Houston, tenemos un problema ¿El cerebro humano está preparado para ir a Marte?

El telescopio Hubble, que orbita la Tierra, tomó esta imagen el 26 de junio, cuando Marte estaba aproximadamente a 43 millones de millas (68 millones de km) de la Tierra, su aproximación más cercana a nuestro planeta desde 1988. Agradecimientos: J. Bell (Cornell U.), P. James (U. Toledo), M. Wolff (Space Science Institute), A. Lubenow (STScI), J. Neubert (MIT / Cornell)

Investigadores del Centro de Neurociencia de la Universidad de Valparaíso exploraron el fenómeno de la microgravedad y sus posibles impactos en el sistema nervioso.




Cambios en el material genético, redistribución de fluidos en el organismo y alteraciones en los sentidos del tacto, el olfato y el reloj biológico. Estas son algunas de las modificaciones en el cuerpo humano descritas en un estudio científico realizado al astronauta estadounidense Scott Kelly, quien permaneció durante 340 días orbitando la Tierra a bordo de la Estación Espacial Internacional.

Las interrogantes acerca de los efectos de los viajes al espacio sobre el organismo, y en particular de un fenómeno conocido como microgravedad sobre el cerebro y el sistema nervioso, forman parte de los temas que explora el libro “DeMente 2: Dos Cabezas Piensan Más que Una”, del Centro Interdisciplinario de Neurociencia de la Universidad de Valparaíso (CINV).

El fenómeno conocido como microgravedad sobre el cerebro y el sistema nervioso, forman parte de los temas que explora el libro “DeMente 2: Dos Cabezas Piensan Más que Una”, del Centro Interdisciplinario de Neurociencia de la Universidad de Valparaíso (CINV).

A más de 70 años de comenzada la carrera espacial, comprender estos impactos es un desafío de interés científico: la humanidad espera arribar a Marte en 2030 y diversos proyectos privados buscan realizar recorridos turísticos sobre la Tierra –como el que trasladará a una mujer de 82 años junto al fundador de Amazon Jeff Bezos– se multiplicarán durante esta década.

A ello se suma el inicio de las operaciones de la estación espacial china (cuyos astronautas realizaron recientemente una caminata de 7 horas fuera de la estructura). Todos estos hitos subrayó el joven científico Christian Poblete, quien fue uno de los estudiantes de postgrado de la Universidad de Valparaíso que participó en la compilación de esta obra de divulgación.

“Es un tema apasionante, primero porque las estaciones espaciales son enormes laboratorios orbitales, y segundo porque hoy es inevitable pensar en un aumento de la actividad espacial, con las misiones programadas para la Luna y Marte en los próximos años, e incluso recorridos turísticos. Todo apunta a una colonización de la Humanidad en otros planetas, lo que exigirá tener mucho conocimiento sobre los efectos que traerá sobre el cuerpo humano”, destaca Poblete.

Para el cosmonauta chileno Klaus Von Storch, es muy importante la comprensión de estos fenómenos: “En la medida que entendemos las repercusiones de estos largos viajes al espacio podemos enfrentar y conocer los riesgos. Definitivamente necesitamos saber lo que pasa y es tan importante que eso explica la gran cantidad de experimentos que se llevaron a cabo en las estaciones espaciales, y que tuvieron como uno de sus focos más importantes la biología del ser humano. Es un conocimiento clave para el futuro de la actividad espacial”.

Microgravedad y el cerebro

Cuando los cosmonautas van al espacio permanecen durante largos períodos de tiempo a una altura promedio de 400 kilómetros (solo como referencia: los vuelos entre continentes alcanzan una altura de 13 kilómetros). A esa distancia de la Tierra se pierde el efecto de la gravedad sobre los cuerpos. Este fenómeno es conocido como microgravedad: la manifestación prácticamente nula de la pesantez de los cuerpos por ausencia de la gravedad o un estado de caída libre constante alrededor de nuestro planeta

Este estado produce muchos efectos e incluso se ha descrito un síndrome de adaptación espacial. “El fenómeno de la microgravedad, que es la típica imagen que vemos de los cuerpos flotando en el espacio, produce muchos impactos sobre el organismo, entre ellos disminución de masa muscular y ósea, pero en el libro nos centramos en los que influyen sobre el sistema nervioso”, destaca Poblete.

El astronauta estadounidense Scott Kelly comenzó en 2015 una misión de un año en la Estación Espacial Internacional, junto a su colega de la Agencia Espacial Federal Rusa, Mikhail Kornienko. El objetivo de este periplo era evaluar el impacto biológico, físico, psicológico en los humanos de estadías de larga duración. Durante esta travesía, Kelly vio más de 10 mil amaneceres y dio más de 5 mil vueltas a la Tierra.

El experimento, en caso del astronauta norteamericano, incluyó a su hermano Mark, quien fue sometido a revisiones para averiguar los cambios que sufre uno y otro, en el espacio, y en la superficie terrestre. “Los resultados confirmaron lo que ya se sospechaba. Scott había crecido y era más alto que su gemelo; presentaba serias alteraciones en su material genético y había perdido masa ósea y muscular. Su anatomía había cambiado de manera inapelable”, expone Poblete.

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El astronauta estadounidense Scott Kelly.

El libro aborda un segundo artículo que abre una serie de interrogantes ante el creciente interés en la colonización del planeta Marte: el publicado por la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. La investigación, liderada por la científica Angelique Van Ombergen, de la Universidad de Amberes, en Bélgica, concluyó que una exposición prolongada (más de seis meses) a la microgravedad produce un aumento del volumen en los ventrículos cerebrales, cavidades por donde circula el líquido cefalorraquídeo.

El estudio recopiló durante cuatro años datos de cosmonautas que permanecieron por largos períodos en el espacio. Se les realizaron resonancias magnéticas antes y después del viaje, comparando los exámenes con individuos de características similares pero sin vinculación con el programa especial. A más de siete meses de su regreso a la Tierra, los parámetros alterados habían disminuido su impacto, pero no vuelto a la normalidad.

El autor expone que, entre las causas de esta modificación, se encuentra la redistribución de fluidos. Aquellos que están en los dos tercios inferiores del cuerpo comienzan a migrar a regiones superiores. “Esto tiene consecuencias en la presión intracraneal. Vieron que hubo un aumento en las cavidades ventriculares por donde circula este líquido cefalorraquídeo, en un 10%. Se relacionaron con esto cambios e la agudeza visual y la actividad óptica”.

A nivel genético también se observaron cambios. El material genético está condensado en estructuras llamadas cromosomas, que en su extremo tienen unas partes denominadas telómenos. Cuando las personas envejecen se van acortando.” Pero en el estudio de los hermanos se vio que los telómeros se alargaron. Aunque es necesario realizar más investigaciones, quedó la duda de si ir al espacio podría ser una fuente de vida por esta razón”, indica Poblete.

Efectos son transitorios

Entre los efectos más habituales de un viaje interplanetario está el de la resorción ósea, que genera que los huesos disminuyan su densidad mineral y, como consecuencia, empiecen a perder calcio. Con esto aumenta el riesgo de fracturas o eventualmente desarrollar cálculos. También se han observado manifestaciones de atrofias musculares.

El astronauta chileno Klaus Von Storch comentó que en uno de sus viajes a Rusia tuvo la oportunidad de conocer en un hospital dedicado exclusivamente al programa espacial de ese país a uno de los cosmonautas más destacados de la historia: Valeri Poliakov, un médico astronáutico nacido en la Unión Soviético y quien ostenta el récord de permanencia en el espacio, con 479 días.

“Desarrollaba una vida perfectamente normal y su aspecto también lo era. A sus más de 70 años practica tenis. El ejemplo de Poliakov muestra que los efectos descritos podrían ser transitorios. De todos modos debo señalar que los programas especiales son súper reservados y cuando fui a hacerme exámenes con cosmonautas rusos vi que resguardaban con sumo cuidado los datos de las personas. De hecho, cierran el hospital y solo te atienden a ti. Cuando yo estuve ahí, la única persona en el hospital era Poliakov”.

El astronauta chileno Klaus Von Storch.

Von Storch, ex oficial de la Fuerza Aérea chilena, expone que, en su experiencia, los cosmonautas que ha conocido realizan una vida normal y si continúan viajando al espacio es porque sus parámetros fisiológicos no se vieron alterados. Sin embargo, la posibilidad de que personas sin preparación profesional tripulen futuras exploraciones podría cambiar el escenario.

Esto pensando en el desarrollo de nuevas tecnologías que podrían reducir de manera notable el tiempo de un viaje ida y vuelta a Marte, e incluso con las travesías con fines turísticos, como la que embarcará en un recorrido suborbital a Jeff Bezos y a una mujer de 82 años: Wally Funk, ex candidata a astronauta de la NASA.

Según Von Storch, las condiciones de este tipo de viajes no son tan extremas como las que enfrentan los cosmonautas de la Estación Espacial: “Este tipo de vuelos son de orientación turística, donde lo único que deben tolerar es una cierta cantidad de fuerza de gravedad, similar a la que se puede encontrar en un parque de diversiones”.

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