Veel astronauten die terugkomen uit de ruimte ervaren een slechter zicht na de vlucht, sommige zelfs jaren later, en onderzoekers van de Universiteit van Alabama in Birmingham onderzoeken waarom.

Brian Samuels, MD, universitair docent bij de afdeling Oogheelkunde, en zijn collega's van het Georgia Institute of Technology en Emory University ontvingen onlangs een beurs om computationele modellering te bestuderen als een methode om te bepalen waarom astronauten die voor langere tijd in de ruimte zijn, oogpathologieën ervaren. Samuels werkt samen met wetenschappers van het NASA Glenn Research Center, en anderen, om de oorzaak van deze pathologieën te helpen identificeren, en bepalen of er een manier is om in te grijpen en dit soort zichtcomplicaties in de toekomst te voorkomen.

"We weten dat, als astronauten voor langere tijd in de ruimte zijn, ze hebben een grotere neiging om pathologieën te ontwikkelen die vergelijkbaar zijn met verhoogde intracraniale druk, " zei Samuels. "We proberen alle bestaande klinische en onderzoeksgegevens op te nemen in functionele computermodellen van het oog zelf, het centrale zenuwstelsel en het cardiovasculaire systeem om te bepalen hoe ze op elkaar inwerken."

Hij zegt dat deze computermodellen een aantal van de vragen moeten beantwoorden over "waarom dit onze astronauten overkomt."

De tijdsduur dat astronauten in de ruimte verbleven, veranderde halverwege de jaren 2000 toen het internationale ruimtestation in gebruik werd genomen. Spaceshuttle-missies duurden doorgaans twee weken, maar nu kunnen de ISS-missies zes maanden of langer duren. Astronauten gingen niet langer de ruimte in en kwamen snel terug naar de aarde.

Het was rond deze tijd dat de wetenschappelijke gemeenschap merkte dat langere duur in de ruimte, in microzwaartekracht, veroorzaakt een grotere neiging tot veranderingen in het oog.

Veel astronauten die deze zichtproblemen ervaren, ervaren een hyperopische verschuiving in hun zicht, wat betekent dat ze geleidelijk verziend worden. Astronauten kunnen plooien in het netvlies ontwikkelen, zwelling van de optische schijf ervaren en ook uitzetting van de oogzenuwschede achter het oog hebben. Sommige astronauten die zijn teruggekeerd van een missie hebben vijf jaar later nog steeds problemen met het gezichtsvermogen. Samuels en zijn collega's denken dat er na langere tijd in de ruimte permanente veranderingen in het oog kunnen optreden.

"Gezien het feit dat een van NASA's primaire doelen is om iemand naar Mars te sturen, dit zal de langste tijd zijn die mensen tot nu toe in de ruimte hebben doorgebracht, "Zei Samuels. "Als we risicofactoren kunnen identificeren die iemand vatbaar kunnen maken voor dit soort problemen in de ruimte, de computermodellen kunnen een screeningtool worden voor toekomstige astronauten."

Samuels zegt ook de directe oorzaak achter deze oogpathologieën te willen vinden in een poging hulpmiddelen te ontwikkelen om dit proces voor astronauten in de ruimte te stoppen.

"Als een astronaut zes maanden verwijderd is van thuiskomst en al problemen heeft met het gezichtsvermogen, we willen eventuele verdere schade in de tijd beperken, " hij zei.

De rol van Samuels in dit project is om klinische en onderzoeksgegevens te interpreteren die de computationele modellering informeren en om aan de andere onderzoekers door te geven of de outputgegevens die uit de modellen zijn verkregen, realistisch zijn. Als clinicus-wetenschapper hij kan informatie nemen die is verzameld uit onderzoeksstudies, klinische studies en computationele modellering in het laboratorium, en vergelijk het met real-world scenario's in een kliniek.

C. Ross Ethier, doctoraat, professor en interim-voorzitter van de Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering aan het Georgia Institute of Technology, is de projectleider.

"Dr. Samuels helpt ons te aarden in de klinische realiteit door effecten in de ruimte te relateren aan klinische omstandigheden op aarde, detaillering van pathofysiologische processen op cellulair niveau tot klinische resultaten, Ethier zei. "Hij is een ongelooflijke hulpbron voor ons team en de bredere gemeenschap van ruimtefysiologie."