Molti astronauti che tornano dallo spazio hanno una visione peggiore dopo il volo, alcuni anche anni dopo, e i ricercatori dell'Università dell'Alabama a Birmingham stanno lavorando per capire perché.

Brian Samuels, M.D., professore assistente presso il Dipartimento di Oftalmologia, e i suoi colleghi collaboratori del Georgia Institute of Technology e della Emory University hanno recentemente ricevuto una sovvenzione per studiare la modellazione computazionale come metodo per determinare il motivo per cui gli astronauti che si trovano nello spazio per lunghi periodi di tempo soffrono di patologie oculari. Samuels sta collaborando con gli scienziati del Glenn Research Center della NASA, e altri, per aiutare a identificare la causa di queste patologie, e determinare se esiste un modo per intervenire e prevenire questo tipo di complicazioni alla vista in futuro.

"Lo sappiamo, se gli astronauti sono nello spazio per lunghi periodi di tempo, hanno una maggiore propensione a sviluppare patologie simili all'aumento della pressione intracranica, " Samuels ha detto. "Stiamo cercando di incorporare tutti i dati clinici e di ricerca esistenti in modelli computazionali funzionali dell'occhio stesso, il sistema nervoso centrale e il sistema cardiovascolare per determinare come interagiscono".

Dice che questi modelli computazionali dovrebbero rispondere ad alcune delle domande sul "perché questo sta accadendo ai nostri astronauti".

La durata della permanenza degli astronauti nello spazio è cambiata a metà degli anni 2000, quando la Stazione Spaziale Internazionale ha iniziato a essere utilizzata. Le missioni dello Space Shuttle in genere duravano due settimane, ma ora le missioni della ISS potrebbero durare sei mesi o più. Gli astronauti non andavano più nello spazio e tornavano rapidamente sulla Terra.

Fu in questo periodo che la comunità scientifica notò che durate più lunghe nello spazio, in microgravità, causato una maggiore propensione ai cambiamenti nell'occhio.

Molti astronauti che sperimentano questi problemi di vista stanno incontrando un cambiamento ipermetrope nella loro visione, nel senso che diventano gradualmente lungimiranti. Gli astronauti possono sviluppare pieghe nella retina, sperimentano gonfiore del disco ottico e hanno anche distensione della guaina del nervo ottico dietro l'occhio. Alcuni astronauti che sono tornati da una missione hanno ancora problemi di vista cinque anni dopo. Samuels e i suoi colleghi ritengono che potrebbero esserci alcuni cambiamenti di rimodellamento permanenti nell'occhio dopo lunghi periodi di tempo nello spazio.

"Dato che uno degli obiettivi primari della NASA è quello di inviare qualcuno su Marte, questo sarà il tempo più lungo che gli umani hanno trascorso nello spazio finora, " ha detto Samuels. "Se siamo in grado di identificare i fattori di rischio che potrebbero predisporre qualcuno a questo tipo di problemi nello spazio, i modelli computazionali potrebbero diventare uno strumento di screening per i futuri astronauti".

Samuels dice che vuole anche trovare la causa diretta dietro queste patologie oculari nel tentativo di sviluppare strumenti per fermare questo processo per gli astronauti nello spazio.

"Se un astronauta è a sei mesi dal ritorno a casa e sta già riscontrando problemi di vista, vogliamo temporizzare eventuali ulteriori danni che possono verificarsi, " Egli ha detto.

Il ruolo di Samuels in questo progetto è interpretare i dati clinici e di ricerca che informano la modellazione computazionale e riferire agli altri ricercatori se i dati di output ottenuti dai modelli sono realistici. Come clinico-scienziato, può prendere informazioni raccolte da studi di ricerca, studi clinici e modellazione computazionale in laboratorio, e confrontarlo con scenari del mondo reale in una clinica.

C. Ross Ethier, dottorato di ricerca, professore e presidente ad interim del Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering presso il Georgia Institute of Technology, è il capofila del progetto.

"Il dottor Samuels ci aiuta a radicarci nella realtà clinica mettendo in relazione gli effetti nello spazio con le condizioni cliniche sulla Terra, dettagliare i processi fisiopatologici a livello cellulare ai risultati clinici, " Ha detto Ethier. "È una risorsa incredibile per il nostro team e la più ampia comunità di fisiologia spaziale".