Astronautas e gravidade: a pega que o cérebro não esquece no espaço

Viver no espaço altera o corpo rapidamente - mas o cérebro demora mais a adaptar-se. Investigadores observaram que os astronautas continuam a segurar objectos como se a gravidade os pudesse arrancar das mãos, mesmo depois de longas permanências em órbita.

Esse hábito que persiste dá uma oportunidade rara para perceber como o cérebro antecipa o movimento - e o que acontece quando essas previsões passam, de repente, a estar erradas.

A pega dos astronautas revela uma gravidade escondida

Num ensaio realizado a bordo de uma estação espacial, o desfasamento ficou visível quando os astronautas manipularam um objecto equipado com sensores e aplicaram mais força do que a ausência de peso exigia.

Ao registar essas forças, Philippe Lefèvre, da Universidade Católica de Lovaina (UCLouvain), mostrou que a gravidade continuava a moldar a forma como as mãos actuavam muito tempo depois do lançamento.

Mesmo ao fim de meses em órbita, a força extra na pega mantinha-se mais evidente quando os astronautas moviam os objectos, e não tanto quando os seguravam sem os deslocar.

A persistência desta resposta leva a uma questão mais fundamental: como funciona, em condições normais, a pega e por que razão o cérebro a avalia mal no espaço.

O cérebro antecipa cada pega

Em terra, cada elevação ensina os dedos a apertar no instante certo, antes de um objecto escorregar, assentar ou “puxar” durante um movimento normal.

Esse acerto temporal é um reflexo da coordenação sensório-motora - a forma como o cérebro integra informação dos sentidos e do movimento - e não apenas de força na mão durante uma acção planeada.

Quando o braço se desloca, a inércia - a tendência de um objecto para manter o seu estado de movimento - faz com que o item segurado pressione os dedos a cada balanço.

Uma pega demasiado solta deixa o objecto desviar-se; uma pega excessivamente apertada desperdiça esforço e, com o tempo, diminui o controlo. Encontrar este equilíbrio não se aprende de um dia para o outro.

A longa experiência na Terra deixa no cérebro “priores” gravitacionais - expectativas incorporadas sobre como a gravidade actua em cada alcance e manipulação.

Essas expectativas permitem que as mãos se preparem para o peso antes de a confirmação chegar através do tacto e do feedback muscular. Isto ajuda a explicar por que motivo os resultados surpreenderam os investigadores. Como Lefèvre explicou mais tarde, anos de exposição à gravidade continuam a influenciar o comportamento mesmo em órbita.

“ O facto de termos estado expostos à gravidade desde a infância, durante anos e décadas, não o conseguimos esquecer, mesmo ao fim de cinco a seis meses, ” disse.

Manipular objectos torna-se mais difícil

Em microgravidade - onde os objectos parecem quase sem peso - largar uma ferramenta não a faz cair. Ainda assim, o movimento continua a ser determinante. Um empurrão pequeno pode pôr equipamento solto a derivar através de uma cabine cheia, durante tarefas rotineiras.

Sem dedos firmes, uma libertação aparentemente inofensiva pode transformar-se depressa num risco perto de ecrãs, interruptores ou de outro membro da tripulação. Manipular objectos no espaço exige um equilíbrio diferente entre segurança, rapidez e o esforço despendido a segurar.

O risco tem um papel central nesse equilíbrio. Quando um objecto em movimento transporta mais energia cinética - a energia associada ao movimento - o custo de um deslize aumenta.

Os astronautas respondem apertando mais durante movimentos mais rápidos, acrescentando força para além do necessário para evitar que o objecto escorregue. Este padrão indica que o cérebro não está apenas a evitar erros: também está a ponderar as consequências possíveis desses erros.

Pegas mais fortes podem proteger o equipamento, mas força a mais pode reduzir a precisão em tarefas delicadas, sobretudo em condições apertadas.

Os astronautas revelam o padrão

No total do projecto, 11 astronautas - duas mulheres e nove homens - realizaram a tarefa antes do voo, durante a missão e após o regresso, usando o mesmo objecto.

As sessões compararam a gravidade normal na Terra com a ausência de peso, depois de as tripulações já terem vivido durante meses a bordo da estação.

Anos antes, um projecto de voo espacial tinha moldado esta configuração em torno de um instrumento de mão capaz de medir força e movimento em várias direcções.

Este tipo de dados, raro por natureza, torna as conclusões particularmente robustas, mas também obriga a amostras pequenas quando comparadas com estudos em terra.

A pega volta a reajustar-se na Terra

De regresso à Terra, os astronautas não recuperaram de imediato os padrões antigos de pega. No início, as mãos avaliavam mal a força de carga - o empurrão ou a tracção que tem de ser contrariada durante o movimento - à medida que a gravidade voltava a impor-se.

Com repetidas tentativas, a força e o momento em que apertavam ajustaram-se gradualmente para voltar a corresponder às exigências terrestres.

Esta recuperação relativamente rápida pode ajudar as tripulações a readaptarem-se, mas erros iniciais podem continuar a ser relevantes durante aterragem ou em tarefas sensíveis ao tempo.

Olhando para o futuro, as implicações são mais amplas. As próximas missões não serão simples transições entre a Terra e a ausência de peso.

Astronautas que viajem para a Lua ou para Marte irão enfrentar gravidade parcial, onde hábitos familiares podem não se aplicar por completo.

O treino poderá ter de dar mais atenção a estas transições desconfortáveis, quando as previsões do cérebro ficam para trás face a ambientes em mudança.

O desenho de ferramentas também pode ajudar, ao acomodar pegas mais fortes e ao reduzir danos quando objectos derivam inesperadamente perto de pessoas.

Porque a pega é importante no espaço

Por detrás destes movimentos da mão estiveram quase 20 anos de planeamento, falhas de hardware, reconstruções, lançamentos e análise entre várias agências.

Um dos primeiros modelos de voo perdeu-se quando um foguetão de abastecimento explodiu segundos após o lançamento, em 2014, levando consigo o primeiro instrumento.

As equipas reconstruíram o sistema e, depois, aguardaram que os astronautas concluíssem sessões cuidadosas tanto em órbita como após a aterragem, dentro de janelas curtas e rigorosamente calendarizadas.

Essa longa espera acabou por reforçar o estudo, porque laboratórios convencionais não conseguem reproduzir na Terra a ausência de peso durante meses.

No futuro, a pega da mão pode parecer um pormenor, mas os resultados ligam-na à navegação, ao uso de ferramentas, à segurança e à recuperação após regressar à Terra sob stress físico.

Melhor treino e pegas de ferramentas mais inteligentes podem reduzir erros iniciais, enquanto novos dados poderão mostrar quais as adaptações que permanecem por mais tempo.