• Point de mire: polaire

Une année en Antarctique – la médecine à ses limites

Que se passe-t-il sur le plan physiologique et psychique lorsque des êtres humains vivent pendant des mois dans un isolement total, exposés à des conditions environnementales extrêmes? La médecin Jessica Studer a mené des recherches à ce sujet en Antarctique.

Sans vêtements chauds, rien n’est possible: la médecin Jessica Studer en Antarctique. Photo: IPEV/PNRA/ESA
Sans vêtements chauds, rien n’est possible: la médecin Jessica Studer en Antarctique. Photo: IPEV/PNRA/ESA

L’Antarctique est considéré comme l’un des endroits les plus inhospitaliers de la planète. Un froid extrême, un isolement de plusieurs mois, l’obscurité totale durant l’hiver ainsi qu’une altitude de plus de 3200 mètres au-dessus du niveau de la mer font du continent antarctique un laboratoire unique au monde. Depuis plus de vingt ans, la station de recherche franco-italienne Concordia sert de modèle analogue pour les missions spatiales de longue durée. Des facteurs de stress tels que l’isolement extrême, l’hypoxie hypobare chronique, les ressources médicales limitées, la désynchronisation circadienne et de fortes exigences en matière d’autonomie font de l’Antarctique un environnement similaire à celui de l’espace.

Totalement isolés du monde extérieur

J’ai eu la chance de passer une année entière sur White Mars. En tant que médecin de recherche, j’étais responsable de nombreux projets biomédicaux sélectionnés par l’Agence spatiale européenne (ESA). Mes participants à l’étude et moi-même – un équipage de treize scientifiques et techniciens – vivions ensemble dans un espace très restreint, totalement coupés du monde extérieur. Nous relevions ce défi en sachant que, durant les mois d’hiver, aucune évacuation n’était possible, même en cas d’urgence médicale. À cet égard, cet endroit est, bien qu’il se situe sur Terre, encore plus isolé que la Station spatiale internationale (ISS) – difficile à imaginer, n’est-ce pas? La vie sur White Mars pose ainsi non seulement des défis logistiques, mais aussi des défis physiologiques et psychologiques considérables.

Une combinaison unique de stress environnemental et d’isolement social

L’une des caractéristiques centrales de la station est l’hypoxie hypobare chronique. La diminution de la pression partielle d’oxygène entraîne des adaptations mesurables du système cardiovasculaire, de la respiration et de l’hématopoïèse. Parallèlement, les troubles du sommeil, la désynchronisation des rythmes circadiens et le manque prolongé de lumière influencent les performances neurocognitives. Cette combinaison de facteurs de stress environnementaux et d’isolement social fait de Concordia un modèle particulièrement précieux pour les futures missions vers la Lune ou Mars.

Des études biomédicales dans un espace restreint

Durant le séjour, de nombreuses études biomédicales ont été menées. En raison du faible nombre de personnes participant aux recherches, chaque jeu de données revêt une valeur particulière, si bien que la responsable scientifique elle-même devient également un sujet d’étude. Cette triple fonction de médecin, de cheffe de projet scientifique et de membre d’équipage exigeait une séparation claire entre responsabilité clinique, objectivité scientifique et vie privée sur la station – une distinction qui n’était toutefois pas toujours facile à maintenir. Il n’était pas rare que le laboratoire biomédical se transforme, de manière presque imperceptible, en consultation psychologique.

Troubles du sommeil et modifications temporaires du cerveau

Nos recherches portaient notamment sur l’architecture du sommeil, la régulation autonome, l’adaptation cardiovasculaire, les performances cognitives, les réactions immunitaires ainsi que la résilience psychique.

  • Il est apparu que les conditions environnementales extrêmes affectaient particulièrement le sommeil. Nous avons observé une fragmentation accrue du sommeil ainsi qu’une augmentation de la dépense énergétique nocturne. L’hypoxie chronique contribue également à une détérioration de la qualité du sommeil et de la récupération nocturne.
  • Outre ces effets physiologiques, des mécanismes d’adaptation psychologique ont également été mis en évidence, notamment le phénomène dit de «l’hibernation psychologique». Celui-ci se manifeste par un détachement et une apathie émotionnelle, interprétés comme une réponse possible au stress prolongé dans des environnements isolés, confinés et extrêmes, les fameux ICE.
  • Par ailleurs, nous avons pu observer des modifications structurelles temporaires du cerveau, avec une réduction transitoire du volume de la substance grise et de la substance blanche. Les régions cérébrales particulièrement touchées sont celles impliquées dans l’orientation spatiale, l’intégration sensorielle ainsi que la régulation de l’éveil et de l’attention. Ces changements neurostructurels doivent désormais être étudiés et caractérisés directement sur place à l’aide d’une IRM portable.
  • Une attention particulière a également été portée à la prise de décision médicale dans un contexte de pénurie de ressources. Les possibilités diagnostiques devaient être réduites à l’essentiel et les stratégies thérapeutiques soigneusement pesées. Ces conditions ressemblent à bien des égards à celles des futures missions interplanétaires, où les délais de communication et les ressources limitées imposeront une grande autonomie médicale à l’équipage.

Impact sur les relations humaines

La dimension humaine jouait elle aussi un rôle central. Un isolement prolongé peut affecter de manière subtile mais durable la dynamique d’équipe, la motivation et la régulation émotionnelle, et devenir rapidement un facteur de risque en l’absence de contre-mesures appropriées.

Il était donc essentiel de maintenir la stabilité psychique et la motivation de l’équipage, car la santé mentale contribue de manière déterminante à la cohésion du groupe – un facteur clé pour la réussite d’une mission commune. La prévention des conflits, une répartition claire des rôles et des procédures quotidiennes structurées se sont révélées être des facteurs de protection essentiels. De même, des activités de loisirs ciblées, le sport et une certaine variété dans un quotidien très ritualisé ont eu un effet positif. Nous avons ainsi organisé régulièrement des entraînements de crossfit, ainsi que, ponctuellement, des compétitions avec d’autres stations en Antarctique.

Une aventure profondément humaine

Ces douze mois passés en isolement complet ont montré que l’être humain possède une remarquable capacité d’adaptation, mais qu’elle n’est pas illimitée. L’Antarctique met en lumière les limites physiologiques et psychologiques, ainsi que les contre-mesures nécessaires pour préserver durablement la santé et la performance. Il apparaît tout aussi clairement que le retour dans un environnement complexe et riche en stimuli peut être au moins aussi exigeant que l’isolement lui-même.

Même si mon travail se concentre sur la préparation des futures missions lunaires et martiennes, la recherche menée en Antarctique constitue une démarche translationnelle bidirectionnelle: les connaissances acquises pour l’exploration spatiale trouvent une application directe dans la médecine terrestre – par exemple dans la compréhension du stress oxydatif, des modifications immunologiques et des maladies associées à l’hypoxie – et inversement.

Mais avant tout, White Mars a été pour moi une aventure profondément humaine: un miroir de mes propres limites et, en même temps, un symbole de la manière dont les environnements extrêmes peuvent stimuler la créativité et l’innovation. Lorsqu’on se concentre sur l’essentiel, la complexité est réévaluée, et c’est souvent la solution la plus simple qui s’avère la plus viable.