Vad händer med hjärnan hos en astronaut under ett uppdrag till Mars? Inget bra. Det kommer att utfällas av destruktiva partiklar som permanent kan försämra den kognitiva funktionen, enligt en strålningsonkologistudie från University of California, Irvine.
Charles Limoli och hans kollegor fann att exponering för högenergi laddade partiklar - som de galaktiska kosmiska strålarna som bombarderar astronauter under långa rymdflyg - orsakar betydande skador på det centrala nervsystemet och leder till kognitiv försämring.
"Inte de bästa nyheterna för astronauter som förbereder sig för en resa på två eller tre år till Mars," säger Limoli, professor i strålningsonkologi vid Caltech School of Medicine i Irvine. - Minskad produktivitet, minnesunderskott, minskad koncentration och uppmärksamhet under rymdfarten kan påverka uppdragskritiska aktiviteter. exponering för dessa partiklar kan också leda till långsiktig kognitiv försämring under hela livet."
Som en del av studien bestrålade forskare gnagare (helt joniserat syre och titan) med laddade partiklar vid NASA: s rymdstrålningslaboratorium vid Brookhaven National Laboratory och skickade dem sedan till Limoli-laboratoriet.
Foto: hi-news.ru
Forskare har funnit att exponering för dessa partiklar leder till hjärninflammation och stör signalering mellan neuroner. Bilderna visade hur hjärnans kommunikationsnät exakt störs av sammandragningar i nervcellernas strukturer, till exempel dendriter.
Ytterligare synaptiska förändringar i kombination med strukturella förändringar störde nervcells förmåga att effektivt överföra elektrokemiska signaler. Dessutom ledde detta till en samtidig försämring av prestandan när man utför beteendeuppgifter utformade för att testa inlärning och minne.
Kampanjvideo:
Dessa typer av mer allvarliga kognitiva nedsättningar är vanliga hos patienter med hjärncancer som får höga doser av fotonstrålning under behandlingen. I en annan studie tittar Limoli på effekterna av kemoterapi och huvudstrålning på kognitiv funktion.
Medan det kognitiva underskottet bara dyker upp i astronauter månader senare, säger Limoli, kommer tiden det tar att flyga till Mars vara tillräckligt lång för att underskottet ska utvecklas. Människor som arbetar under längre perioder på den internationella rymdstationen möter inte samma nivå av galaktisk kosmisk strålebombardement som de fortfarande befinner sig inom jordens skyddande magnetosfär.
Strålningspartiklarna som utgör dessa galaktiska kosmiska strålar är mestadels supernovarester.
Limolis arbete är en del av NASA: s humanforskningsprogram. Att utforska hur kosmisk strålning påverkar astronauter och utforska sätt att mildra dessa effekter är avgörande för ytterligare mänsklig rymdutforskning, eftersom dessa risker främst kommer att uppvisa vid uppdrag till Mars och bortom den röda planeten.
Vad kan vi göra för att skydda astronauter som flyger till Mars?
Som en partiell lösning, säger Limoli, bör rymdskeppet utformas med mycket skyddade områden att vila och sova. Emellertid kommer partiklarna med hög energi att passera genom fartyget ändå, och det finns inget riktigt sätt att undvika dem.
Förebyggande förfaranden ger hopp. "Vi arbetar med farmakologiska strategier som inkluderar komponenter som kommer att binda fria radikaler och skydda neurotransmission," säger Limoli. "Men teorin måste fortfarande optimeras och förfinas."
