En sammanfattning av den rymdflygningsinducerade forskningen om synskada. Kredit:Radiological Society of North America
Ett visuellt problem som påverkar astronauter som tjänstgör på långa uppdrag i rymden är relaterat till volymförändringar i den klara vätskan som finns runt hjärnan och ryggmärgen, enligt ny forskning som presenteras idag på årsmötet i Radiological Society of North America (RSNA).
Under det senaste decenniet har flygkirurger och forskare vid NASA började se ett mönster av synskada hos astronauter som flög långvariga rymduppdrag. Astronauterna hade suddig syn, och ytterligare tester avslöjade, bland flera andra strukturförändringar, utplattning på baksidan av deras ögonbollar och inflammation i huvudet på deras optiska nerver. Syndromet, känd som synskada intrakraniellt tryck (VIIP), rapporterades i nästan två tredjedelar av astronauterna efter långvariga uppdrag ombord på International Space Station (ISS).
"Folk visste först inte vad de skulle göra av det, och 2010 växte det till oro när det blev uppenbart att några av astronauterna hade allvarliga strukturförändringar som inte var helt reversibla vid återkomsten till jorden, "sa studiehuvudförfattaren Noam Alperin, Ph.D., professor i radiologi och biomedicinsk teknik vid University of Miami Miller School of Medicine i Miami, Fla.
Forskare trodde tidigare att den främsta källan till problemet var en förskjutning av kärlvätska mot överkroppen som sker när astronauter tillbringar tid i mikrogravitet i rymden. Men forskare under ledning av Dr Alperin undersökte nyligen en annan möjlig källa till problemet:cerebrospinalvätska (CSF), den klara vätskan som hjälper till att dämpa hjärnan och ryggmärgen medan den cirkulerar näringsämnen och tar bort avfallsmaterial. CSF -systemet är utformat för att klara betydande förändringar i hydrostatiskt tryck, till exempel när en person reser sig från liggande till sittande eller stående position. Dock, rymdens tyngdkraft ställer nya utmaningar.
Från en studie av astronauter 2012, sagittal sned T2-vägd MR-bild av vänster öga före långsiktig flygning. Observera konvexitet av bakre klot (pilar). Kredit:Radiological Society of North America
"På jorden, CSF -systemet är byggt för att klara dessa tryckförändringar, men i rymden är systemet förvirrat av bristen på hållningsrelaterade tryckförändringar, "Dr Alperin sa.
För att lära dig mer om CSF:s roll i rymdflyginducerad synskada och ögonförändringar, Dr Alperin och kollegor utförde högupplösta omlopps- och hjärn-MR-skanningar före och strax efter rymdfärder för sju långtidsuppdrag ISS-astronauter.
De jämförde resultaten med de från nio kortvariga rymdfärjestransona. Med hjälp av avancerade kvantitativa avbildningsalgoritmer, forskarna letade efter någon korrelation mellan förändringar i CSF -volymer och strukturerna i det visuella systemet.
Resultaten visade att jämfört med kortvariga astronauter, astronauter med lång varaktighet hade avsevärt ökad utplattning av sina ögonbollar efter flygning och ökat optiskt nervutskott. Långvariga astronauter hade också betydligt större ökningar efter flygningen i orbital CSF-volym, eller CSF runt de optiska nerverna i det beniga hålrummet i skallen som håller ögat, och ventrikulär CSF -volym - volym i hjärnans hålrum där CSF produceras. De stora okulära förändringarna efter rymdflygningen som observerades hos ISS-besättningsmedlemmar var associerade med större ökningar av intraorbital och intrakraniell CSF-volym.
Från en studie av astronauter 2012, sagittal sned T2-vägd MR-bild av vänster öga efter långvarig exponering för mikrogravitation. Notera förlust av konvexitet i den bakre sklerala marginalen (pilar). Kredit:Radiological Society of North America
"Forskningen ger, för första gången, kvantitativa bevis som erhållits från kort- och långvarig astronauter som pekar på CSF:s primära och direkta roll i jordens deformationer som ses hos astronauter med synskadad syndrom, "Dr Alperin sa.
Det fanns inga signifikanta förändringar efter volymen av gråämnesvolym eller vitmassvolym i någon av astronauterna.
Det är nödvändigt att identifiera ursprunget för de rymdinducerade okulära förändringarna, Dr Alperin sa, för utveckling av motåtgärder för att skydda besättningen från de skadliga effekterna av långvarig exponering för mikrogravitation.
"Om de okulära strukturella deformationerna inte identifieras tidigt, astronauter kan drabbas av irreversibel skada, "noterade han." När ögongloben blir mer platt, astronauterna blir hyperopiska, eller framsynt. "
Enligt Dr Alperin, NASA studerar ett antal möjliga åtgärder för att simulera de förhållanden som leder till VIIP och testa olika motåtgärder.
