Geneeskunde-fysiologie: de werking van hart en longen

Cardiocog

Dit is een geheel van vier experimenten die de gevolgen van microzwaartekracht bestuderen op hart, bloedvaten en ademhaling van de mens en op de fysiologische reacties van ruimtevaarders tijdens hun missie in de ruimte.

Praktisch aspect:
Er worden metingen verricht voor, tijdens en na de vlucht. Aan boord van het station worden ze uitgevoerd met behulp van Portapress, een Franse vest met een heel systeem van elektroden. Hij werd al gebruikt door astronaute Claudie Haigneré tijdens de Andromède-missie in oktober 2001. De geregistreerde gegevens worden aan boord van de Sojoez mee terug naar de aarde gebracht.

Rythme

In welke toestand bevindt een astronaut zich na zijn terugkeer op de aarde? Zelfs na een ruimtemissie van korte duur (in de orde van een week) vertoont een astronaut een toestand van zogenaamde orthostatische intolerantie of 'post-flight orthostatic intolerance', die kan interfereren met zijn fysiologische functies en zelfs een flauwte kan veroorzaken wanneer hij terug de aardse zwaartekracht voelt. Dit verschijnselen is te wijten aan de heraanpassing van het systeem van hart en bloedvaten dat zich eerder in een toestand van microzwaartekracht bevond. Het ritme van de van de hartslag neemt toe. Men wil nagaan hoe het zenuwstelsel de hartfunctie regelt. Er werden al verschillende experimenten op dit vlak uitgevoerd tijdens parabolische vluchten in 'zero g' die ESA uitvoert met de Airbus A300 van Novespace. Het doel is beter de mechanismen te begrijpen die flauwtes en hartziekten veroorzaken.

Respi

Hoe past het systeem van hart en bloedvaten zich aan de toestand van microzwaartekracht aan? Dit experiment is gebaseerd op eerde experimenten die werden uitgevoerd tijdens de vlucht Euromir 95 tijdens een missie van een half jaar aan boord van het ruimtecomplex Mir en tijdens de missie Neurolab/STS 90 van twee weken met de spaceshuttle. Het hartritme van astronauten ondergaat veranderingen die zonder twijfel toe te schrijven zijn aan de moeilijkheden die een ruimtevaarder ondervindt om als gevolg van het verschijnsel orthostatische intolerantie recht te blijven na de terugkeer op aarde. Men heeft vastgesteld dat het hartritme van astronauten, die twee weken in de ruimte hebben verbleven, nog tot vijftien dagen na hun missie verschillen vertoonde in vergelijking met de waarden voor de vlucht.

De proeven die Frank De Winne uitvoert houden metingen in van het hartritme tijdens perioden van normale ademhaling. Op de grond worden deze metingen uitgevoerd voor en na de vlucht met meer complexe apparatuur. Dit experiment dient om in te schatten hoeveel tijd een astronaut nodig heeft om na zijn terugkeer op de aarde terug een normaal werkend systeem van hart en bloedvaten te krijgen.

Cogni-stress

In welke mate verandert de afwezigheid van zwaartekracht de hogere cognitieve prestaties, namelijk de functies begrijpen-beslissen-handelen, gezien stress-factoren kunnen interfereren met de geestelijke activiteit? Men wil de impact van spanning op de cognitieve processen evalueren door ze te vergelijken met gegevens tijdens de vlucht en op de aarde. Dit spanningsniveau wordt gemeten met behulp van het Stroop-effect, de tijd die het duurt om te reageren op verschillende stimuli. De verschillende mentale opdrachten die moeten gerealiseerd worden moeten het verschil maken tussen automatische en gecontroleerde processen.

Het zal mogelijk zijn de hypothese na te gaan volgens dewelke een toename van stress meer de gecontroleerde processen beïnvloedt dan de automatische processen. Men zal bekijken hoe het geheugen wordt beïnvloed. De variabiliteit van het hartritme en de ademhaling zullen aan boord van het station geregistreerd worden. Dit Franse toestel werd, net als de met sensoren uitgeruste Portapress-vest, eerder gebruikt door Claudie Haigneré tijdens de missie Andromède.

Neurocog

Hoe beïnvloedt de afwezigheid van een referentie in een toestand van gewichtloosheid het uitvoeren van cognitieve taken? Men verwacht dat het in de ruimte langer dan onder 'normale' omstandigheden duurt hoe snel de hersenen kunnen beslissen in welke richting ze het lichaam moeten sturen. Om dit te meten wordt Frank De Winne aan een virtuele taak in 3D onderworpen en daarbij wordt ook Franse apparatuur gebruikt.