23 marzo 2019
Aggiornato 13:30
Spazio | Missione Futura

Come funziona il sonno in assenza di peso sulla Stazione spaziale?

A questa domanda sta cercando di dare una risposta dalla Stazione spaziale internazionale l'astronauta italiana dell'Esa e capitano pilota sell'Aeronautica militare Samantha Cristoforetti, con l'esperimento Weareble monitoring.

MILANO - Come funziona il sonno in assenza di peso, quando si viaggia su un'astronave in orbita intorno alla Terra a 400 Km d'altrzza e a 28mila Km all'ora? A questa domanda sta cercando di dare una risposta dalla Stazione spaziale internazionale l'astronauta italiana dell'Esa e capitano pilota sell'Aeronautica militare Samantha Cristoforetti, con l'esperimento Weareble monitoring; uno dei 9 selezionati e sviluppati dall'Agenzia spaziale italiana (Asi) nell'ambito della missione di lunga durata Futura.

Il progetto ha l'obiettivo di approfondire la conoscenza dei meccanismi fisiologici del sonno in microgravità. Nelle ultime due settimane Samantha ha svolto con successo le prime tre registrazioni notturne previste. Wearable Monitoring è stato proposto dalla Fondazione Don Gnocchi ed è svolto in collaborazione con l'Istituto Auxologico Italiano. L'accurata esecuzione del protocollo sperimentale da parte dell'astronauta e l'attento coordinamento delle attività da parte di Asi e Nasa sono state determinanti per l'alta qualità dei dati raccolti.

I dati vengono rilevati e raccolti attraverso un sistema indossabile, denominato MagIC-Space, sviluppato nel Laboratorio dei Sensori Indossabili e Telemedicina di Milano della Fondazione Don Gnocchi. Il team di sviluppo è costituito dagli ingegneri Francesco Rizzo, Paolo Meriggi e Prospero Lombardi, sotto la guida dell'ingegner Marco Di Rienzo (Principal investigator del progetto). Conoscere i meccanismi fisiologici del sonno in microgravità è molto importante: durante le missioni spaziali, infatti, la qualità del sonno è normalmente ridotta e questo può portare a una diminuzione dell'attenzione e della vigilanza durante le attività in veglia degli astronauti. I fattori responsabili di questo fenomeno sono in gran parte ancora da studiare. Il progetto si propone in particolare di chiarire l'andamento nel sonno dell'attività elettrica e meccanica del cuore, dei livelli di attivazione del sistema nervoso autonomo, della respirazione e della temperatura.

MagIC-Space è composto da una maglietta contenente sensori tessili per la rilevazione dell'elettrocardiogramma e del respiro, un'unità di monitoraggio per la raccolta dei dati e la misura delle vibrazioni cardiache (da cui vengono estratti gli indici di meccanica cardiaca), un termometro per la misura della temperatura cutanea e un pacco batterie per l'alimentazione del dispositivo. Il sistema è stato progettato in modo da integrare gran parte dei sensori e dei fili all'interno della maglietta. Questo accorgimento ha permesso di semplificare il setup iniziale del dispositivo e ridurre il tempo-astronauta necessario per la preparazione dell'esperimento

Il dispositivo è giunto sulla Stazione Spaziale Internazionale il 12 gennaio 2015, con la capsula SpaceX Dragon CRS-5 e il piano delle attività a bordo prevede sei registrazioni notturne nell'arco dei sei mesi di permanenza di Samantha Cristoforetti nello Spazio. In ciascuna sessione sperimentale l'astronauta indossa la maglietta sensorizzata per tutta la notte e al risveglio trasferisce i dati sul computer di bordo per la successiva trasmissione a terra. Le registrazioni vengono poi analizzate alla Fondazione Don Gnocchi dagli ingegneri Emanuele Vaini, Prospero Lombardi e Paolo Castiglioni. La raccolta dei dati a terra e l'interpretazione biologica dei risultati sono svolte in collaborazione con il team di cardiologi dell'Istituto Auxologico Italiano - dottoresse Carolina Lombardi, Giovanna Branzi e Valeria Rella - sotto il coordinamento del professor Gianfranco Parati, docente di Medicina Cardiovascolare dell'Università di Milano Bicocca.

Oltre che in situazione di microgravità, i risultati dell'esperimento potranno avere importanti ricadute anche a terra. Nel mondo occidentale una persona su quattro soffre di disturbi del sonno, che spesso richiedono monitoraggi complessi. Il dispositivo sviluppato per questo progetto è caratterizzato da un'estrema facilità d'uso e potrebbe essere agevolmente utilizzato per la diagnosi remota dei disturbi del sonno presso il domicilio del paziente, nell'ambito di servizi di telemedicina.