Drømmer du om å bli astronaut og se deg omkring i Melkeveien? Da bør du kanskje tenke deg om en gang til.

Et langvarig opphold i verdensrommet kan nemlig ramme synet, og i romfartskretser betraktes det som en stor utfordring når det gjelder å sende astronauter på romreiser til Mars eller andre planeter.

Nå har forskere gjennomført en rekke oppsiktsvekkende eksperimenter som gir nye svar på hvorfor astronauter får nedsatt syn. Resultatene strider mot teorier om at høyt trykk i hjernen er årsaken til problemene.

– Problemet har fått stadig større oppmerksomhet i de siste årene fordi vi sender astronauter ut på lengre og lengre romferder. Vi må finne ut hvorfor det skjer, slik at vi kan gjøre noe med det, sier rommedisiner Lonnie Grove Petersen, som utgjør den danske delen av de nye studiene.

Første målinger av hjernens trykk

Omkring halvparten av alle astronauter som har oppholdt seg ved Den internasjonale romstasjonen over tid, opplever problemer med synet, forteller Petersen.

Hos noen astronauter blir synsforstyrrelsene permanente, og forskerne vet fortsatt ikke hvorfor det skjer.

– Når vi undersøker astronautenes øyne, finner vi endringer i den bakerste delen av øyet. Det ligner de endringene vi ser hos pasienter med høyt trykk i hjernen. Derfor har vi trodd det var problemet, forteller Petersen.

Den nye studien strider imidlertid mot denne teorien. Eksperimentene viste nemlig at forsøkspersoner som befant seg i vektløshet – akkurat som ute i verdensrommet – hadde lavere trykk i hjernen enn når de ligger nede på jorda.

– Stikk i strid med alle forventninger fant vi et fall i hjernetrykket når vi sammenlignet med liggende stilling nede på bakken. Det var virkelig overraskende, sier Petersen, som er forsker ved Københavns Universitet, men som for tiden arbeider ved det amerikanske University of California, San Diego i USA.

– Ingen andre studier har vist dette. Studien er det første av sitt slag, for det er første gang noen har målt trykket i hjernen under vektløshet.

Kreftpasienter ble gjort vektløse

Det kan kanskje virke merkelig at ingen har undersøkt dette tidligere. Men det er veldig vanskelig å måle trykket inne i hjernen.

Derfor valgte forskerne en helt spesiell gruppe forsøkspersoner: Kreftpasienter som hadde fått satt inn en «port» i kraniet (et såkalt Ommaya-reservoar) som et ledd i kreftbehandlingen.

Forskerne målte hjernetrykk hos kreftpasientene i stående, sittende og liggende posisjon nede på bakken. Deretter ble de tatt med på en flytur av den amerikanske romfartsorganisasjonen Nasa.

Det var en såkalt parabolflyvning: Flyet dykker, slik at personene om bord på flyet er i vektløs tilstand – de føler ikke påvirkningen fra tyngdekraften. I forsøket var kreftpasientene vektløse i omkring 20 sekunder.

– Dette er blant de mest ambisiøse studiene i parabolflyvningsprogrammet. Det har endret måten vi oppfatter hvordan tyngdekraften – og fraværet av tyngdekraft – påvirker trykket inne i hjernen, sier Benjamin Levine, professor i indremedisin og seniorforfatter på studien, i en pressemelding fra UT Southwestern Medical Center.

Forsker: Best mulige målinger

Forsøkene viste at trykket i hjernen var lavere under vektløs tilstand enn i liggende posisjon på bakken, men høyere enn i stående eller sittende posisjon.

Forskernes foreløpige teori er at vi vanligvis opplever mange endringer i trykket i hjernen, alt avhengig av om vi ligger, sitter eller står. Men i den vektløse tilstanden i rommet er trykket konstant, og forskerne mener det kan bidra til synsforstyrrelsene.

– Studien vår viser at hypotesen om hva som skjer med hjernens trykk var feil. Det viser at vi fortsatt har mye arbeid foran oss for å kunne forstå hjernens trykkreguleringsmekanismer – både i rommet og her på bakken, sier Lonnie Grove Petersen.

Den amerikanske forskeren Lam Byron, som også forsker på synsforstyrrelser blant astronauter, mener at studien gir nyttig informasjon om hvordan menneskers hjernetrykk blir påvirket i rommet.

– Studien er antagelig det beste man kan utføre uten å dra opp i verdensrommet, sier Lam Byron, som er professor og øyeekspert ved University of Miami Health System. Han har ikke vært en del av den nye studien.

Kroppens væsker spiller en rolle

«Det er viktig å huske at hele kroppen endrer seg i verdensrommet – og det skjer endringer i kroppsvæsker (blod og ryggmargsvæske), noe som ikke kan simuleres på bakken», skriver Byron i en e-post til videnskab.dk.

Lonnie Grove Petersen er enig i at trykket i hjernen er avhengig av fordelingen av blod og væske i kroppen – og alt sammen blir påvirket av tyngdekraften så lenge man er på bakken.

Den danske rommedisinerens nåværende arbeid går nettopp ut på å avdekke disse sammenhengene.

Denne videoen fra den amerikanske romfartsorganisasjonen Nasa beskriver et eksperiment ved Den internasjonale romstasjonen som undersøker astronauters synsproblemer i rommet. (Video: NASA)

– Tyngdekraften trekker blod ned mot beina og bukhulen, vekk fra hjertet og hjernen. I vektløs tilstand blir det mer likt fordelt i kroppen. Det fører til et større blodvolum i hjertet og kanskje også i hodet. Disse endringene er sannsynligvis den viktigste årsaken til symptomene hos astronautene, sier Petersen.

«Sugekasse» kan kanskje motvirke synsproblemer

Forskerne holder nå på med å utvikle og teste metoder for å forebygge astronautenes synsproblemer.

Lonnie Grove Petersen forteller at hun blant annet er med på å teste en spesiell «sugekasse» som skal etterligne effekten av tyngdekraften. Ideen er at forsøkspersonene plasserer bein og bukhule i kassen, og dermed blir blod og væske sugd til disse kroppsdelene.

– Ved å etterligne effekten av tyngdekraften håper vi å gjenetablere kroppens egen reguleringsrytme. Metoden blir testet både på jorden og på astronauter ved Den internasjonale romstasjonen, sier Petersen.

Hun mener at forskningen også kan komme til å hjelpe pasienter på jorden. En lang rekke sykdommer kan nemlig påvirke trykket i hjernen – for eksempel blodpropp, hjerneblødning, infeksjonssykdommer eller et slag mot hodet. Samtidig finnes det en stor gruppe av pasienter der vi ikke kjenner årsaken til at trykket i hjernen ikke reguleres skikkelig, forteller Petersen.

– Hittil har vi ikke hatt fokus på hvordan tyngdekraften påvirker disse sykdommene. Når man leser lærebøkene, står det faktisk ikke noe om tyngdekraftens effekt på hjernens trykkregulering. Det er et helt nytt forskningsfelt som har blitt åpnet fordi vi har begynt å studere astronautenes symptomer, avslutter Petersen.

Referanse:

J.S. Lawley mfl: «Effect of gravity and microgravity on intracranial pressure», Journal of Physiology (2017), doi: 10.1113/JP273557

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.