La tête dans les étoiles

Les effets de l’apesanteur sur l’organisme sont, pour certains, connus et bien documentés. C’est le cas notamment pour le squelette qui, lors des vols spatiaux un tant soit peu prolongés, tend à se déminéraliser, alors que les muscles fondent quelque peu. En revanche, les effets sur le système cardiovasculaire et le système nerveux central sont encore l’objet de bien des questions. Une étude financée par la NASA et publiée dans le New England Journal of Medicine apporte des réponses encore parcellaires mais significatives concernant les effets de l’apesanteur sur l’anatomie cérébrale.

Le principe de cette étude ouverte est simple, puisqu’elle a consisté à examiner par IRM le cerveau de 34 astronautes, répartis en 2 groupes, selon la durée des missions effectuées dans l’espace : soit longues sous la forme de stages au sein de l’International Space Station,  (n = 18), soit brèves dans le cadre d’une participation au Space Shuttle Program (n = 16). L’IRM sans injection de produit de contraste a été réalisée à l’état basal et au terme de ces séjours dans l’espace. Les images conventionnelles ont été interprétées par des opérateurs qui n’avaient aucune information sur la durée des séjours. Par ailleurs, des vidéo-clips de ciné-IRM avant et après vol ont été générés à partir d’images tridimensionnelles de haute résolution pour mieux apprécier le déplacement des structures cérébrales et le rétrécissement des espaces sous-arachnoïdiens chez 18 astronautes, dont 12 dans le cas de missions prolongées et 6 de missions courtes. Enfin, les volumes ventriculaires ont été automatiquement déterminés  sur les images pondérées en T1. Les analyses ont été plus particulièrement focalisées sur les variations de volume du sulcus et des espaces sous-arachnoïdiens proches du vertex.

Retentissement sur les structures cérébrales lors des missions de longue durée

Un rétrécissement du sulcus central a été effectivement mis en évidence chez 17 des 18 astronautes spécialistes des longues missions (temps de vol moyen, 164,5 jours), plus rarement (3/16) en cas de vols plus brefs (temps de vol moyen, 13,6 jours) (p < 0,001). Les vidéoclips d’un sous-groupe d’astronautes ont révélé que le cerveau tendait à se déplacer vers le haut uniquement en cas de vols de longue durée (n = 12) (versus aucun déplacement chez les 6 astronautes exposés à des vols brefs). La même tendance a été observée avec la contraction des espaces sous-arachnoïdiens proches du vertex, laquelle a concerné les 12 astronautes partis pour de longues missions, versus 1/6 en cas de missions brèves. Trois astronautes ayant effectué des vols de longue durée ont présenté un œdème du disque optique associé dans les 3 cas à un rétrécissement du sulcus central, alors qu’un vidéoclip, disponible chez un seul d’entre eux, révélait un déplacement du cerveau vers le haut.

Les vols spatiaux de longue durée retentissent fréquemment sur les structures cérébrales en les modifiant ou en les déplaçant, alors que ceux de courte durée ont des effets plus inconstants et moins nets. Il reste à connaître l’évolution et la durée de ces perturbations, une fois les astronautes revenus sur terre, pour appréhender leur signification clinique. Le retour de la pesanteur permet-il de les corriger intégralement ? L’hypothèse est plausible, mais elle n’en reste pas moins à confirmer.

Dr Peter Stratford

Référence
Roberts DR et coll. Effects of Spaceflight on Astronaut Brain Structure as Indicated on MRI. N Engl J Med., 201; 377: 1746-1753.

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