La neuroradiologue Donna Roberts, MD, et le neuroscientifique Badran ont collaboré à un projet visant à mener
Stimulation magnétique transcrânienne —une méthode qui permet une stimulation non invasive du cortex cérébral à l’aide de courtes impulsions magnétiques. Comme la stimulation électrique transcrânienne (TES), la TMS est parfois associée à des douleurs et doit donc être utilisée avec prudence.
Le Dr Roberts, dans son expérience, chercheprouver que le TMS peut être utilisé en toute sécurité en apesanteur et comparer les performances des participants sous la gravité de la Terre avec leurs performances en apesanteur.
Au cours de la procédure TMS du crâne au cerveauune impulsion magnétique est envoyée pour stimuler l'activité électrique. Le pouls est très localisé. Le médecin place la bobine sur la tête du sujet; lorsque le pouce du patient se contracte, le scientifique sait que la bobine TMC est au bon endroit.
Ici sur Terre, TMS est approuvé par la FDAla Food and Drug Administration des États-Unis pour le traitement de la dépression intraitable. Des scientifiques de MUSC et d'autres organisations étudient également l'utilisation du TMS pour le traitement du SSPT. Il est également utilisé pour traiter la dépendance et la douleur chez les personnes qui prennent des opioïdes. Et aussi dans les centres de rééducation pour les patients victimes d'un AVC. La dépression peut être un problème pour les personnes en mission à long terme loin de la Terre. Roberts et Badran sont convaincus que le TMS peut être un outil utile et compact pour une utilisation à long terme dans les missions spatiales.
TMS peut également soutenir les astronautes dansune bonne forme cognitive pendant les longs vols afin qu'ils soient prêts à se mettre au travail lorsqu'ils atterrissent sur la Lune ou sur Mars. Mais d'abord, les chercheurs doivent comprendre à quoi ressemble une lecture «normale» en apesanteur.
On sait déjà que les médicaments sont métabolisésdifféremment lorsqu'une personne est dans l'espace. Les astronautes qui prennent des somnifères ont besoin d'essais et d'erreurs pour déterminer le dosage correct dans l'espace, a déclaré Roberts.
Une étude précédente de Roberts comparant l'IRMLe cerveau des astronautes avant et après le vol vers la Station spatiale internationale a montré des changements physiques dans le cerveau qui étaient en corrélation avec des changements dans la motricité et les capacités cognitives des astronautes.
Pour tester le TMS en apesanteur, ils ont dû utiliser l'avion Zero Gravity Corporation, qui propose des vols en apesanteur.
L'avion, surnommé le G-Force One, voleen arc, en montant à un angle de 45 degrés, puis en redescendant à un angle de 45 degrés. Pendant les courtes 20-30 secondes entre la montée et la descente, tout le monde dans l'avion devient en apesanteur. Et cette fenêtre de seulement 20-30 secondes était le temps pendant lequel Roberts et Badran devaient effectuer leur test TMS.
L'équipe de bénévoles Roberts et Badran était composée dedes personnes du Département de psychiatrie et des sciences du comportement ayant de l'expérience dans l'administration de TMS, car elles devaient toutes se relayer en tant que sujets et contrôleurs. Ils avaient besoin de personnes à peu près du même âge que les vrais astronautes - environ 30 ans.
Roberts et Badran savaient qu'ils n'en avaient qu'unune chance d'expérimenter. Ces vols sont très coûteux et la majeure partie de la subvention de recherche a été consacrée à ces coûts. Toutes les 20 à 30 secondes en apesanteur, ils devaient exécuter un logiciel sur leurs ordinateurs qui enverrait un signal à la bobine, enregistrerait la contraction du pouce, puis leur disait que le TMS avait fonctionné. S'il n'enregistrait pas de contraction du pouce, le système augmentait la puissance et envoyait un autre signal jusqu'à ce que la secousse soit détectée.
Les scientifiques ont obtenu au moins trois mesures pour chaque personne, qui ont pu être comparées à plusieurs mesures prises au sol avant et après le vol.
Les résultats de l'expérience ont montré ce qui était nécessaire en apesanteurmoins d'électromagnétisme que sur Terre pour provoquer des contractions du pouce. Cela suggère que des changements neurophysiques se produisent dans le cerveau, mais il existe plusieurs explications possibles, allant du déplacement physique du cerveau dans le crâne à la réponse plus forte des neurones à la stimulation.
Après avoir prouvé que le TMS est possible en apesanteur, les scientifiques poursuivront leurs recherches sur l'utilisation du TMS pour les missions spatiales.
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