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| INVESTIGACION El cerebro en el espacio Los científicos que están participando en la misión Neurolab realizan estudios pioneros sobre el sistema nervioso central |
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MYRIAM LOPEZ BLANCO
El día del lanzamiento del Columbia había 2.007 conejillos de Indias (entre
animales y personas) a bordo. Todos partipan en una misión centrada en el
estudio del sistema nervioso central en la que se tienen puestas las mayores
esperanzas. La Neurolab no es la primera misión biomédica de la NASA, pero sí
es la más ambiciosa y la primera que recibe el apoyo de organizaciones como la
Federación Americana para la Biología Experimental (FASEB), que revisa estos
programas. Hasta ahora, nadie apostaba nada por el valor científico de los
estudios espaciales de biología. Algunos miembros de la FASEB se refieren a
ellos como «un simple envío de animales al espacio para traerlos después de
vuelta». Sin embargo, a bordo del Columbia se están realizando pruebas que
marcarán un hito en la historia de la neurología y que le darán a la NASA la
madurez que necesitaba para que sus investigaciones médicas empiecen a tomarse
en serio. Hay quien cree que estos estudios inauguran una nueva especialidad
médica.
El medio espacial, concretamente el que ofrece la cabina del Spacelab -el
módulo de construcción europea en el que los científicos de la Neurolab
realizan sus experimentos en órbita y que vuela estos días por última vez tras
sus 15 años de existencia- permite hacer investigaciones impensables en la
Tierra. Y todo por la gravedad.
Al estudiar el desarrollo de los animales que viajan en el Columbia sin la
fuerza gravitatoria de la Tierra, los científicos creen que podrán entender
mejor el funcionamiento del cuerpo humano. Esperan resolver problemas como el
insomnio, la falta de equilibrio, el debilitamiento del sistema inmune, los
mareos, la hipotensión, el vértigo, etcétera. También se espera encontrar
alguna pista para nuevos tratamientos de enfermedades neurológicas.
El interés por los estudios espaciales sobre biomedicina se despertó al ver
cómo reaccionaban los tripulantes de las primeras naves al volver.
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La gravedad
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El cuerpo humano está diseñado para funcionar en el campo gravitatorio
terrestre. El esqueleto, los músculos, los tendones y los ligamentos se
desarrollan para sostener su peso contra el suelo. Del mismo modo, otros
sistemas se ocupan de regular la circulación y la distribución de los fluídos,
así como de organizar las señales sensoriales encargadas de nuestro equilibrio
y coordinación.
¿Pero, qué ocurre cuando el cuerpo humano sale de su campo gravitatorio, es
decir, cuando hace un viaje al espacio?: los huesos se debilitan, los fluídos
ascienden a la parte superior del cuerpo, los ritmos diarios del cuerpo se
interrumpen y la persona sufre mareos, falta de orientación, desequilibrio y
otros síntomas, hasta que se adapta al nuevo ambiente.
Los científicos todavía no saben por qué ocurren estos cambios pero creen que
lo descubrirán con los experimentos de la Neurolab. Los datos no sólo servirán
para mejorar la salud de los tripulantes que tengan que pasar largos periodos
en una estación espacial o para futuros viajes a otros planetas, sino para
propocionar un mejor cuidado a los pacientes que permanecen en la Tierra.
En total, en la Neurolab se están llevando a cabo más de 100 experimentos,
divididos en nueve grupos principales de investigación que trabajan a brazo
partido no sólo desde la órbita sino desde la base de Cabo Kennedy, donde está
la mayoría de científicos -incluidos los dos españoles, Javier de Felipe y Luis
Miguel García-Segura, ambos del Instituto Ramón y Cajal del CSIC.
Siete de los conejillos de Indias que viajan en el Columbia son la propia
tripulación, que ha estado más de dos años entrenádose para esta misión y que
participa en las investigaciones tomándose medidas constantemente para analizar
cómo se comporta su cuerpo ante distintos estímulos en la microgravedad del
módulo espacial.
Esto hace que el laboratorio espacial se parezca más a un parque de atracciones
que a un centro serio de investigación. Las pruebas obligan a los miembros de
la tripulación -sobre todo, a los cuatro investigadores que viajan a bordo (dos
médicos, un veterinario y un fisiólogo)- a hacer cosas como jugar con una
pelota, mirar a través de una máquina de realidad virtual ajustada a sus
cabezas o dar vueltas en una silla.
Aunque no todas las pruebas son tan divertidas. Electrodos, agujas como las de
acupuntura insertadas en algún nervio, cables para monitorizar sus horas de
sueño... son parte del suplicio que tendrá que soportar la tripulación mientras
dure la misión.
«Supongo que se nos podría llamar Las grandes ratas blancas en el cielo»,
bromeaba Richard Linnehan, astronauta y veterinario, antes del lanzamiento.
Los astronautas suelen tener muchas dificultades para dormir en el espacio. En
Tierra, el sueño está regulado por un reloj interno de 24 horas que depende, en
parte, de la salida y de la puesta del Sol. Pero en la nave espacial el día se
comprime en 90 minutos y se pierden muchas horas de sueño.
Los científicos de la Neurolab están monitorizando por primera vez los patrones
completos de sueño de los astronautas para averiguar cómo ayudarles a dormir
más. Esta vez, en lugar de las píldoras para dormir, están tomando melatonina,
una hormona natural que regula el sueño, para evaluar sus efectos.
Otros estudios en humanos de la Neurolab se centran en cómo afecta el espacio
al sentido interno del equilibrio y de la gravedad, buscando respuestas para
los que sufren vértigo y otras alteraciones del equilibrio en la Tierra. La
intolerancia ortostática es uno de estos problemas.
Se trata de una patología en la que el sistema circulatorio parece no reconocer
que debe trabajar contra la fuerza de la gravedad y subir sangre hasta el
cerebro para oxigenarlo. Así, las personas que la sufren tienen continuos
mareos. Los astronautas suelen tener un problema similar cuando vuelven a la
Tierra después de haber pasado un tiempo flotando en el espacio.
Estos días en la Neurolab, algunos de los tripulantes estudian este fenómeno
insertándose agujas en el nervio simpático cercano a la rodilla. Estas agujas
recogen impulsos nerviosos que viajan desde el cerebro hasta los vasos
sanguíneos. El estudio está considerado como uno de los experimentos más
complejos que han tenido lugar en el espacio.
La intolerancia ortostática es más frecuente en las personas de gran estatura
(en los que hay más distancia entre el corazón y el cerebro), y se da el caso
de que los que van a bordo del Columbia son inusualmente altos (cinco de los
siete tripulantes miden más de 1,83 metros).
Los miembros de la tripulación se medirán también la actividad eléctrica en los
músculos de los brazos para detectar cómo interpreta el sistema nervioso
central los nuevos estímulos en el espacio (como atrapar una pelota) o cómo
cambia la presión arterial en una situación de estrés (como introducir la mano
en hielo).
Hay cuatro personas en contacto constante con la tripulación, y en la base hay
monitores que ofrecen información durante las 24 horas.
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Los animales
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Los 2.000 animales de laboratorio que acompañan a la tripulación son: ratones,
ratas, conejos, serpientes, grillos y peces. Subieron al módulo del Columbia
siendo recién nacidos o hembras preñadas, ya que la idea es averiguar cómo se
desarrolla el cerebro en la microgravedad.
En un animal como la rata, los primeros días de desarrollo son fundamentales.
«La fase de refinamiento de las conexiones neuronales del cerebro ocurre en el
primer mes de vida de estos roedores, de modo que estudiar su desarrollo
durante estos días sería como estudiar el desarrollo de un niño hasta los 10
años de edad», declaró Javier de Felipe a EL MUNDO, desde Florida.
En cada uno de los estudios se partió con una clara pregunta, como ¿es
necesaria la gravedad para que el cerebro se desarrolle con normalidad? o
¿pueden nacer animales y seres humanos en el espacio (para colonizar la Luna o
enviar astronautas a Marte)? Es de esperar que se encuentre más de una
respuesta al estudiar las muestras a la vuelta.
Cuatro horas después del lanzamiento el pasado viernes, se empezaron a realizar
las primeras disecciones de animales para responder a estas preguntas. (La
única vez que se han realizado disecciones en el espacio, aparte de ésta, fue
en 1993).
Los investigadores dicen que la única manera de averiguar cómo se desarrolla y
adapta el sistema nervioso al espacio era extraer el cerebro de los ratones y
ratas. «No se trata sólo de complejas disecciones de animales sino que además
son difíciles y han requerido mucho entrenamiento y trabajo», dijo a la CNN el
doctor Joseph Bielitzki, veterinario de la NASA.
Algunas de las hembras de roedores que viajaban preñadas también han sido ya
diseccionadas para preservar los fetos de 10 a 14 días de edad para su análisis
posterior en tierra. Antes de la disección, los científicos inyectaron
marcadores celulares a estas madres para poder seguir el desarrollo y la
migración de las células neuronales en el cerebro de los fetos. Las ratas y los
ratones en varios estadios de crecimiento servirán para estudiar el desarrollo
de los músculos, del sistema vestibular, del sistema cardiovascular y de muchas
partes del cerebro.
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