Ogen verraden ruimteziekte

Hogere zwaartekrachten in een centrifuge en gewichtloosheid in de ruimte lijken elkaars tegenpolen. Toch heeft Suzanne Nooij het ontstaan van ‘ruimteziekte’ of Space Adaptation Syndrome (SAS) de afgelopen vier jaar onderzocht door studenten en astronauten te centrifugeren bij TNO. Een behandeling die normaal gesproken alleen straaljagerpiloten ondergaan.

“SAS ontstaat bij ongeveer de helft van de astronauten tijdens de eerste dagen van hun ruimtevlucht”, vertelt Nooij. “De astronauten die er last van hebben, blijken ook misselijk te worden na behandeling in de centrifuge waarin driemaal de aardse zwaartekracht wordt nagebootst. Dit werd in de jaren tachtig per toeval ontdekt door prof. Wubbo Ockels van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek, die zelf ook last had van ruimteziekte.”

Uit experimenten van Ockels bleek dat de symptomen van ruimteziekte niet werden veroorzaakt door gewichtloosheid, maar door de aanpassing aan een ander zwaartekrachtsniveau. Maar hoe komt het dat sommige mensen er wel last van hebben en anderen niet, vroeg Nooij, die deze week bij Ockels promoveerde, zich af.

Het geheim zit in het evenwichtsorgaan. Dit zit in het binnenoor en bestaat uit halfcirkelvormige kanalen, gevoelig voor rotatie, en de zogenoemde otolieten, gevoelig voor lineaire versnellingen. Een goede communicatie tussen deze twee is nodig om de zwaartekracht in te kunnen schatten.

Maar bij veel mensen zijn de twee otolieten niet even gevoelig. Zij hebben dat hun hele leven al en zijn er aan gewend. Maar als ze plotseling worden blootgesteld aan een andere zwaartekracht, duurt het even voordat ze daar aan wennen. Althans, zo luidde ongeveer de ‘otoliet-assymetrie-hypothese’, die Nooij testte.

Nooij stelde de otolieten van proefpersonen los van elkaar bloot aan hogere G-krachten. “Ik zette mensen op een draaistoel en plaatste de draai-as precies in een van de otolieten. De andere otoliet ervaart daardoor een tweemaal zo hoge G-kracht. Vergelijk het met een draaimolen. Als je je hoofd naar buiten steekt voelt het zwaarder aan.”

Aan oogbewegingen van de proefpersonen kon Nooij vervolgens de asymmetrie afleiden. “Het evenwichtsorgaan stuurt ook de ogen aan”, vertelt Nooij. “Ogen willen zoveel mogelijk de horizon volgen. Maar na centrifugeren richten ze zich minder naar de zwaartekracht.”

De proefpersonen moesten naar een rij voorbijtrekkende, licht gekantelde zwarte strepen kijken. De mate waarop ogen hierop reageerden door mee te draaien, zegt iets over de gevoeligheid van de otolieten voor zwaartekracht. Door oogkanteling te vergelijken na twee achtereenvolgende rotatiesessies, kon Nooij de asymmetrie meten. Mensen die ruimteziek werden hadden inderdaad afwijkende otolieten.

De ogen verraden dus of iemand ruimteziek wordt. Het zal niet een test zijn waar astronauten om staan te springen, vreest Nooij. “Maar het leuke is, we kunnen deze ruimteziektegevoelige mensen met de centrifuge ook trainen zodat ze minder last krijgen in de ruimte.”

De draaiing van ogen die gericht zijn op voorbijtrekkende zwarte strepen verraden of iemand ruimteziek wordt. (Foto: Walter van Dijk)

Hogere zwaartekrachten in een centrifuge en gewichtloosheid in de ruimte lijken elkaars tegenpolen. Toch heeft Suzanne Nooij het ontstaan van ‘ruimteziekte’ of Space Adaptation Syndrome (SAS) de afgelopen vier jaar onderzocht door studenten en astronauten te centrifugeren bij TNO. Een behandeling die normaal gesproken alleen straaljagerpiloten ondergaan.

“SAS ontstaat bij ongeveer de helft van de astronauten tijdens de eerste dagen van hun ruimtevlucht”, vertelt Nooij. “De astronauten die er last van hebben, blijken ook misselijk te worden na behandeling in de centrifuge waarin driemaal de aardse zwaartekracht wordt nagebootst. Dit werd in de jaren tachtig per toeval ontdekt door prof. Wubbo Ockels van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek, die zelf ook last had van ruimteziekte.”

Uit experimenten van Ockels bleek dat de symptomen van ruimteziekte niet werden veroorzaakt door gewichtloosheid, maar door de aanpassing aan een ander zwaartekrachtsniveau. Maar hoe komt het dat sommige mensen er wel last van hebben en anderen niet, vroeg Nooij, die deze week bij Ockels promoveerde, zich af.

Het geheim zit in het evenwichtsorgaan. Dit zit in het binnenoor en bestaat uit halfcirkelvormige kanalen, gevoelig voor rotatie, en de zogenoemde otolieten, gevoelig voor lineaire versnellingen. Een goede communicatie tussen deze twee is nodig om de zwaartekracht in te kunnen schatten.

Maar bij veel mensen zijn de twee otolieten niet even gevoelig. Zij hebben dat hun hele leven al en zijn er aan gewend. Maar als ze plotseling worden blootgesteld aan een andere zwaartekracht, duurt het even voordat ze daar aan wennen. Althans, zo luidde ongeveer de ‘otoliet-assymetrie-hypothese’, die Nooij testte.

Nooij stelde de otolieten van proefpersonen los van elkaar bloot aan hogere G-krachten. “Ik zette mensen op een draaistoel en plaatste de draai-as precies in een van de otolieten. De andere otoliet ervaart daardoor een tweemaal zo hoge G-kracht. Vergelijk het met een draaimolen. Als je je hoofd naar buiten steekt voelt het zwaarder aan.”

Aan oogbewegingen van de proefpersonen kon Nooij vervolgens de asymmetrie afleiden. “Het evenwichtsorgaan stuurt ook de ogen aan”, vertelt Nooij. “Ogen willen zoveel mogelijk de horizon volgen. Maar na centrifugeren richten ze zich minder naar de zwaartekracht.”

De proefpersonen moesten naar een rij voorbijtrekkende, licht gekantelde zwarte strepen kijken. De mate waarop ogen hierop reageerden door mee te draaien, zegt iets over de gevoeligheid van de otolieten voor zwaartekracht. Door oogkanteling te vergelijken na twee achtereenvolgende rotatiesessies, kon Nooij de asymmetrie meten. Mensen die ruimteziek werden hadden inderdaad afwijkende otolieten.

De ogen verraden dus of iemand ruimteziek wordt. Het zal niet een test zijn waar astronauten om staan te springen, vreest Nooij. “Maar het leuke is, we kunnen deze ruimteziektegevoelige mensen met de centrifuge ook trainen zodat ze minder last krijgen in de ruimte.”

De draaiing van ogen die gericht zijn op voorbijtrekkende zwarte strepen verraden of iemand ruimteziek wordt. (Foto: Walter van Dijk)