article original publié par Science @ Nasa
auteur : Karen Miller
traduction de Didier Jamet
25 NOVEMBRE 2002
Les chercheurs de la NASA découvrent de nouvelles choses sur le cerveau humain en étudiant la façon dont les astronautes cherchent à retrouver l’équilibre.
Garder l’équilibre n’est pas aussi simple qu’il y paraît. Essayez juste de vous tenir sur un pied une minute entière, et vous aurez une idée de l’effort constant que cela réclame.
C’est une de ces tâches complexes, comme la lecture par exemple, qui devient si parfaitement automatique à la longue qu’on en oublie tout le mal qu’on a eu à l’apprendre. Et peut-être pensez-vous qu’il faudrait un évènement vraiment exceptionnel pour vous faire perdre cette faculté.
C’est naturellement le cas. Il faut par exemple se rendre dans l’espace.
Les chercheurs ont découvert ques les astronautes de retour de l’espace savent toujours retrouver l’équilibre, mais qu’ils ont beaucoup plus de difficultés pour y parvenir.
Comme l’explique le neurologue de la NASA Bill Paloski, leur cerveau n’est plus très sûr de la façon dont il faut interpréter les information transmises par les sens.
Quand vous vous tenez en équilibre, vous le faites à partir de trois sources d’information. Les capteurs proprioceptifs situés dans vos muscles, qui vous indiquent la façon dont vos membres sont en relation les uns avec les autres, le système vestibulaire de votre oreille interne, qui détermine la position de votre tête dans l’espace, et enfin bien sûr vos yeux.
Le cerveau gère toutes ces informations en construisant un « modèle ». Les modèles fournissent un contexte qui permet d’interpréter et de réagir correctement aux données sensorielles.
Le cerveau construit de tels modèles en permanence, c’est ainsi que nous apprenons et sommes capables de nous adapter à une situation. Nous le faisons sur Terre quand nous apprenons une langue étrangère, ou quand il nous faut nous adapter à de nouveaux verres de lunettes.
Les astronautes aussi doivent construire ce genre de modèle. Sur Terre, leur cerveau a déjà construit un modèle qui leur indique comment positionner leur corps soumis à une gravité de 1 g (la gravité normale).
Dans l’espace, ils doivent élaborer un modèle à 0 g (absence totale de gravité). Puis, de retour sur terre, le cerveau doit comprendre qu’il est temps de repasser au modèle 1 g.
La transition n’est pas toujours évidente.
Quand vous vous trouvez dans un tout nouveau contexte comme l’espace, votre cerveau n’a pas le temps de chômer. Il lui faut décider s’il s’agit d’un contexte persistant ou non, si ça vaut la peine d’élaborer un nouveau modèle. Et si c’est le cas, et bien il faut le développer.
Cela demande un certain temps au cerveau avant desavoir comment interpréter les nouvelles informations, de construire un modèle, de savoir quand passer de l’un à l’autre. Et pendant cette transition, quand le cerveau n’est pas sûr du modèle à utiliser, il commence à interpréter les données sensorielles de façon étrange. Vous êtes victime d’illusions sensorielles, comme celle qui vous fait croire que le monde autour de vous se met à tourner, alors que c’est votre tête qui bouge.
Les maux de tête et les nausées sont d’autres symptômes de cette transition désorientée. « les illusions de perception dont sont victimes les astronautes sont très intéressantes » fait-il remarquer.
Paloski, qui travaille avec les astronautes du Centre Spatial Johnson, essaye de découvrir quels sont exactement les stimuli qui indiquent aux astronautes qu’il faut changer de modèle. Il procède en envoyant à leurs cerveaux des informations sensorielles trompeuses qui, pense-t-il, les forceront à passer d’un état à l’autre.
Il y a dix ans de cela, durant un test neurologique d’après vol, un astronaute placé sur une chaise pivotante, alors qu’il avait déjà retrouvé l’équilibre depuis son retour sur Terre, reperdit complètement cette faculté. Testé à nouveau, l’astronaute ne tenait plus debout, « comme s’il venait d’atterrir ».
« Quelque chose s’est passé dans le cerveau de cet astronaute qui l’a fait basculer d’une adaptation à l’environnement terrestre vers une adaptation à 0 g. Il est probable que le cerveau a été trompé par les signaux étranges qu’il a reçus sur la chaise, et il a choisi d’interpréter ces sensations comme le signe qu’il était revenu dans l’espace. Il a alors basculé vers le modèle cohérent avec le vol spatial. »
À présent, Paloski va essayer de recréer cet effet. Comment ? C’est ce que vous allez découvrir maintenant dans la suite de cet article, « S’adapter à la pesanteur martienne » (lien ci-dessous)