Le cerveau des astronautes sous-estime la masse corporelle dans l'espace

En microgravité, les muscles, les os et les organes ne s'appuient plus les uns contre les autres comme ils le font sur Terre. Ce phénomène réduit les signaux en provenance des propriocepteurs, capteurs logés dans les muscles et les articulations qui informent le cerveau de la façon dont le corps est chargé et se déplace. C'est précisément grâce à ces signaux que le cerveau estime la masse corporelle. Lorsqu'ils s'affaiblissent, cette estimation peut se dérégler.

Dans l'étude, publiée dans eLife, douze taïkonautes à bord de la Station spatiale chinoise ont réalisé une tâche standard d'atteinte manuelle : toucher une cible aussi vite que possible. Par rapport à leurs performances avant le vol et à un groupe témoin au sol d'âge comparable, les taïkonautes se déplaçaient plus lentement dans l'espace. Ils généraient moins de force durant la phase initiale et automatique du mouvement, puis compensaient par des corrections sensorielles en cours d'exécution.

Deux hypothèses, une seule gagnante

Deux explications concurrentes avaient été avancées pour rendre compte du ralentissement des mouvements dans l'espace. La première : les astronautes feraient preuve d'une prudence délibérée, un geste trop rapide risquant de perturber leur posture et leur stabilité. La seconde : le cerveau sous-estimerait la masse corporelle en raison d'une réduction des signaux proprioceptifs. Les données de cette expérience contredisent la première hypothèse et confortent la seconde. Une génération de force initiale réduite, suivie de corrections par rétroaction sensorielle, correspond exactement à ce que l'on attendrait d'une estimation de masse erronée, et non d'une prudence stratégique.

Liens avec le vieillissement et le contrôle du mouvement

Les signaux proprioceptifs déclinent également avec l'âge, qui s'accompagne d'une perte musculaire, d'un ralentissement de la conduction nerveuse et d'une perception corporelle moins précise. Qu'un problème analogue d'estimation de la masse contribue au risque de chute et à la perte de coordination chez les personnes âgées n'a pas encore été directement testé. Les résultats indiquent cependant que le cerveau peut adopter un modèle corporel inexact sans le corriger spontanément par le mouvement ordinaire, ce qui ouvre des perspectives pour la rééducation et l'entraînement moteur dans les populations vieillissantes.

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