Hypersole : la sensibilité de la plante du pied joue sur l'équilibre des astronautes
Dans le cadre de l'expérience canadienne Hypersole, les chercheurs se sont intéressés aux astronautes pour tenter de comprendre le lien possible entre l'équilibre et la sensibilité de la plante du pied.
Contexte
Les problèmes d'équilibre chez les astronautes une fois revenus de leur mission sont bien documentés. Certains d'entre eux ont dit avoir ressenti des picotements aux pieds pendant leur séjour en orbite et à leur retour sur Terre.
Ces quelques cas anecdotiques ont piqué la curiosité de scientifiques canadiens, qui ont voulu en savoir davantage sur les effets de la microgravité sur le système sensoriel. L'équipe de recherche d'Hypersole a donc tenté de déterminer si les sensations décrites par les astronautes pouvaient être associées à une perte d'équilibre.
Les chercheurs souhaitaient comprendre le rôle des récepteurs cutanés de la plante des pieds dans la coordination et la stabilité pour qu'ils puissent concevoir par la suite des mesures préventives et des exercices d'entraînement avant le vol qui permettraient de réduire le temps de récupération après leur retour.
Simulation d'une séance de collecte de données pour l'expérience Hypersole avec l'astronaute de l'Agence spatiale canadienne, le Dr Dave Williams. (Source : Agence spatiale canadienne.)
Objectifs
L'expérience Hypersole avait pour objectifs :
- de suivre les changements dans la sensibilité de la plante des pieds après une mission spatiale;
- d'identifier les récepteurs cutanés les plus touchés à la suite d'un vol spatial;
- de déterminer si les changements dans la sensibilité ont une incidence sur l'équilibre.
Retombées sur Terre
À mesure que nous vieillissons, la fiabilité de l'information que la plante du pied envoie au cerveau diminue, ce qui peut mener à des pertes d'équilibre et à un risque de chute accru.
Selon un rapport sur les chutes chez les aînés au Canada, les chutes sont la principale cause de blessure chez les Canadiens de 65 ans et plus. En effet, près d'un aîné sur trois est victime d'une chute chaque année. Selon certaines recherches, les chutes sont directement responsables de 95 % des fractures de la hanche.
Les résultats de l'expérience Hypersole viennent étoffer les connaissances qui pourraient un jour être utilisées dans la mise au point d'aides et d'appareils de correction destinés aux aînés qui éprouvent des problèmes d'équilibre sur Terre.
Déroulement
Onze astronautes ont participé à l'étude. Les données de l'expérience Hypersole ont été recueillies au cours de trois séances : la première a eu lieu avant le vol des astronautes, la deuxième, le jour de leur retour sur Terre, et la troisième, trois jours après leur atterrissage.
- Les chercheurs ont réalisé un moule du pied droit de chaque astronaute.
- Pendant chaque séance de test, les chercheurs ont inséré un dispositif de vibration dans les trous percés dans le moule afin de mesurer la sensibilité de la peau à différents endroits de la plante du pied de l'astronaute.
- Ils ont aussi utilisé des filaments pour appliquer différents degrés de pression à ces endroits.
- Durant chaque test, les participants devaient appuyer sur un déclencheur dès qu'ils percevaient une sensation avec le pied.
- Les astronautes ont également pris part à des tests d'équilibre fonctionnel visant à démontrer le lien entre la sensibilité de la plante des pieds et l'équilibre.
Résultats
Les résultats de l'expérience Hypersole sont les suivants :
- À leur retour sur Terre, certains astronautes présentaient une sensibilité réduite des pieds, tandis que d'autres présentaient une sensibilité accrue, surtout au niveau des talons.
- Les astronautes chez qui on a observé une sensibilité accrue avaient plus de difficulté à garder leur équilibre.
Les chercheurs croient que les changements dans la sensibilité sont dus à une altération du système vestibulaire, dans l'oreille interne, qui agit comme centre de l'équilibre. Pour s'adapter à la microgravité et assurer le maintien de l'équilibre malgré une quantité réduite d'information fournie par l'oreille interne, le corps rendait plus sensibles les nerfs des pieds des astronautes.
En général, le système d'équilibre utilise l'information vestibulaire, somesthésique et visuelle pour permettre à la personne de garder son équilibre. Afin de compenser l'absence de pesanteur dans l'espace, le corps perçoit une plus grande quantité d'information des nerfs du pied.
L'expérience Hypersole a vu le jour après que l'astronaute canadien Dave Williams a dit avoir ressenti des picotements aux pieds durant sa mission spatiale de à bord de la navette spatiale Columbia de la NASA et tout juste après son retour sur Terre. Leah Bent, Ph. D., chercheuse principale du projet Hypersole, a été fascinée à un point tel par la sensation décrite par l'astronaute qu'elle a décidé d'approfondir les recherches sur le sujet dans le cadre d'une expérience scientifique.
Dates
Les données de l'expérience Hypersole ont été recueillies dans le cadre de quatre missions de la navette spatiale, entre et .
Équipe de recherche
Chercheuse principale
- Leah Bent, Ph. D., Université de Guelph
Cochercheur
- Stephen Perry, Ph. D., Université Wilfrid-Laurier
Autres chercheurs
- Catherine Lowrey, Université de Guelph
- Nicholas Strzalkowski, Université de Guelph
- Christopher Lam, Université de Guelph
- Stephanie Muise, Université de Guelph
- Stephen Perry, Ph. D., Université Wilfrid-Laurier
- Kristen McFall, Université Wilfrid-Laurier
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