Una vita più sana sulla Terra: le nuove scoperte scientifiche nella ISS

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I nuovi studi scientifici, compiuti sul corpo dell’astronauta dell’ESA Matthias Maurer, nella Stazione Spaziale Internazionale (ISS), stanno fornendo agli scienziati europei indizi su come combattere l’invecchiamento sulla Terra.

Mediamente, il 70% degli astronauti sperimenta cambiamenti nel nervo ottico durante una permanenza di almeno 6 mesi nello Spazio. Questo è un fenomeno noto come “sindrome neuro-oculare”, ed è associato allo Spazio. La suddetta patologia è collocata al secondo posto nella classifica delle patologie che possono presentarsi in un viaggio verso Marte.

Retinal Diagnostics

L’astronauta ESA Matthias Maurer, e i suoi colleghi della NASA, hanno eseguito dei test scientifici sui loro occhi, affinché venisse portato a compimento l’esperimento “Retinal Diagnostics” sponsorizzato dall’ESA (European Space Agency) e dalla “German Aerospace Center (DLR) Institute of Space Medicine”.

In realtà l’esperimento è stato semplice, e non invasivo: hanno fissato una speciale lente oculare sulla videocamera di un iPad; dopodiché hanno filmato i propri occhi a distanza ravvicinata (chiaramente hanno ripetuto l’operazione molte volte durante la giornata). Successivamente hanno inviato i file sulla Terra, i quali sono stati utilizzati per “addestrare” un modello di intelligenza artificiale, in grado di rilevare i cambiamenti oculari avvenuti durante la giornata e, automaticamente, fornire una diagnosi.

Questo nuovo studio scientifico non solo aiuterà i medici a capire la salute degli astronauti, distanti centinaia o milioni di chilometri dalla Terra, ma sarà molto utile per la nostra assistenza sanitaria nei vari paesi del Pianeta.

Esperimenti scientifici nella Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Credit: Nasa

Acoustic Diagnostics

Matthias Maurer ha eseguito un altro esperimento interessante nella Stazione Spaziale Internazionale (ISS): il suo nome è “Acoustic Diagnostics” dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana), il quale studia gli effetti del rumore di fondo nella ISS sull’udito degli astronauti.

Molti terrestri cercano di immaginare come possa essere la vita quotidiana nella Stazione Spaziale, e quindi provano ad immedesimarsi in un astronauta, per carpire le sue sensazioni ed emozioni. Quasi tutti ignorano però l’udito: qual è il rumore della Stazione Spaziale?

La Stazione Spaziale è tutt’altro che un luogo tranquillo e silenzioso; vi sono infatti perennemente cigolii e ronzii, causati dalla rotazione dei ventilatori che sono continuamente accesi. Non mancano inoltre le numerose conferenze degli astronauti fatte con i controllori di volo, e questo porta sempre un brusio di sottofondo.

L’esperimento “Acoustic Diagnostics” ha il compito di capire se tutti questi rumori perenni possano danneggiare l’udito dell’equipaggio. E non solo: anche la microgravità può intaccare l’equilibrio idrostatico del corpo, aumentando la pressione nella testa, e alterando così i processi omeostatici che proteggono l’udito. Le anomalie della pressione nella coclea potrebbero anche causare danni alle strutture cocleari.

Come sempre questi studi serviranno anche per aiutare noi terrestri, soprattutto coloro che lavorano in ambienti rumorosi.

MicroAge project

In orbita i muscoli si indeboliscono precocemente, proprio come accade agli umani quando invecchiano. Questo nuovo studio scientifico dell’ESA e dell’Università di Liverpool, ha il compito di capire come si perde la massa muscolare nel tempo, e come si può prevenire o rallentare.

L’astronauta Matthias Maurer ha selezionato alcune cellule muscolari sintetiche, delle dimensioni di un chicco di riso. Una parte di queste cellule è stata stimolata elettricamente, per innescare le contrazioni muscolari in assenza di gravità (o meglio, in microgravità). Altre cellule, invece, hanno ripetuto la medesima operazione, ma anziché in microgravità, l’hanno compiuta con la presenza di gravità (la gravità, nella Stazione Spaziale, l’hanno ottenuta grazie ad una piccola centrifuga; in altre parole, grazie ad una centrifuga simile alla nostra lavatrice).

In questo modo hanno potuto confrontare le contrazioni muscolari, in assenza e in presenza di gravità. Il “MicroAge project” aiuterà le persone sulla Terra a mantenere nel tempo la loro forza muscolare e anche la loro mobilità fino alla vecchiaia.

Myotones

Un altro esperimento che esamina la salute muscolare è “Myotones”, dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA). L’astronauta Matthias Maurer ha utilizzato uno strumento non invasivo per monitorare il tono, la rigidità e l’elasticità dei muscoli della gamba (naturalmente tutti gli astronauti praticano circa 2 ore al giorno di attività fisica, in una speciale palestra spaziale).

E non solo: proprio in uno dei suoi allenamenti quotidiani in palestra, Matthias ha indossato una speciale tuta a “elettrostimolazione muscolare”, la quale ha attivato e stimolato i suoi muscoli. Il suddetto studio ha come obiettivo la comprensione dello sforzo fisiologico dei muscoli, affinché si possa giungere alla creazione di nuovi trattamenti riabilitativi sulla Terra.

Nutr ISS

Anche in orbita terrestre seguono le diete, soprattutto per controllare il giusto mantenimento del grasso corporeo e dei muscoli. Lo studio dell’ESA “Nutr ISS” introduce un nuovo approccio per equilibrare dieta ed esercizio fisico, durante i consueti 6 mesi di permanenza nello Spazio.

Gli esperti sperano che una dieta ricca di proteine, attentamente personalizzata, possa limitare la consueta perdita ossea e muscolare, causata dalla microgravità.

Vi è anche una app, che collega gli astronauti con gli esperti nutrizionisti sulla Terra, i quali ricevono tutte le informazioni inerenti all’organismo dell’astronauta, consentendo loro di suggerire, ad ogni pranzo e cena, quale pasto far consumare all’equipaggio.

Thermo-Mini

Sulla Terra, mediamente, la temperatura corporea di un essere umano è di 36,5° C; nello Spazio è più elevata, è infatti chiamata “Febbre Spaziale”, e rappresenta un potenziale rischio per la salute degli astronauti. L’esperimento “Thermo-Mini” dell’ESA, ha come obiettivo la misurazione della temperatura corporea e il ritmo circadiano di Matthias, attraverso un minuscolo sensore termico legato alla fronte dell’astronauta, per quasi 40 ore in 3 sessioni.

Astronauti al lavoro fuori dalla ISS. Credit: Nasa

Cos’è il ritmo circadiano? Il termine “circadiano” significa “intorno al giorno”, e si riferisce all’orologio biologico di ogni essere umano: ogni individuo cerca di adattare l’ambiente esterno al ritmo del proprio organismo. In altre parole, ogni essere umano organizza la propria giornata (colazione, pranzo, lavoro, cena, riposo), in base al ritmo del proprio organismo.

I dati ricavati dal suddetto esperimento aiuteranno a comprendere la “febbre spaziale” e il ritmo circadiano. E non solo: il dispositivo utilizzato nell’esperimento potrà essere molto utile negli ospedali terrestri, o per chi lavora in luoghi estremi, come i vigili del fuoco o i minatori.

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Dreams

C’è un’altra fascia che Matthias ha indossato per l’esperimento “Dreams” dell’ESA, ed è una fascia necessaria per studiare il sonno. Quest’ultimo gioca un ruolo importante nella salute e nel benessere di un essere umano. Nel caso in cui dovesse essere insufficiente, potrebbero insorgere malattie, le quali avrebbero un impatto sulle prestazioni dell’equipaggio.

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Il dispositivo fornisce informazioni sull’efficienza e sulle diverse fasi del sonno. Questa tecnologia di facile utilizzo potrebbe aiutare gli astronauti e le persone sulla Terra a migliorare la loro qualità del sonno e a identificare potenziali disturbi.

Articolo a cura di Fabio Meneghella