Imagen: NASA, 2011. El astronauta de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón Satoshi Furukawa, ingeniero de vuelo de la Expedición 28, sostiene una tabla optométrica en el laboratorio Destiny de la Estación Espacial Internacional.
Viajar al espacio tiene muchos efectos adversos en el cuerpo humano, entre ellos la visión. Astronautas después de pasar algún tiempo en la Órbita Terrestre Baja (OTB), han descubierto que vivir y trabajar en la Estación Espacial Internacional (EEI) deteriora la visión, que es uno de los desafíos fisiológicos más críticos y sensibles que la microgravedad puede causar en el cuerpo humano, lo que provoca problemas en su funcionamiento y pone en riesgo el éxito de la misión. La mayoría de los astronautas en misiones de larga duración (6 meses), han mostrado una degradación subjetiva de la visión, lo que crea la oportunidad de estudiar más la discapacidad visual antes de que los astronautas se embarquen en futuras misiones a la Luna. Dado que cada miembro de la tripulación tiene una reacción diferente a la microgravedad, se ha planteado ampliamente la hipótesis de que este espectro de síntomas puede explicarse por una elevación de la presión intracraneal. Un número significativo de astronautas han reportado problemas de visión durante su tiempo en el espacio que continúan después de regresar a la Tierra, y su causa ha sido objeto de muchos estudios a bordo de la EEI. Por lo tanto, establecer la procedencia de este problema de visión, monitorear su ocurrencia y resolver los síntomas para futuras misiones espaciales a largo plazo es un desafío clave para la medicina espacial.
EL DETERIORO DE LA VISIÓN EN MICROGRAVEDAD
Al inicios de las misiones espaciales, la NASA desconocía cómo el cuerpo humano iba a interactuar con la microgravedad durante las misiones largas. La oportunidad surgió cuando los astronautas tuvieron que extender su estadía en OTB por razones operativas y por la construcción de la EEI; fue hasta entonces cuando el tema de la visión se convirtió en un objeto de investigación y ya no era algo menor o temporal que los astronautas pudieran experimentar. A mitad de la operación de la EEI, la NASA informó que los astronautas tenían dificultades con su visión al ver objetos tanto cercanos como lejanos de manera clara. A lo largo de varios años de investigación e información, se descubrió que la visión se ve afectada por la microgravedad, porque el volumen de sangre se desplaza de la parte inferior del cuerpo a la parte superior, como se ve en la Figura 1. La distribución de fluidos durante los vuelos espaciales y el impacto en la salud del cerebro y la visión ha sido un campo emergente de investigación de alta prioridad en el programa espacial.
Figura 1. Movimiento de fluidos en 1G (movimiento de fluidos normales) y microgravedad en el cuerpo humano (los fluidos se desplazan de la parte inferior como las piernas a la parte superior concentrándose en la cabeza) (NASA, 2014).
En la EEI los fluídos del cuerpo, particularmente el suministro de sangre, se desplazan hacia la cabeza. Por tanto, se observa que la presión en el interior del cráneo aumenta. Se cree que la presión intracraneal se transmite al ojo y al nervio óptico, lo que provoca cambios en la estructura del ojo, como el edema del disco óptico debido al incremento de la presión.
Figura 2. El desplazamiento de los fluidos a la cabeza provoca el aumento de la presión intracraneal (NASA, 2014)
La hinchazón del disco óptico es el cambio más crítico observado por los investigadores en los astronautas a bordo de la EEI, incluso, se ha estudiado que el edema del disco óptico puede conducir a la pérdida de la visión periférica y, finalmente, a la ceguera.
Figura 3. Hinchazón del edema del disco óptico provocado por la presión intracraneal (NASA, 2014)
Datos históricos han demostrado que los astronautas solo han experimentado hasta la fecha una presión intracraneal ligera, pero se desconoce qué tan grave podría llegar a ser en futuras misiones a la Luna, y posiblemente, a Marte cuando la exposición a diferentes tipos de gravedad podría ser aún más larga que la actualmente se observa en la EEI.
La discapacidad visual inducida por los vuelos espaciales es el resultado de la presión intracraneal. La NASA se refiere a este riesgo de vuelo espacial humano como síndrome de deterioro visual causado por presión intracraneal (VIIP, por sus siglas en inglés). Los datos recopilados por la NASA muestran que los astronautas sufren síntomas relacionados con VIIP y experimentan diversos grados de disminución del rendimiento visual. Este síndrome que está relacionado con la exposición a la microgravedad, se manifiesta con cambios en la agudeza visual y cambios en la estructura del ojo.
El edema del disco óptico se mide en una escala de 0 a 5, siendo 1 el menos afectado y 5 el más afectado. Durante una prueba clínica que la NASA realizó en siete astronautas después de regresar de la EEI, a seis de los astronautas se les diagnosticó que el edema del disco óptico era de grado 1, mientras que el séptimo astronauta tenía un edema del disco óptico de grado 3. Este estudio también mostró que los hombres son más susceptibles que las mujeres.
Figura 4. Grado de gravedad del edema del disco óptico; cuanto mayor sea el número, mayor es el daño (NASA, 2015)
MONITOREO PARA PARA PREVENIR LA DISCAPACIDAD VISUAL
Esta información ha ayudado a la NASA y a las agencias espaciales a desarrollar contramedidas y reducir la susceptibilidad a problemas como el edema del disco óptico. Es por ello que las agencias espaciales están conscientes del impacto que esto podría tener en la tripulación para cuestiones operativas, por lo que se realizan constantes chequeos de la visión antes, durante y después del vuelo, para comprender mejor los riesgos y las probabilidades de desarrollar este síndrome ya que algunos astronautas pueden ser más sensibles al cambio de fluido debido a factores genéticos y anatómicos.
Figure 5. El ingeniero de vuelo de la Expedición 34/35, Tom Marshburn, de la NASA, realiza un examen ocular de tonometría a Chris Hadfield, de la Agencia Espacial Canadiense, en el módulo Columbus de la ISS. La tonometría mide la presión ocular intraocular (NASA, 2016)
Figura 6. El astronauta de la NASA Michael Hopkins (a la derecha), ingeniero de vuelo de la Expedición 37, realiza ecografías oculares en el laboratorio Columbus de la ISS. El astronauta de la Agencia Espacial Europea Luca Parmitano, ingeniero de vuelo, asiste (NASA, 2016)
La NASA ha mostrado mucho interés en estudiar la visión humana en el espacio a profundidad, ya que algunos astronautas han regresado de estancias de seis meses de la EEI con una ligera discapacidad visual que parece ser permanente. Dado que la NASA y las agencias espaciales tienen como objetivo regresar a la Luna para establecer una presencia permanente, no hay mucha información sobre lo que un sexto de la gravedad de la Tierra puede causar a la visión de los astronautas que vivirán y trabajarán más allá de OTB para misiones de larga duración. En este sentido, existe todavía hay mucha incertidumbre sobre otros posibles hallazgos.
Será importante seguir de cerca las futuras investigaciones, como la colaboración entre la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), quienes han unido esfuerzos para ejecutar misiones analógicas que simulan entornos de microgravedad para estudiar los efectos de la presión en los ojos y el nervio óptico de los astronautas en el espacio.
