Wie kann das Sehvermögen von Astronauten geschädigt werden?

(Dan Tri) – Raumfahrt kann bei Astronauten Sehstörungen verursachen, doch Wissenschaftler haben ein KI-gestütztes Erkennungsinstrument entwickelt, um dieses Risiko bereits vor dem Start vorherzusagen.

Astronauten können Augenschäden erleiden (Illustration: Getty).

Forscher in den USA konzentrierten sich auf das Weltraumflug-assoziierte Optikusneuropathie-Syndrom (SANS), ein Begriff, der Sehbeeinträchtigungen beschreibt, die bei längeren Aufenthalten im Weltraum auftreten.

Obwohl die SANS-Symptome nach der Rückkehr der Astronauten zur Erde abklingen können, verläuft die Genesung nicht immer reibungslos. Die frühzeitige Identifizierung von Risikopersonen ermöglicht die Umsetzung von Vorsichtsmaßnahmen vor dem Flug.

„Unsere Modelle zeigen vielversprechende Genauigkeit, selbst wenn sie mit begrenzten Daten trainiert wurden“, sagte der Augenarzt Alex Huang (UC San Diego). „Im Wesentlichen nutzen wir KI, um Ärzten ein Werkzeug an die Hand zu geben, mit dem sie vorhersagen können, welche Erkrankungen im Weltraum auftreten werden, noch bevor der Astronaut die Erde verlässt.“

Da bisher nur wenige Menschen im Weltraum waren, ist der Datensatz zum Trainieren des Modells noch recht klein. Das Team nutzte einen Supercomputer der UC San Diego, um ein Deep-Learning-Modell zu entwickeln, das Augenmerkmale im Zusammenhang mit dem SANS erkennen kann. Die Daten umfassten Proben von Personen, die zwar noch nie im Weltraum waren, aber simulierte Mikrogravitation erlebt hatten.

Um die Stichprobengröße zu erhöhen, unterteilte das Team die Augenscans in Tausende von Schichten, sodass das Modell jede Struktur detailliert analysieren konnte. Nach Abschluss der Analyse erreichte das Modell eine Genauigkeit von etwa 82 % bei der Vorhersage des SANS-Risikos, basierend auf Augenscans vor dem Flug, mit denen es zuvor nicht trainiert worden war.

Die Ergebnisse zeigten, dass die SANS-bedingten Augenveränderungen in simulierter Mikrogravitation weitgehend mit Daten aus tatsächlichen Raumflügen übereinstimmten, was darauf schließen lässt, dass Mikrogravitationssimulationen wichtige physiologische Effekte auf das Auge reproduzieren.

„Eines der auffälligsten Ergebnisse war die Ähnlichkeit der Aufmerksamkeitsmuster der KI zwischen Weltraumdaten und erdgebundenen Daten“, sagte der Augenarzt Mark Christopher (UC San Diego). „Dies bestärkt die Annahme, dass simulierte Daten zur Erforschung der Gesundheit im Weltraum genutzt werden können – ein sehr vielversprechender Ansatz.“

Durch die Analyse der Bereiche, in denen sich KI konzentriert, liefert die Studie auch ein besseres Verständnis des Mechanismus der SANS-Bildung, einschließlich Veränderungen in der retinalen Nervenfaserschicht und im retinalen Pigmentepithel im hinteren Teil des Auges.

Das Forschungsteam betont, dass das SANS-Erkennungssystem nicht sofort eingesetzt werden kann, das langfristige Ziel aber darin besteht, Risiken frühzeitig zu erkennen und dadurch Interventionsstrategien für Weltraummissionen zu entwickeln.

Um längere und weiter entfernte Reisen zu ermöglichen, muss die Raumfahrtindustrie bekannte Gesundheitsrisiken wie Knochen-, Herz-Kreislauf- und Gehirnveränderungen angehen.

„Die Ergebnisse und Modelle der Studie befinden sich noch in einem frühen Stadium, aber sie bilden eine solide Grundlage. Mit mehr Daten und Weiterentwicklungen könnte diese Technologie zu einem unverzichtbaren Bestandteil der Gesundheitsversorgung zukünftiger Astronauten werden“, sagte Dr. Huang.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/nha-du-hanh-vu-tru-co-the-bi-ton-thuong-thi-luc-ra-sao-20251114005938765.htm