na de vlucht in beide groepen astronauten.

Het identificeren van de oorsprong van de door de ruimte veroorzaakte oculaire veranderingen is noodzakelijk, Dr. Alperin zei, voor de ontwikkeling van tegenmaatregelen om de bemanning te beschermen tegen de nadelige gevolgen van langdurige blootstelling aan microzwaartekracht.

"Als de structurele vervormingen van het oog niet vroeg worden geïdentificeerd, astronauten kunnen onherstelbare schade oplopen, ' merkte hij op. 'Naarmate de oogbol platter wordt, de astronauten worden hyperopisch, of verziend."

Volgens Dr. Alperin, NASA bestudeert een aantal mogelijke maatregelen om de omstandigheden die leiden tot VIIP te simuleren en test verschillende tegenmaatregelen.