L’esperimento Wearable Monitoring ha l’obiettivo di approfondire la conoscenza dei meccanismi fisiologici del sonno in microgravità e fa parte del programma di attività scientifiche e sperimentali della missione FUTURA, seconda di lunga durata organizzata e finanziata dall’Agenzia Spaziale Italiana a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Nella seconda e terza settimana di gennaio 2015, Samantha Cristoforetti, astronauta italiana dell’Agenzia Spaziale Europea e capitano pilota dell’Aeronautica Militare, ha svolto con successo le prime tre registrazioni notturne previste dal progetto nell’ambito dell’attività scientifica e sperimentale della missione FUTURA.
Wearable Monitoring, proposto dalla Fondazione Don Gnocchi e svolto in collaborazione con l’Istituto Auxologico Italiano, è uno dei nove progetti selezionati e sviluppati dall’Agenzia Spaziale Italiana per la missione FUTURA. L’accurata esecuzione del protocollo sperimentale da parte dell’astronauta e l’attento coordinamento delle attività da parte di ASI e della NASA sono state determinanti per l’alta qualità dei dati raccolti.
La conoscenza dei meccanismi fisiologici del sonno in microgravità è un tema importante: durante le missioni spaziali 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.
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 (PI del progetto).
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 MagIC-Space 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.
