Co stanie się z mózgiem astronauty podczas misji na Marsa? Nic dobrego. Zostanie wytrącony przez niszczycielskie cząsteczki, które mogą trwale upośledzić funkcje poznawcze, zgodnie z badaniami onkologii radiologicznej przeprowadzonymi na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine.
Charles Limoli i jego koledzy odkryli, że ekspozycja na wysokoenergetyczne naładowane cząstki - takie jak galaktyczne promienie kosmiczne, które bombardują astronautów podczas długich lotów kosmicznych - powoduje znaczne uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego i prowadzi do upośledzenia funkcji poznawczych.
„Nie jest to najlepsza wiadomość dla astronautów przygotowujących się do dwu- lub trzyletniej podróży na Marsa” - mówi Limoli, profesor onkologii radiologicznej z Caltech School of Medicine w Irvine. - Zmniejszona produktywność, deficyty pamięci, zmniejszona koncentracja i uwaga podczas lotów kosmicznych mogą wpływać na czynności o znaczeniu krytycznym; ekspozycja na te cząstki może również prowadzić do długotrwałego upośledzenia funkcji poznawczych przez całe życie”.
W ramach badań naukowcy napromieniowali gryzonie (w pełni zjonizowany tlen i tytan) naładowanymi cząsteczkami w Laboratorium Promieniowania Kosmicznego NASA w Brookhaven National Laboratory, a następnie wysłali je do laboratorium w Limoli.
Zdjęcie: hi-news.ru
Naukowcy odkryli, że ekspozycja na te cząstki prowadzi do zapalenia mózgu, zakłócając sygnalizację między neuronami. Obrazy pokazały, jak dokładnie sieć komunikacyjna mózgu jest zakłócana przez skurcze struktur komórek nerwowych, na przykład dendrytów.
Dodatkowe zmiany synaptyczne, w połączeniu ze zmianami strukturalnymi, zakłócały zdolność komórek nerwowych do wydajnego przesyłania sygnałów elektrochemicznych. Co więcej, doprowadziło to do równoczesnego pogorszenia wydajności podczas wykonywania zadań behawioralnych mających na celu sprawdzenie uczenia się i pamięci.
Film promocyjny:
Tego typu poważniejsze zaburzenia funkcji poznawczych są powszechne u pacjentów z rakiem mózgu, którzy otrzymują duże dawki promieniowania fotonowego podczas leczenia. W innym badaniu Limoli przygląda się wpływowi chemioterapii i radioterapii głowy na funkcje poznawcze.
Limoli twierdzi, że chociaż deficyt poznawczy pojawi się u astronautów dopiero kilka miesięcy później, to czas potrzebny na lot na Marsa będzie wystarczająco długi, aby deficyt się rozwinął. Ludzie, którzy pracują przez dłuższy czas na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, nie są narażeni na taki sam poziom bombardowania galaktycznego promieniowania kosmicznego, na jakim wciąż znajdują się w ochronnej magnetosferze Ziemi.
Cząsteczki promieniowania, które składają się na galaktyczne promienie kosmiczne, to głównie pozostałości po supernowych.
Praca Limoli jest częścią programu badań nad ludźmi NASA. Zbadanie, w jaki sposób promieniowanie kosmiczne wpływa na astronautów i zbadanie sposobów łagodzenia tych skutków, ma kluczowe znaczenie dla dalszej eksploracji kosmosu przez ludzi, ponieważ zagrożenia te będą objawiać się głównie podczas misji na Marsa i poza Czerwoną Planetę.
Co możemy zrobić, aby chronić astronautów lecących na Marsa?
Limoli twierdzi, że jako częściowe rozwiązanie należy zaprojektować statek kosmiczny z wysoce chronionymi obszarami, w których można odpoczywać i spać. Jednak cząstki o wysokiej energii i tak przejdą przez statek i nie ma rzeczywistego sposobu, aby ich uniknąć.
Nadzieję dają procedury zapobiegawcze. „Pracujemy nad strategiami farmakologicznymi, które zawierają składniki, które będą wiązały wolne rodniki i chroniły neurotransmisję” - mówi Limoli. „Jednak teoria nadal wymaga optymalizacji i dopracowania”.