Hvorfor mister astronauter synet? Vildt vægtløsheds-forsøg giver nye svar
Astronauter får nedsat syn, når de er i rummet gennem længere tid. Men hvorfor? Forskere finder nye svar i et opsigtsvækkende eksperiment, hvor de gør kræftpatienter vægtløse og måler trykket i deres hjerner.
nasa forsøg blind tryk hjerne

Den danske rummediciner Lonnie Grove Petersen (til højre) har været med til at lave en række opsigtsvækkende eksperimenter, hvor kræftpatienter er blevet gjort vægtløse og har fået målt trykket i hjernen.  (Foto: UT Southwestern)

Drømmer du om at blive astronaut og se dig omkring i Mælkevejen? Så bør du måske tænke dig om en ekstra gang.

Et længere ophold i rummet kan nemlig gå ud over synet, og i rumfartskredse anses synsforstyrrelserne som en stor udfordring i forhold til at sende astronauter på længere rumrejser til Mars eller andre planeter.

Nu har forskere lavet en række opsigtsvækkende eksperimenter, som giver nye svar på, hvorfor astronauter får nedsat syn i rummet. Deres resultater strider mod hidtidige teorier om, at forhøjet tryk i hjernen er årsagen til astronauternes synsproblemer.

»Problemet med astronauternes syn har fået stadigt større opmærksomhed i de senere år, fordi vi sender astronauter ud på længere og længere missioner. Derfor er det vigtigt at vide, hvorfor astronauterne får synsproblemer, så vi kan gøre noget ved det,« siger læge og rummediciner Lonnie Grove Petersen, som udgør den danske del af de nye studier.

Historien kort
  • Et studie med dansk deltagelse viser, at trykket i hjernen er lavere, når man er vægtløs, end når man ligger ned på Jorden.
  • Trykket i vægtløs tilstand er dog højere, end hvis man står oprejst på Jorden.
  • Derfor tror forskerne, at synsforstyrrelserne skyldes, at trykket i hjernen ikke ændrer sig i løbet af en dag i vægtløs tilstand, ligesom den gør på Jorden. 

Første målinger af hjernens tryk

Omkring halvdelen af alle astronauter, som har opholdt sig på Den Internationale Rumstation igennem længere tid, oplever problemer med synet, fortæller Lonnie Grove Petersen.

Hos nogle astronauter forsvinder synsforstyrrelserne ikke, når de kommer ned på Jorden igen, og forskerne ved endnu ikke, præcist hvorfor astronauternes syn bliver dårligere i rummet.

»Når man undersøger astronauternes øjne, finder man ændringer i den bagerste del af øjet. Det ligner de ændringer, som vi plejer at se hos vores patienter med forhøjet tryk i hjernen. Derfor har man indtil nu troet, at astronauternes syn blev nedsat, fordi trykket i hjernen blev forhøjet under ophold i rummet,« fortæller Lonnie Grove Petersen.

Den nye undersøgelse strider imidlertid mod denne teori. Eksperimenterne viste nemlig, at forsøgspersoner, som befandt sig i vægtløshed – ligesom det er tilfældet ude i rummet – havde lavere tryk i hjernen, end når de lå ned.

»Stik imod alle forventninger fandt vi et fald i hjernetrykket, når vi sammenlignede med hjernetrykket ved en liggende stilling nede på Jorden. Det var virkelig overraskende for alle,« siger Lonnie Grove Petersen, som er forsker ved Københavns Universitet, men i øjeblikket arbejder ved det amerikanske University of California, San Diego, USA.

»Der er ikke andre studier, som har vist det samme. Studiet er det første af sin art, for det er første gang, man har målt hjernens tryk direkte under vægtløshed.«

Kræftpatienter blev gjort vægtløse

Det kan måske undre, at forskerne ikke har efterprøvet deres hjernetryks-teorier noget før. Udfordringen er imidlertid, at det er meget svært at lave præcise målinger af trykket inde i hjernen – det kræver simpelthen adgang til hjernen inde bag kraniet.

Derfor udvalgte forskerne en helt særlig gruppe af forsøgspersoner til deres studie: Kræftpatienter, som havde fået indsat en ’port’ i kraniet (et såkaldt Ommaya reservoir) som et led i deres kræftbehandling.

Porten i kraniet gav forskerne en indgang til forsøgspersonernes hjerner. Otte tidligere kræftpatienter fik målt deres hjernetryk, mens de befandt sig i stående, siddende og liggende position nede på Jorden. Herefter blev kræftpatienterne én for én taget med ud at flyve af den amerikanske rumfartsorganisation NASA.

CHIBIS ISS synsproblemer astronauter

På Den Internationale Rumstation tester forskere en russisk udviklet dragt, kaldet CHIBIS, som er designet til at 'suge' blod og kropsvæsker nedad i kroppen – og måske modvirke astronauternes synsforstyrrelser. Her testes Chibis af den russiske kosmonaut Yuri Malenchenko. (Foto: Roscosmos)

Flyvningen var en såkaldt parabolflyvning, hvilket betyder, at flyet flyver i baner op og ned, og dermed opnår personerne ombord på flyet at være i vægtløs tilstand – det vil sige, at de ikke føler påvirkningen fra tyngdekraften. I forsøget var kræftpatienterne vægtløse i intervaller af 20 sekunders varighed.

»Disse udfordrende eksperimenter er blandt de mest ambitiøse menneskelige studier, der nogensinde er foretaget som en del af parabolflyvningsprogrammet. Det har ændret måden, vi opfatter, hvordan tyngdekraften – og fraværet af tyngdekraft – påvirker trykket inde i hjernen,« siger seniorforfatter på studiet, Benjamin Levine, som er professor i intern medicin i en pressemeddelelse fra UT Southwestern Medical Center.

Forsker: Bedst mulige målinger 

Mens forsøgene viste, at trykket i forsøgspersonernes hjerne var lavere under vægtløs tilstand end i liggende position på Jorden, så var trykket under vægtløshed højere, end når forsøgspersonerne var i stående eller siddende position på Jorden.

Derfor er forskernes foreløbige teori nu, at når vi er på Jorden, oplever vi daglige ændringer i trykket i hjernen, alt afhængig af om vi ligger, sidder eller står. Men i den vægtløse tilstand i rummet er trykket derimod konstant, og forskerne mener, at det konstante, let forhøjede tryk under vægtløshed kan være medvirkende årsag til synsforstyrrelserne hos astronauter.

»Vores studie viser, at den hypotese, vi havde om, hvad der sker med hjernens tryk, når man fjerner påvirkningen fra tyngdekraften – den var forkert. Det viser, at vi stadig har meget arbejde foran os for at kunne forstå hjernens trykreguleringsmekanismer – både i rummet og her på jorden« siger Lonnie Grove Petersen.

Den amerikanske forsker Lam Byron, som også forsker i synsforstyrrelser blandt astronauter, mener, at studiet giver et godt bud på, hvordan menneskers hjernetryk bliver påvirket i rummet.

»Studiet er formentlig det bedste, man kan lave på Jorden i forsøget på at gætte, hvordan trykket i hjernen er i rummet,« siger Lam Byron, som er professor og øjenekspert ved University of Miami Health System og ikke har været en del af det nye studie.

Det bringer fremtidige missioner til Mars eller Månen i fare. Vi har endnu ikke forstået mekanismerne bag problemet, og derfor har vi heller ikke fundet en god løsning på problemet endnu.

Lonnie Grove Petersen om synsforstyrrelse hos astronauter

Kroppens væsker spiller en rolle

Lam Byron tilføjer dog, at det ville være endnu bedre med målinger udført på astronauter, som direkte befandt sig i rummet og ikke blot i vægtløs tilstand i fly omkring Jorden.

»Det er vigtigt at huske, at hele kroppens funktion ændrer sig i rummet – herunder sker der ændringer i kropsvæsker (blod og rygmarvsvæske), hvilket ikke kan simuleres på Jorden,« skriver Lam Byron i en e-mail til Videnskab.dk.

Lonnie Grove Petersen er enig i, at trykket i hjernen er afhængigt af fordelingen af blod og væske i kroppen – og det hele bliver påvirket af tyngdekraften, så længe man er på Jorden.

Denne video fra den amerikanske rumfartsorganisation NASA beskriver et eksperiment på Den Internationale Rumstation, ISS, som undersøger astronauters synsproblemer i rummet. (Video: NASA)

Den danske rummediciners aktuelle arbejde går netop ud på at afdække disse sammenhænge mellem tryk, tyngdekraft og fordeling af væsker i kroppen.

»Når du sidder i din stue, trækker tyngdekraften nedad i blodet i dine ben og din bughule, og dermed ryger blodet også væk fra hjertet og hjernen. Men når man er i vægtløs tilstand, bliver blodet ikke længere trukket nedad, men det bliver mere ligeligt fordelt i kroppen. Det fører til en større blodfylde i hjertet og muligvis også i hovedet. Disse ændringer er sandsynligvis den primære årsag til den ændrede hjernetryk-regulering og til symptomerne hos astronauterne,« siger Lonnie Grove Petersen.

'Sugekasse' kan måske modvirke synsproblemer

I øjeblikket er forskerne i færd med at udvikle og afprøve metoder, som forhåbentlig kan være med til at afhjælpe astronauternes synsproblemer.

Lonnie Grove Pedersen fortæller, at hun blandt andet er med til at teste en særlig 'sugekasse', som har til formål at efterligne effekten af tyngdekraften. Ideen er, at forsøgspersonerne placerer deres ben og bughule i sugekassen, og dermed bliver blod og væsker suget ud til disse kropsdele.

»Ved at efterligne effekten af tyngdekraften håber vi på, at man kan genetablere kroppens egen reguleringsrytme, så astronauterne ikke får symptomer på forhøjet tryk i hjernen. Metoden bliver testet både på Jorden og på astronauter på Den Internationale Rumstation,« siger Lonnie Grove Petersen.

Hun mener, at studier af hjernens tryk ikke kun er til gavn for astronauter, men også for patienter på Jorden. En lang række sygdomme kan nemlig give en skævvridning af trykket i hjernen – for eksempel blodpropper, hjerneblødning, infektionssygdomme eller et slag mod hovedet. Samtidig findes der en stor gruppe af patienter, hvor man ikke kender årsagen til, at trykket i hjernen ikke reguleres ordentligt, fortæller Lonnie Grove Petersen.

»Hidtil har man ikke haft fokus på, hvordan tyngdekraften spiller ind på disse sygdomme. Når man læser lærebøgerne, står der faktisk ikke noget om tyngdekraftens effekt på hjernens trykregulering. Det er et helt nyt forskningsfelt, som er blevet åbnet, fordi vi er begyndt at studere astronauternes symptomer i rummet. Og det kommer vores patienter her på jorden til gavn,« slutter Lonnie Grove Petersen.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud