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Effets des vols spatiaux de longue durée sur la cognition générale et spatiale et sa base neurale

8 octobre 2025 mis à jour par: Mathias Basner, MD, PhD, University of Pennsylvania

Nature temporelle des changements cognitifs et visuo-spatiaux du domaine cérébral au cours des missions de longue durée en orbite terrestre basse (cognition spatiale)

Cette étude examine les effets des vols spatiaux de longue durée (missions de la Station spatiale internationale de 12 mois) sur les performances cognitives générales (mesurées avec la batterie de tests Cognition), la cognition spatiale, les modifications structurelles et fonctionnelles du cerveau en général et la plasticité hippocampique plus spécifiquement par rapport à les missions plus courtes de 6 mois et 2 mois.

Aperçu de l'étude

Statut

Inscription sur invitation

Les conditions

Intervention / Traitement

Description détaillée

Il s'agit d'une proposition internationale composée de deux projets aux objectifs synergiques qui seront menés conjointement par l'Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace (NASA) et le Centre aérospatial allemand (DLR) ainsi que l'Agence spatiale européenne (ESA). Le projet cible l'intérêt particulier de la NASA pour l'étude des "changements cognitifs-perceptifs-visuo-spatiaux du cerveau dus à l'isolement et au confinement" dans le cadre du projet Complement of Integrated Protocols for Human Exploration Research (CIPHER) sur la Station spatiale internationale (ISS). Les données collectées démontreront si le prolongement de la durée de la mission à un an aura des effets néfastes sur les performances cognitives générales (mesurées avec la batterie de tests Cognition), la cognition spatiale, les changements cérébraux structurels et fonctionnels en général et la plasticité hippocampique plus spécifiquement par rapport au plus court 6 Missions ISS de 1 mois et 2 mois. À l'aide de techniques de neuroimagerie de pointe, les chercheurs détermineront la base biologique de tout changement dans les performances cognitives, en mettant l'accent sur la plasticité hippocampique et la cognition spatiale. Des données similaires déjà recueillies sur l'ISS et dans plusieurs environnements analogiques spatiaux de courte et longue durée seront utilisées pour générer une base de données normative pour les missions de longue durée. Enfin, les chercheurs dériveront des relations dose-réponse entre les changements cognitifs-visuo-spatiaux du domaine cérébral et la durée de la mission qui permettront de prédire la vulnérabilité aux troubles cognitifs ou comportementaux indésirables et aux troubles psychiatriques lors d'expéditions interplanétaires telles qu'une mission vers Mars. Les deux projets fourniront un ensemble très unique et complet d'outils de neuroimagerie et neurocognitifs intégrés pour l'évaluation et finalement la prévention des effets néfastes sur la structure et la fonction cérébrales qui entraînent des effets comportementaux associés aux missions de type exploration.

Type d'étude

Interventionnel

Inscription (Estimé)

14

Phase

  • N'est pas applicable

Contacts et emplacements

Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.

Lieux d'étude

  • Allemagne
      • Berlin, Allemagne, 10117
        • Charité - Universitätsmedizin Berlin
  • États-Unis
    • Pennsylvania
      • Philadelphia, Pennsylvania, États-Unis, 19104
        • University of Pennsylvania Perelman School of Medicine
    • Texas
      • Houston, Texas, États-Unis, 77058
        • Johnson Space Center (JSC)

Critères de participation

Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.

Critère d'éligibilité

Âges éligibles pour étudier

  • Enfant
  • Adulte
  • Adulte plus âgé

Accepte les volontaires sains

Oui

La description

Critère d'intégration:

  1. Astronautes (selon les exigences de la NASA)
  2. Volontaires normaux et en bonne santé (substituts d'astronautes) - Les substituts d'astronautes seront jumelés en fonction de l'âge et de l'éducation par rapport aux astronautes

Critère d'exclusion:

Pour les astronautes et les volontaires normaux et en bonne santé (substituts d'astronautes) :

  1. Sujets qui ne se conforment pas aux exigences des tests IRM. Les conditions suivantes et d'autres peuvent exclure le sujet de l'examen IRM ou nécessiter un examen supplémentaire pour évaluer des contre-indications spécifiques :

    • Acouphène;
    • Perte auditive neurosensorielle > 30 décibels (dB);
    • Pacemaker ou défibrillateur interne ;
    • implants métalliques (par ex. plaques orthopédiques après fractures osseuses, prothèses articulaires, agrafes ou clips chirurgicaux, valves cardiaques artificielles, stents, filtres cave);
    • Éclats métalliques (par exemple après un accident ou en raison de blessures de guerre);
    • appareil dentaire non amovible ;
    • Dispositifs contraceptifs intra-utérins (DIU) non compatibles avec l'IRM ;
    • Implant cochléaire (appareil auditif implanté);
    • Pompe à médicaments ;
    • Aiguille d'acupuncture;
    • Autres corps/objets étrangers inamovibles ;
    • Grossesse (ou sa possibilité);
    • Chirurgie cérébrale et/ou cardiaque antérieure.
    • Tatouages ​​et/ou maquillage permanent du corps (certaines encres contiennent des particules métalliques).
  2. Les sujets féminins de cette étude sont soit des astronautes, soit modéliseront ceux de la population d'astronautes pour lesquels la participation à des missions spatiales n'est pas autorisée pendant la grossesse.

Plan d'étude

Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.

Comment l'étude est-elle conçue ?

Détails de conception

  • Objectif principal: Science basique
  • Répartition: Non randomisé
  • Modèle interventionnel: Affectation parallèle
  • Masquage: Aucun (étiquette ouverte)

Armes et Interventions

Groupe de participants / Bras
Intervention / Traitement
Expérimental: Bras de 6 mois
Les astronautes en mission de 6 mois dans la Station spatiale internationale seront exposés au vol spatial pendant une durée de 6 mois. Des données biométriques et cognitives seront systématiquement collectées.
Autre: Vol spatial
Exposition à l'environnement de vol spatial sur la Station spatiale internationale pendant 2, 6 ou 12 mois.
Expérimental: Bras de 12 mois
Les astronautes en mission de 12 mois dans la Station spatiale internationale seront exposés aux vols spatiaux pendant une durée de 12 mois. Des données biométriques et cognitives seront systématiquement collectées.
Autre: Vol spatial
Exposition à l'environnement de vol spatial sur la Station spatiale internationale pendant 2, 6 ou 12 mois.
Expérimental: Aucune intervention
Sujets appariés à des astronautes de 12 mois qui restent sur Terre et sont étudiés à des moments similaires.
Autre: Contrôles
Aucune intervention

Que mesure l'étude ?

Principaux critères de jugement

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Performance cognitive
Délai: Passage des performances avant vol (moyenne des tests effectués 180, 120 et 60 jours avant le lancement) aux performances en vol (moyenne de tous les tests : 1 mois de mission = 1 test, 2 mois = 2 tests, 6 mois = 6 tests , 12 mois = 12 tests)
Efficacité cognitive dans tous les domaines déterminée avec la batterie de tests Cognition
Passage des performances avant vol (moyenne des tests effectués 180, 120 et 60 jours avant le lancement) aux performances en vol (moyenne de tous les tests : 1 mois de mission = 1 test, 2 mois = 2 tests, 6 mois = 6 tests , 12 mois = 12 tests)
Activation de tâche locale Cognition
Délai: Passage de l'activation de la tâche locale avant le vol (investigée 60 jours avant le lancement) à l'activation de la tâche locale post-vol (investigée 5 jours et 30 jours après le retour sur Terre)
Activation de la tâche locale IRMf lors de l'exécution de la version IRM de Cognition dans le scanner
Passage de l'activation de la tâche locale avant le vol (investigée 60 jours avant le lancement) à l'activation de la tâche locale post-vol (investigée 5 jours et 30 jours après le retour sur Terre)
Performances cognitives spatiales
Délai: Passage des performances avant vol (moyenne des tests effectués 180, 120 et 60 jours avant le lancement) aux performances en vol (moyenne de tous les tests : 1 mois de mission = 1 test, 2 mois = 2 tests, 6 mois = 4 tests , 12 mois = 7 tests)
Précision et temps de réaction pour chaque tâche cognitive tels que déterminés avec les batteries de test Spatial Cognition
Passage des performances avant vol (moyenne des tests effectués 180, 120 et 60 jours avant le lancement) aux performances en vol (moyenne de tous les tests : 1 mois de mission = 1 test, 2 mois = 2 tests, 6 mois = 4 tests , 12 mois = 7 tests)
Modifications structurelles du cerveau
Délai: Passage de l'activation de la tâche locale avant le vol (investigée 60 jours avant le lancement) à l'activation post-vol (investigée 5 jours et 30 jours après le retour sur Terre)
Modifications structurelles du cerveau évaluées par IRM
Passage de l'activation de la tâche locale avant le vol (investigée 60 jours avant le lancement) à l'activation post-vol (investigée 5 jours et 30 jours après le retour sur Terre)
Activation de tâche locale Spatial Cognition
Délai: Passage de l'activation de la tâche locale avant le vol (investigée 60 jours avant le lancement) à l'activation de la tâche locale post-vol (investigée 5 jours et 30 jours après le retour sur Terre)
Activation de la tâche locale IRMf lors de l'exécution de tâches visuospatiales dans le scanner
Passage de l'activation de la tâche locale avant le vol (investigée 60 jours avant le lancement) à l'activation de la tâche locale post-vol (investigée 5 jours et 30 jours après le retour sur Terre)
Facteur neurotrope dérivé du cerveau (BDNF)
Délai: Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Modifications du facteur neurotrope dérivé du cerveau (BDNF)
Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)

Mesures de résultats secondaires

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Facteur de croissance analogue à l'insuline 1 (IGF-1)
Délai: Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Modifications du facteur de croissance analogue à l'insuline 1 (IGF-1)
Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF)
Délai: Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Modifications du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF)
Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Ocytocine
Délai: Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Changements dans l'ocytocine
Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Interleukine (IL)-1
Délai: Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Modifications de l'interleukine (IL)-1
Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Interleukine (IL)-1ra
Délai: Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Modifications de l'interleukine (IL)-1ra
Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Interleukine (IL)-10
Délai: Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Modifications de l'interleukine (IL)-10
Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Facteur de nécrose tumorale a (TNFa)
Délai: Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)
Modifications du facteur de nécrose tumorale a (TNFa)
Passage des valeurs pré-vol (moyenne des prélèvements sanguins 180 et 60 jours avant le lancement) aux valeurs en vol (moyenne de tous les prélèvements sanguins en vol : 1 mois de mission = 1 prélèvement, 2 mois = 2 prélèvements, 6 mois = 4 tirages, 12 mois = 7 tirages)

Collaborateurs et enquêteurs

C'est ici que vous trouverez les personnes et les organisations impliquées dans cette étude.

Parrainer

University of Pennsylvania

Collaborateurs

Charite University, Berlin, Germany
DLR German Aerospace Center
National Aeronautics and Space Administration (NASA)

Publications et liens utiles

La personne responsable de la saisie des informations sur l'étude fournit volontairement ces publications. Il peut s'agir de tout ce qui concerne l'étude.

Publications générales

Liens utiles

Dates d'enregistrement des études

Ces dates suivent la progression des dossiers d'étude et des soumissions de résultats sommaires à ClinicalTrials.gov. Les dossiers d'étude et les résultats rapportés sont examinés par la Bibliothèque nationale de médecine (NLM) pour s'assurer qu'ils répondent à des normes de contrôle de qualité spécifiques avant d'être publiés sur le site Web public.

Dates principales de l'étude

Début de l'étude (Réel)

1 août 2021

Achèvement primaire (Estimé)

30 juin 2027

Achèvement de l'étude (Estimé)

30 juin 2028

Dates d'inscription aux études

Première soumission

25 février 2021

Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité

19 avril 2021

Première publication (Réel)

23 avril 2021

Mises à jour des dossiers d'étude

Dernière mise à jour publiée (Estimé)

10 octobre 2025

Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité

8 octobre 2025

Dernière vérification

1 octobre 2025

Plus d'information

Termes liés à cette étude

Mots clés

Termes MeSH pertinents supplémentaires

Autres numéros d'identification d'étude

  • 843851
  • 80NSSC19K1046 (Autre subvention/numéro de financement: National Aeronautics and Space Administration (NASA))
  • 50WB2115 (Autre subvention/numéro de financement: German Aerospace Center (DLR))

Plan pour les données individuelles des participants (IPD)

Prévoyez-vous de partager les données individuelles des participants (DPI) ?

NON

Description du régime IPD

Il n'y aura de partage de données qu'au sein de notre groupe de recherche (CIPHER).

Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude

Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine

Non

Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine

Non

produit fabriqué et exporté des États-Unis.

Non

Ces informations ont été extraites directement du site Web clinicaltrials.gov sans aucune modification. Si vous avez des demandes de modification, de suppression ou de mise à jour des détails de votre étude, veuillez contacter register@clinicaltrials.gov. Dès qu'un changement est mis en œuvre sur clinicaltrials.gov, il sera également mis à jour automatiquement sur notre site Web .

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