Hva vil skje med hjernen til en astronaut under et oppdrag til Mars? Ikke noe bra. Det vil bli presipitert av destruktive partikler som permanent kan svekke den kognitive funksjonen, ifølge en strålingsonkologisk studie fra University of California, Irvine.
Charles Limoli og hans kolleger fant at eksponering for partikler med høyt energi ladet - for eksempel de galaktiske kosmiske strålene som bombarderer astronauter under lange romflyvninger - forårsaker betydelig skade på sentralnervesystemet og fører til kognitiv svekkelse.
"Ikke den beste nyheten for astronauter som forbereder seg på en to- eller tre-årig seilas til Mars," sier Limoli, professor i strålingsonkologi ved Caltech School of Medicine i Irvine. - Nedsatt produktivitet, hukommelsesunderskudd, redusert konsentrasjon og oppmerksomhet under romflukt kan påvirke oppdragskritiske aktiviteter; eksponering for disse partiklene kan også føre til langvarig kognitiv svikt gjennom hele livet."
Som en del av studien bestrålte forskere gnagere (fullstendig ionisert oksygen og titan) med ladede partikler ved NASAs romstrålingslaboratorium ved Brookhaven National Laboratory, og sendte dem deretter til Limoli-laboratoriet.
Foto: hi-news.ru
Forskere har funnet at eksponering for disse partiklene fører til betennelse i hjernen og forstyrrer signalisering mellom nevroner. Bildene viste hvordan nøyaktig hjernens kommunikasjonsnettverk blir forstyrret av sammentrekninger i nervecellens strukturer, for eksempel dendritter.
Ytterligere synaptiske endringer kombinert med strukturelle endringer forstyrret nervecellers evne til effektivt å overføre elektrokjemiske signaler. Videre førte dette til en samtidig nedbrytning av ytelsen når du utførte atferdsoppgaver designet for å teste læring og hukommelse.
Salgsfremmende video:
Disse typene mer alvorlige kognitive svikt er vanlige hos pasienter med hjernekreft som får høye doser fotonstråling under behandlingen. I en annen studie ser Limoli på effektene av cellegift og hodestråling på kognitiv funksjon.
Mens det kognitive underskuddet bare vil dukke opp i astronauter måneder senere, sier Limoli, vil tiden det tar å fly til Mars være lang nok til at underskuddet kan utvikle seg. Mennesker som jobber i lengre perioder på den internasjonale romstasjonen, møter ikke det samme nivået av galaktisk kosmisk strålebombardement som de fremdeles befinner seg innenfor jordas beskyttende magnetosfære.
Strålingspartiklene som utgjør disse galaktiske kosmiske strålene er stort sett supernova-rester.
Limolis arbeid er en del av NASAs humanforskningsprogram. Å undersøke hvordan kosmisk stråling påvirker astronauter og utforske måter å dempe disse effektene på er avgjørende for videre utforskning av menneskets rom, da disse risikoene først og fremst vil manifestere seg på oppdrag til Mars og utenfor den røde planeten.
Hva kan vi gjøre for å beskytte astronauter som flyr til Mars?
Som en delvis løsning, sier Limoli, bør romskipet være designet med svært beskyttede områder hvor du kan hvile og sove. Imidlertid vil partiene med høy energi passere gjennom skipet uansett, og det er ingen reell måte å unngå dem på.
Forebyggende prosedyrer gir håp. "Vi jobber med farmakologiske strategier som inkluderer komponenter som vil binde frie radikaler og beskytte nevrotransmisjon," sier Limoli. "Men teorien må fortsatt optimaliseres og foredles."
