Środki zaradcze dla upośledzenia wzroku u astronautów (STOP-VIIP)

Upośledzenie wzroku obserwowane u wielu astronautów po długotrwałych lotach kosmicznych na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jest uważane za najważniejszy problem medyczny zagrażający misji, zidentyfikowany w ostatniej dekadzie programu kosmicznego. W latach 2012-2014 NASA i NSBRI wydały 3-4 miliony dolarów rocznie na badanie przebiegu klinicznego i mechanizmów leżących u podstaw tego stanu, określanego jako Zespół Ciśnienia Wewnątrzczaszkowego (VIIP) z upośledzeniem wzroku, ze względu na jego teoretyczny związek z podwyższonym ciśnieniem wewnątrzczaszkowym i ośrodkowym ciśnieniem żylnym . Podczas poprzedniego cyklu finansowania badacze tej aplikacji wykonali pierwsze inwazyjne pomiary ciśnienia wewnątrzczaszkowego podczas ostrych (przechylanie głowy w dół łóżka i lot paraboliczny) i chronicznych (24-godzinne leżenie HDT) zmian gradientów grawitacyjnych symulujących loty kosmiczne u zdrowych ludzi. Nowatorskie obserwacje poczynione na podstawie tych badań wykazały, że 1) istnieje duży zakres ośrodkowego ciśnienia żylnego doświadczanego normalnie podczas zmian postawy w życiu codziennym; 2) zmiany te pojawiają się w ciągu kilku sekund od przejściowej postawy z pozycji pionowej do leżącej, a następnie są stabilne w czasie w tej pozycji; 3) przy ostrym założeniu symulowanej mikrograwitacji (HDT bedrest) ciśnienie wewnątrzczaszkowe i ośrodkowe ciśnienie żylne nieznacznie wzrastają z pozycji leżącej, ale w ciągu następnych 24 godzin wracają do wartości leżącej, a czasami poniżej tej wartości z powodu kompensacji przestrzennej w mózgu ; 4) podczas prawdziwej mikrograwitacji (lotu parabolicznego) ostre obniżenie ośrodkowego ciśnienia żylnego zmniejsza opór przepływu mózgowego, a ICP spada w porównaniu z pozycją leżącą, choć pozostaje powyżej pozycji pionowej w 1G.

Obecna hipoteza głosi, że zespół VIIP nie jest spowodowany patologicznie podwyższonym ośrodkowym ciśnieniem żylnym lub śródczaszkowym. Jednakże, ponieważ nie ma typowej redukcji ciśnienia typowej dla pozycji pionowej na ziemi, nieustanne, niskie podwyższenie ICP (tj. większe niż w pozycji pionowej, ale mniejsze niż w pozycji leżącej) prowadzi do zmian adaptacyjnych w oku, które ostatecznie skutkują w spłaszczeniu globu, fałdach naczyniówkowych i zaburzeniach widzenia. Wstępne dane sugerują, że zastosowanie ujemnego ciśnienia w dolnej części ciała (LBNP) może obniżyć ICP w pozycji głową w dół, w kierunku wartości obserwowanych w pozycji pionowej. Badacze proponują, aby zastosowanie LBNP podczas snu w kosmosie było praktyczną strategią przywrócenia odpowiedniej (choć odwróconej) dobowej zmienności centralnego ciśnienia żylnego, która następnie zapobiegałaby zmianom adaptacyjnym w oku. Badacze proponują następującą hipotezę:

Hipoteza 1: Wielokrotne podawanie LBNP w nocy spowoduje bezpieczne, trwałe obniżenie ośrodkowego ciśnienia żylnego podczas snu. To przywrócenie efektywnej zmienności okołodobowej w ośrodkowym ciśnieniu żylnym zapobiegnie zmianom strukturalnym w oku wywołanym przez mikrograwitację. Aby przetestować tę hipotezę, zbadano długoterminową skuteczność nocnego LBNP (6-8 godzin) w symulowaniu pozycji pionowej i zapobieganiu zmianom strukturalnym w oku podczas czterech dni leżenia w łóżku. Kompleksowe, nieinwazyjne najnowocześniejsze obrazowanie zostanie wykorzystane do zbadania struktury aparatu wzrokowego, przy użyciu optycznej tomografii koherentnej połączonej z inwazyjnym bezpośrednim pomiarem CVP.