Thu. Jun 30th, 2022

Un nuevo saco de dormir podría prevenir problemas de visión en misiones espaciales largas. La invención tiene como objetivo aliviar la presión que se acumula detrás de los ojos durante largos períodos de baja gravedad. Los astronautas experimentan esta microgravedad en el espacio.

El saco de dormir de alta tecnología parece un cono de azúcar gigante y cubre solo la mitad inferior del cuerpo. La idea surgió de una técnica que usan los científicos para estudiar la presión arterial, señala Christopher Hearon. Es fisiólogo en el Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas en Dallas. Él y otros describieron su nuevo invento en JAMA Ophthalmology el 9 de diciembre de 2021.

Explicador: Gravedad y microgravedad

El diseño del saco de dormir tiene como objetivo evitar algo conocido como SANS. Eso significa síndrome neuro-ocular asociado al vuelo espacial. En la Tierra, la gravedad atrae los fluidos del cuerpo hacia las piernas. Pero sin la atracción de la gravedad de la Tierra, demasiado líquido permanece en la cabeza y la parte superior del cuerpo.

Este líquido adicional “presiona la parte posterior del ojo” y cambia su forma, explica Andrew Lee. Él no fue parte de este estudio. Como neurooftalmólogo (Op-thuh-MOL-uh-gist), es un médico que se ocupa de los nervios del ojo. Trabaja en el Houston Methodist Hospital y en un nuevo programa del Weill Cornell Medical College. Ambos están en Texas.

“Te vuelves más previsor”, explica Lee. La presión también hace que una parte del nervio óptico del ojo se hinche. “También se pueden formar pliegues en la parte posterior del ojo. Y el alcance de los efectos depende de cuánto tiempo pasan las personas en microgravedad. “Cuanto más tiempo pasa la gente en el espacio, más líquido permanece en la cabeza”, dice Lee. “Entonces, un vuelo espacial de larga duración, como 15 meses, podría ser un problema”. (Ese período es el tiempo que llevaría llegar a Marte). Lee y otros describieron SANS en npj Microgravity en 2020.

Y aquí es donde Hearon y su equipo entran en la historia. Estudios anteriores sobre la presión arterial utilizaron métodos que aspiraban aire para crear presión negativa alrededor de la parte inferior del cuerpo, dice Hearon. Algunos grupos habían tratado de aprovechar ese concepto para prevenir SANS. Pero se encontraron con desafíos, señala Hearon. Entonces, su equipo decidió probar un enfoque que trataría a los astronautas cuando no estuvieran trabajando. Por eso la hora de acostarse parecía ideal.

una foto de dos astronautas masculinos haciéndose exámenes de la vista mientras flotan dentro de la Estación Espacial Internacional
Los astronautas de la NASA Terry Virts (abajo) y Scott Kelly (arriba) trabajaron en exámenes de la vista en la Estación Espacial Internacional en 2015. Los largos períodos en microgravedad pueden afectar la visión de los astronautas. NASA

su innovación

El equipo sabía que meter a alguien en un saco de dormir normal y sacarle el aire no funcionaría. En algún momento, la bolsa colapsaría y presionaría contra las piernas. Eso sería contraproducente, empujando más líquido a la cabeza. “Realmente necesitas tener una cámara”, dice Steve Nagode. Es ingeniero mecánico y de innovación en Kent, Washington. Comenzó a trabajar con el equipo de Hearon mientras estaba en REI, una empresa de artículos deportivos.

El cono del saco de dormir obtiene su estructura a partir de anillos y varillas. Su capa exterior es de vinilo pesado, como el que se usa en los kayaks inflables. El sello alrededor de la cintura del durmiente está adaptado de la falda de un kayakista. (El ajuste perfecto mantiene el agua fuera del kayak). Y una plataforma como el asiento de un tractor evita que un astronauta sea absorbido demasiado cuando la aspiradora de baja potencia del dispositivo está encendida. “Sientes que te están absorbiendo un poco dentro del saco de dormir”, admite Hearon. “De lo contrario, se siente muy normal una vez que te instalas”.

Su equipo probó un prototipo con un pequeño grupo de voluntarios en la Tierra. “Tuvimos 10 sujetos que completaron cada uno dos episodios de 72 horas de reposo en cama”, explica. Al menos dos semanas separadas cada período de prueba de tres días. Excepto por breves descansos para ir al baño, los voluntarios permanecieron planos. Investigaciones anteriores habían demostrado que era suficiente tiempo para causar cambios de fluidos como los que experimentarían esos astronautas.

una foto de un astronauta masculino sosteniendo un dispositivo de medición mientras flota en la Estación Espacial Internacional
El astronauta de la Agencia Espacial Europea Tim Peake trabajó en la Estación Espacial Internacional en 2016. Sostiene un dispositivo que mide la presión del líquido en el cráneo. La microgravedad puede aumentar esa presión y degradar la visión. Tim Peake/NASA

Los voluntarios pasaron los tres días en una sesión de prueba acostados normalmente en la cama. Permanecieron en la misma cama durante tres días en la otra sesión de prueba. Pero la parte inferior de su cuerpo estaba en el saco de dormir durante ocho horas cada noche. Durante cada período de prueba, el personal médico midió la frecuencia cardíaca y otras cosas.

Midieron la presión arterial, por ejemplo, a medida que la sangre llena el corazón. Conocida como presión venosa central, esta PVC es alta cuando hay mucha sangre en la parte superior del cuerpo, como sucede en el espacio. El CVP también subió cuando la gente se quedó plana. Pero bajó por la noche cuando el saco de dormir estaba puesto. Eso “confirma que estábamos tirando sangre hacia las piernas, lejos del corazón y la cabeza”, dice Hearon.

Los globos oculares de las personas también mostraron pequeños cambios en la forma cuando permanecieron planos durante los tres días que no usaron el dispositivo. Los cambios de forma como esos son una señal temprana de SANS. Los cambios fueron mucho menores cuando las personas usaron el dispositivo.

Lee en Weill Cornell y Houston Methodist dice que espera que el diseño prevenga SANS en microgravedad, pero “Puede que no. No lo sabemos porque no lo hemos probado en el espacio”. También se pregunta sobre los posibles efectos secundarios del uso a largo plazo. Una cosa es revertir los cambios en la presión del fluido, dice Lee. “Otra cosa es hacerlo de manera segura”.

Hearon y su grupo están de acuerdo en que se necesitan más pruebas. “Las misiones van a durar mucho más de tres días”, señala. El trabajo futuro también explorará cuánto tiempo debe funcionar el dispositivo para dar los mejores resultados.

Nagode también puede aprovechar sus habilidades para diseñar equipo de mochilero para hacer ajustes futuros. El equipo puede querer hacer que la forma del cono sea plegable, por ejemplo. Después de todo, dice, “cualquier cosa que suba al espacio tiene que ser ligera y compacta”.

Los coautores del estudio, James Leidner y Benjamin Levine, hablan sobre un saco de dormir de alta tecnología para viajes espaciales que podría ayudar a evitar problemas de visión en misiones largas.
Crédito: UT Southwestern Medical Center

Esta es una de una serie que presenta noticias sobre tecnología e innovación, posible gracias al generoso apoyo de la Fundación Lemelson.

By Dani