...

Slechts enkele laboratoria in de wereld kunnen zeggen dat ze toegang gekregen hebben tot het ISS. Eén daarvan is het laboratorium voor neurofysiologie en biomechanica van het bewegingsstelsel verbonden aan de Université Libre de Bruxelles. "We werden daarvoor hier en daar met afgunst bejegend, onder andere door de Amerikanen", merkt prof. Guy Cheron schalks op. Hij is niet alleen hoofd van het laboratorium in kwestie, maar doceert ook neuro psychologie aan de faculteit Psychologie en Opvoedingswetenschappen van de universiteit van Mons.Guy Cheron kijkt met tevredenheid naar de resultaten van zijn werk. Nu bijna 20 jaar geleden is hij met ruimteonderzoek gestart en kan intussen belangrijke resultaten en verschillende publicaties in prestigieuze bladen voorleggen."Ik ben bij wijze van spreken aan boord van dit soort studies gegaan in het begin van de jaren 2000. Dat was toen Frank De Winne zijn eerste ruimte missie aanvatte", zegt de ervaren neurofysioloog, die heel zijn loopbaan bezig geweest is met de neurofysiologie van de hersenen."Ik werd destijds gecontacteerd door Alain Berthoz, ingenieur en zelf ook neurofysioloog bij het Collège de France. Ons werk bestond erin de werking van de hersenen te bestuderen tijdens virtuele navigatie, in het kader van de missie 'Neurocog'. De Fransen zochten iemand die de elektro-encefalo grafie voor zijn rekening kon nemen. Ze benaderden mij en mijn team. Ik was ermee verguld."Neurocog zou nagaan hoe goed men waarneemt en zich oriënteert in een toestand van gewichtloosheid, met andere woorden: als de zwaartekracht niet langer een houvast biedt. Guy Cheron zou kijken naar de hersenpotentialen die optreden bij het richten van de aandacht in een virtuele, driedimensionele ruimte. "Het was een neurowetenschappelijk experiment over de invloed die de zintuiglijke waarnemingen vanuit de visus, het evenwicht, de beweging en de positie uitoefenen op het ruimtelijk inzicht en de controle van de bewegingen", duidt hij. "We maten ook de responstijd na toedienen van een aantal prikkels. Er werd een vergelijking gemaakt met metingen hier op aarde. We hebben als eerste dit soort experimenten uitgevoerd met astronauten die gewichtloos rondzweefden in het ISS."Het experiment werd opgesplitst in twee oefeningen. De eerste bracht 'virtuele bochten' in beeld. Aan de hand van een masker waarmee hij virtuele beelden kan zien, verplaatst de astronaut zich over een parcours dat zich in allerlei bochten wringt: naar links, naar rechts, naar onder, naar boven, onder verschillende hoeken. Achteraf moet hij dat parcours kunnen beschrijven, incluis een schatting van de hoeken op de graad na.De tweede oefening draaide rond 'visuele oriëntatie'. Een eerste lijn met een bepaalde helling wordt op het scherm geprojecteerd. Vervolgens wordt ze vervangen door een beeld dat een paar seconden zichtbaar blijft en waarin verschillende lijnen kriskras door elkaar liggen. Ten slotte komt opnieuw een lijn in beeld, met een helling die verschillend is van de eerste. De proefpersoon moet kunnen vertellen hoe de eerste lijn lag. Tegelijk wordt de hersenactiviteit geregistreerd met behulp van elektroden."Naast het masker met de virtuele beelden bestaat de uitrusting uit een monitor en een draagbare computer die de oefeningen leidt", zegt Guy Cheron. "De proefpersoon beschikt ook over een kader waarop hij zijn ellebogen kan steunen en waaraan het masker bevestigd wordt met riemen."Prof. Cheron en zijn team waren verrast toen ze zagen dat de alfagolven van het elektro-encefalogram meer uitgesproken waren bij de proefpersonen in de ruimte. "Het alfaritme wordt door de micrograviteit op een gunstige manier beïnvloed: het wordt intenser, terwijl we eigenlijk het tegendeel verwachtten." (1),(2)"Dat is een interessant gegeven. Het alfaritme, dat werd ontdekt in het begin van de vorige eeuw, is het belangrijkste ritme in de hersenen van iedereen op aarde. Het treedt op bij een persoon in rust die de ogen sluit, met een frequentie van ongeveer 10 Hz. De elektrische golven die men dan ziet geven aan hoe goed de persoon zich kan ontspannen.""Het alfaritme stroomlijnt de hersen-activiteit. We onderzochten hoe goed astronauten op het ISS het alfaritme konden oproepen en weer doen verdwijnen. We vergeleken deze gegevens met registraties voor en na de ruimtereis. In omstandigheden van gewichtloosheid zien we dus dat de dynamiek van dit ritme behouden blijft en zelfs versterkt wordt."Maar andere vaststellingen waren minder bemoedigend: de microzwaartekracht beïnvloedt de richtingsvoorkeuren die mensen op aarde hebben, zodat ze zich minder gemakkelijk plaatsen en oriënteren in de ruimte. (3), (4)"Dit blijft men de hele ruimtevlucht zien, en al helemaal als de astronauten beginnen te zweven, zodat ze niet meer tegen de voorwerpen in het ISS opbotsen, hun eigen voeten niet meer zien en zich geen beeld meer kunnen vormen van hun eigen lichaam", stelt Guy Cheron vast. "Ze verliezen het gevoel van wat boven en onder, links en rechts is. Het richtinggevoel dat ze op aarde hadden dankzij de zwaartekracht, verdwijnt."Hij onderstreept dat deze resultaten opgenomen zijn bij een klein aantal personen - acht astronauten - en dat dit buitengewone proefpersonen zijn. "De Russische kosmonauten en Frank waren ervaren vliegtuigpiloten. We spreken hier dus niet over de man in de straat. Maar er zijn missies geweest met artsen, natuurkundigen en ingenieurs. In de toekomst zullen we de ruimte in gaan met toeristen. Dat is een verschil, en daarmee moet men rekening houden."Vanaf de eerste missies die ze gevolgd hebben, gaven prof. Cheron en zijn team aan dat het zicht van de astronauten aangetast werd tijdens een verblijf in gewichtloosheid. "Ik zal niet zeggen dat ze blind worden. Maar zodra de beelden een beetje complexer worden en bewegen, ziet men een afname van hun waarnemingsvermogen. Tot op heden zijn we op zoek naar de oorzaak van dit deficit. Misschien ligt het aan het netvlies, want in de ruimte verandert de vorm van de oogbol. Dit bemoeilijkt de interpretatie van onze vaststellingen. Maar misschien gaat het om een cognitieve stoornis, dus in de hersenen. Of misschien is de aantasting van het zicht te wijten aan de beide factoren samen."Hoe dan ook kreeg het team van Guy Cheron de gelegenheid om zich meer te verdiepen in de invloed van ruimtevluchten op het zicht. Het laboratorium van de ULB kreeg namelijk een nieuwe opdracht, andermaal in samenwerking met het Collège de France en deze keer met versterking vanuit een Hongaarse onderzoeksgroep. De opdracht heet 'Neurospat'. Ze is intussen afgerond op het ISS, maar de gegevens worden nog verder verwerkt."We hebben vooral aangetoond dat het cerebellum in de ruimte specifiek wordt gemobiliseerd om visuele taken tot een goed einde te brengen, veel meer dan op aarde. Als de microzwaartekracht zich laat gelden, worden er dus specifiek andere hersenzones ingeschakeld dan op de begane grond. Hersenzones krijgen een nieuwe bestemming, conform de noden van de hersenen in de ruimte. In de ruimte moet de astronaut zich niet alleen concentreren op het werk waarmee hij bezig is, maar zich ook afvragen waar hij precies is, waar hij zich bevindt. De hersenen moeten daarvoor veel energie verbruiken. Dat kan verklaren waarom astronauten soms fout handelen of gegevens verkeerd interpreteren, hoewel ze heel perfectionistisch ingesteld zijn." (5)De conclusie van Guy Cheron? "Het is mogelijk om met microzwaartekracht te leven. Maar het gaat niet zo vlot als we zouden willen. En we zijn zeker niet de enigen die dat zeggen. We hebben veranderingen in de hersenritmes aan het licht gebracht. Dat heeft met aanpassing te maken. En zoals iedere vorm van aanpassing een kostprijs heeft, zo hebben we vastgesteld dat leven met microzwaartekracht van de hersenen meer inspanningen vergt dan op leven op aarde.""Als we naar Mars willen, moeten we dat voor ogen houden. Evenals een aantal andere problemen in verband met de spieren, het skelet en andere fysiologische factoren... De hersenen zijn toch een centrale structuur in het beheer van ons lichaam..."