La NASA se ha comprometido a enviar humanos a Marte para la década de 2030. Este es un objetivo ambicioso cuando se piensa que un viaje de ida y vuelta típico durará entre tres y seis meses y se espera que las tripulaciones permanezcan en el planeta rojo hasta dos años antes de que la alineación planetaria permita el viaje de regreso a casa. Significa que los astronautas tienen que vivir en (micro) gravedad reducida durante unos tres años, mucho más allá del récord actual de 438 días continuos en el espacio que tiene el cosmonauta ruso Valery Polyakov.

En los primeros días de los viajes espaciales, los científicos trabajaron duro para descubrir cómo vencer la fuerza de la gravedad para que un cohete pudiera catapultar libre de la fuerza de la Tierra para llevar a los humanos a la Luna. Hoy dia, la gravedad permanece en la cima de la agenda científica, pero esta vez estamos más interesados ​​en cómo la gravedad reducida afecta la salud de los astronautas, especialmente sus cerebros. Después de todo, hemos evolucionado para existir dentro de la gravedad de la Tierra (1 g), no en la ingravidez del espacio (0 g) ni en la microgravedad de Marte (0,3 g).

Entonces, ¿exactamente cómo se enfrenta el cerebro humano a la microgravedad? Mal, en pocas palabras, aunque la información sobre esto es limitada. Esto es sorprendente Dado que estamos familiarizados con las caras de los astronautas enrojecidas e hinchadas durante la ingravidez, un fenómeno conocido cariñosamente como el "efecto Charlie Brown", o "síndrome de patas de pájaro de cabeza hinchada". Esto se debe a que el líquido que consiste principalmente en sangre (células y plasma) y líquido cefalorraquídeo se desplaza hacia la cabeza. haciendo que tengan ronda, caras hinchadas y piernas más delgadas.

Estos cambios de fluidos también están asociados con el mareo por movimiento espacial, dolores de cabeza y náuseas. Ellos también tienen, más recientemente, se ha relacionado con la visión borrosa debido a una acumulación de presión a medida que aumenta el flujo sanguíneo y el cerebro flota hacia arriba dentro del cráneo, una afección llamada discapacidad visual y síndrome de presión intracraneal. Aunque la NASA considera que este síndrome es el principal riesgo para la salud de cualquier misión a Marte, averiguar qué lo causa y, una pregunta aún más difícil, cómo prevenirlo, sigue siendo un misterio.

Entonces, ¿dónde encaja mi investigación en esto? Bien, Creo que ciertas partes del cerebro terminan recibiendo demasiada sangre porque el óxido nítrico, una molécula invisible que generalmente flota en el torrente sanguíneo, se acumula en el torrente sanguíneo. Esto hace que las arterias que suministran sangre al cerebro se relajen, para que se abran demasiado. Como resultado de este implacable aumento del flujo sanguíneo, la barrera hematoencefálica, el "amortiguador" del cerebro, puede abrumarse. Esto permite que el agua se acumule lentamente (una condición llamada edema), provocando inflamación cerebral y aumento de la presión que también puede agravarse por limitaciones en su capacidad de drenaje.

Piense en ello como un río que se desborda. El resultado final es que no llega suficiente oxígeno a partes del cerebro con la suficiente rapidez. Este es un gran problema que podría explicar por qué ocurre la visión borrosa, así como los efectos en otras habilidades, incluida la agilidad cognitiva de los astronautas (cómo piensan, concentrado, razonar y moverse).

Un viaje en el 'cometa vomito'

Para averiguar si mi idea era correcta, necesitábamos probarlo. Pero en lugar de pedirle a la NASA un viaje a la luna, escapamos de las ataduras de la gravedad de la Tierra simulando ingravidez en un avión especial apodado el "cometa del vómito".

Al trepar y luego sumergirse en el aire, este avión realiza hasta 30 de estas "parábolas" en un solo vuelo para simular la sensación de ingravidez. Duran solo 30 segundos y debo admitir, ¡Es muy adictivo y realmente tienes la cara hinchada!

Con todo el equipo bien sujeto, tomamos medidas de ocho voluntarios que tomaron un solo vuelo todos los días durante cuatro días. Medimos el flujo sanguíneo en diferentes arterias que irrigan el cerebro mediante una ecografía Doppler portátil, que funciona haciendo rebotar ondas sonoras de alta frecuencia en los glóbulos rojos circulantes. También medimos los niveles de óxido nítrico en muestras de sangre tomadas de la vena del antebrazo, así como otras moléculas invisibles que incluían radicales libres y proteínas específicas del cerebro (que reflejan el daño estructural del cerebro) que podrían indicarnos si la barrera hematoencefálica se ha abierto a la fuerza.

Nuestros hallazgos iniciales confirmaron lo que anticipamos. Los niveles de óxido nítrico aumentaron después de episodios repetidos de ingravidez, y esto coincidió con un aumento del flujo sanguíneo, particularmente a través de las arterias que irrigan la parte posterior del cerebro. Esto forzó la apertura de la barrera hematoencefálica, aunque no hubo evidencia de daño cerebral estructural.

Ahora estamos planeando seguir estos estudios con evaluaciones más detalladas de los cambios de sangre y fluidos en el cerebro utilizando técnicas de imagen como la resonancia magnética para confirmar nuestros hallazgos. También vamos a explorar los efectos de las contramedidas, como los pantalones de goma con succión, que crean una presión negativa en la mitad inferior del cuerpo con la idea de que pueden ayudar a "succionar" la sangre del cerebro del astronauta, así como las drogas. para contrarrestar el aumento de óxido nítrico. Pero estos hallazgos no solo mejorarán los viajes espaciales, también pueden proporcionar información valiosa sobre por qué la "gravedad" del ejercicio es una buena medicina para el cerebro y cómo puede proteger contra la demencia y los accidentes cerebrovasculares en el futuro.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.