NATURALEZA

Así es como un nuevo saco de dormir protege la vista de los astronautas

Un nuevo saco de dormir podría prevenir problemas de visión en misiones espaciales de larga distancia. La presente invención tiene como objetivo aliviar la presión que se acumula detrás del ojo después de períodos prolongados de poca gravedad. Los astronautas experimentan esta microgravedad en el espacio.

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

Los sacos de dormir están diseñados para evitar los llamados SANS. Esto representa el síndrome neuro-ocular asociado con los vuelos espaciales. En la Tierra, la gravedad atrae los fluidos del cuerpo hacia las piernas. Pero sin la gravedad de la Tierra, quedaría demasiado líquido en la cabeza y la parte superior del cuerpo.

Andrew Lee explicó que este líquido extra «presiona la parte posterior del ojo» y cambia su forma. 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. Está trabajando en un nuevo programa en el Houston Methodist Hospital y el Weill Cornell Medical College. Ambos están en Texas.

«Te vuelves más visionario», explicó Lee. La presión también puede causar inflamación del nervio óptico en parte del ojo. «También se pueden formar arrugas en la parte posterior del ojo. La magnitud del impacto depende de la cantidad de tiempo que las personas pasan en microgravedad».Cuanto más tiempo pasan las personas en el espacio, más líquido tienen en el cerebro«, dijo Lee. «Así que los vuelos espaciales de larga duración, como 15 meses, pueden ser un problema. (Ese período es lo que se tarda en llegar a Marte). Lee y otros están microgravedad npj 2020.

Ahí es donde Herron y su equipo entran en la historia. Las primeras investigaciones sobre la presión arterial utilizaron succión para crear presión negativa alrededor de la parte inferior del cuerpo, dijo Hearon. Algunos grupos han tratado de usar el concepto para prevenir SANS. Pero enfrentaron desafíos, anotó Hearon. Entonces, su equipo decidió probar una forma de tratar a los astronautas cuando no estaban trabajando. Es por eso que la hora de acostarse parece ideal.

Foto de dos astronautas masculinos flotando dentro de la Estación Espacial Internacional para un examen de la vista
Los astronautas de la NASA Terry Virts (abajo) y Scott Kelly (arriba) realizan exámenes de la vista en la Estación Espacial Internacional en 2015. La exposición prolongada a la microgravedad puede dañar la visión de los astronautas. NASA

sus innovaciones

El equipo sabía que meter a alguien en un saco de dormir común y sacarle el aire no funcionaría. En algún momento, la bolsa colapsará y presionará la pierna. Eso sería contraproducente, empujando más líquido a la cabeza. «Realmente necesitas una habitación», dijo Steve Nagode. Es ingeniero mecánico y de innovación en Kent, Washington. Comenzó a trabajar con el personal de Hearon mientras trabajaba en REI, una empresa de artículos deportivos.

La estructura cónica del saco de dormir proviene de los anillos y varillas. Su caparazón es de vinilo pesado, como el que se usa en los kayaks inflables. El sello alrededor de la cintura del durmiente se adaptó de la falda de un kayakista. (El ajuste perfecto evita que el kayak entre en el agua). Cuando la aspiradora de baja potencia del dispositivo está encendida, una plataforma como el asiento de un tractor evita que los astronautas sean absorbidos demasiado. «Te sientes como si estuvieras siendo absorbido un poco por el saco de dormir», admitió Herron. «De lo contrario, una vez que te acomodas, se siente realmente normal».

Su equipo probó un prototipo con un pequeño grupo de voluntarios en la Tierra. «Tuvimos 10 sujetos que completaron dos reposos en cama de 72 horas», explicó. Cada período de prueba de tres días está separado por al menos dos semanas. Aparte de los breves descansos para ir al baño, los voluntarios se mantuvieron estables. Las primeras investigaciones sugieren que hay tiempo suficiente para inducir los cambios de fluidos que experimentarían los astronautas.

Foto de un astronauta masculino sosteniendo un dispositivo de medición mientras flota en la Estación Espacial Internacional
El astronauta de la ESA Tim Peake trabaja en la Estación Espacial Internacional en 2016. Sostiene un dispositivo que mide la presión del fluido en el cráneo. La microgravedad puede aumentar esta presión y reducir la visión. Tim Peake/NASA

Los voluntarios pasaron tres días en una cama normal durante una prueba. En otra prueba, permanecieron en la misma cama durante tres días. Pero la parte inferior de sus cuerpos dormía en sus sacos de dormir durante ocho horas por noche. Durante cada prueba, los médicos miden la frecuencia cardíaca y otras cosas.

Por ejemplo, midieron la presión arterial cuando la sangre llenaba 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. Cuando las personas se quedan planas, el CVP también sube. Pero bajó por la noche cuando se abrió el saco de dormir. Esto «confirma que estamos llevando sangre a las piernas, lejos del corazón y la cabeza», dijo Herron.

Dentro de los tres días de no usar el dispositivo, los globos oculares de las personas también mostraron pequeños cambios en la forma mientras permanecían planos. Los cambios de forma como estos son signos tempranos de SANS. Cuando las personas usan el dispositivo, los cambios son mucho menores.

Lee, de la Universidad Weill Cornell y de la Iglesia Metodista de Houston, dijo que espera que el diseño evite que SANS aparezca en microgravedad, pero «probablemente no lo hará. No lo sabemos porque no lo hemos probado en el espacio». También quería saber los posibles efectos secundarios del uso a largo plazo. Revertir los cambios en la presión del fluido es una cosa, dijo Lee. «Hacerlo con seguridad es otra cosa».

Hearon y su equipo están de acuerdo en que se necesitan más pruebas. «La misión durará más de tres días», señaló. El trabajo futuro también explorará cuánto tiempo debe funcionar el dispositivo para obtener resultados óptimos.

Nagode también puede usar sus habilidades para diseñar equipo de mochila para futuros ajustes. Por ejemplo, el equipo podría querer que la forma del cono sea plegable. Después de todo, dijo, «cualquier cosa que vaya 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 de larga duración.
Crédito: UT Southwestern Medical Center

Esta es una de una serie que presenta noticias sobre tecnología e innovación con el generoso apoyo de la Fundación Lemelson.

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