Quando gli astronauti ritornano sulla Terra dopo mesi in orbita, non devono affrontare solo la fatica fisica; affrontano una profonda disconnessione sensoriale. Uno studio recente, il culmine di quasi due decenni di ricerca, rivela che il cervello umano fatica a “riprogrammare” la sua comprensione del peso e del movimento durante la transizione tra gravità e microgravità.
La scienza della memoria muscolare
I ricercatori dell’Università Cattolica di Lovanio in Belgio e della Fondazione basca per la scienza in Spagna hanno condotto uno studio longitudinale per comprendere come il volo spaziale altera le capacità motorie. Lo studio ha monitorato 11 astronauti (due donne e nove uomini) che avevano trascorso almeno cinque mesi a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
Il nucleo della ricerca si è concentrato sul modo in cui gli esseri umani manipolano gli oggetti. Sulla Terra, la nostra presa è guidata principalmente da un’unica necessità: prevenire la caduta degli oggetti. Nella microgravità della ISS, questa necessità scompare. Gli oggetti non cadono; semplicemente vanno alla deriva. Di conseguenza, lo scopo di una presa si sposta da sostenere qualcosa a muovere qualcosa nello spazio.
Come è stato condotto lo studio
Per misurare questi sottili cambiamenti nella percezione, gli astronauti hanno svolto compiti specifici prima, durante e dopo le loro missioni:
- Movimento ritmico: tenere un oggetto tra il pollice e l’indice mentre muovi il braccio su e giù, seguendo un metronomo o muovendoti liberamente.
- Controllo dell’attrito e dello scivolamento: far scorrere la presa su e giù su un oggetto fisso per determinare la forza minima richiesta per evitare lo scivolamento.
I risultati: un cervello intrappolato tra i mondi
I dati hanno rivelato un’affascinante discrepanza tra il modo in cui il corpo si muove e il modo in cui il cervello prevede il movimento.
In microgravità: compensazione eccessiva per un fantasma
Anche dopo mesi di assenza di gravità, gli astronauti non si sono adattati completamente alla mancanza di gravità. Hanno continuato ad applicare una forza di presa significativamente più elevata di quella effettivamente necessaria. I loro cervelli stavano essenzialmente “anticipando” una lotta contro la gravità che non c’era, applicando un livello di tensione muscolare utilizzato per combattere l’attrazione della Terra.
Sulla Terra: la discrepanza di peso
I risultati più sorprendenti si sono verificati al rientro. Quando gli astronauti tornarono sulla Terra, sperimentarono un “errore predittivo”.
- Peso percepito: Molti astronauti hanno riferito che gli oggetti sembravano molto più pesanti del previsto.
- Simmetria del movimento: Sulla Terra, usiamo naturalmente più forza per sollevare un oggetto che per abbassarlo (asimmetria). Nello spazio i movimenti diventano più simmetrici perché “su” e “giù” richiedono uno sforzo simile. Al ritorno sulla Terra, ci è voluto del tempo perché questa asimmetria naturale ritornasse.
“Il robusto accoppiamento di forza presa-carico acquisito in anni di apprendimento sulla Terra può quindi essere interrotto dopo un tempo sufficiente trascorso in assenza di gravità.”
Perché è importante: il cervello predittivo
Questa ricerca mette in luce un aspetto fondamentale della biologia umana: i nostri movimenti non sono solo reazioni; sono previsioni.
Il sistema nervoso umano costruisce costantemente modelli del mondo per anticipare quanta forza è necessaria per completare un compito. Quando un astronauta trascorre mesi nello spazio, il modello interno viene aggiornato per riflettere un ambiente senza peso. Tuttavia, poiché questi processi neurali sono così profondamente radicati negli anni di vita sulla Terra, la “riprogrammazione” è graduale e imperfetta.
Il cervello vive essenzialmente un periodo di “ritardo sensoriale”, in cui cerca di applicare le regole dello spazio alla realtà della Terra, provocando goffaggine e sensazioni fisiche inaspettate.
Conclusione: Lo studio dimostra che il volo spaziale a lungo termine altera radicalmente i modelli predittivi della fisica del cervello, richiedendo un periodo significativo di ricalibrazione neurologica affinché gli astronauti possano navigare di nuovo in modo sicuro e accurato nella gravità terrestre.
