Astronavti prihodnosti morajo premagati potencialne možganske nevarnosti

Nove raziskave opozarjajo, da lahko podaljšana vesoljska potovanja ogrozijo prihodnje astronavte zaradi vrste zapletov osrednjega živčevja.

Raziskovalci Univerze v Calforniji, Irvine (UCI) domnevajo, da bi galatski kozmični žarki, ki bombardirajo astronavte med podaljšanimi vesoljskimi leti, lahko povzročili poškodbe možganov.

Charles Limoli in sodelavci UCI so v novi študiji ugotovili, da eksperimentalni visoko nabiti delci, podobno kot tisti v galaktičnih kozmičnih žarkih, povzročajo dolgotrajno znatno poškodbo možganov pri poskusnih glodalcih. V laboratoriju so glodalci imeli kognitivne motnje in demenco.

Njihova študija se pojavi v Nature's Scientific Reports. Sledi lanski študiji, ki je pokazala nekoliko krajše učinke galaktičnih kozmičnih žarkov na možgane. Trenutne ugotovitve, je dejal Limoli, vzbujajo veliko večjo zaskrbljenost.

"To ni pozitivna novica za astronavte, napotene na dvo do triletno krožno potovanje na Mars," je dejal profesor sevalne onkologije na Medicinski fakulteti UCI.

»Vesoljsko okolje astronavtom predstavlja edinstveno nevarnost. Izpostavljenost tem delcem lahko privede do vrste potencialnih zapletov osrednjega živčevja, ki se lahko pojavijo med in trajajo še dolgo po dejanskem potovanju v vesolje - na primer različni upadi zmogljivosti, pomanjkanje spomina, tesnoba, depresija in oslabljeno odločanje. Mnoge od teh škodljivih posledic na kognicijo se lahko nadaljujejo in napredujejo vse življenje. "

Za študijo so bili glodalci izpostavljeni obsevanju z nabitimi delci (popolnoma ionizirani kisik in titan) v NASA-jevem laboratoriju za vesoljsko sevanje v newyorškem nacionalnem laboratoriju Brookhaven in nato poslani v Limolijev laboratorij UCI.

Šest mesecev po izpostavitvi so raziskovalci še vedno ugotovili znatno stopnjo vnetja možganov in poškodbe nevronov. Slikanje je razkrilo, da je bila možganska nevronska mreža oslabljena zaradi zmanjšanja dendritov in bodic na teh nevronih, kar moti prenos signalov med možganskimi celicami.

Te pomanjkljivosti so bile povezane s slabo izvedbo vedenjskih nalog, namenjenih preverjanju učenja in spomina.

Poleg tega je ekipa iz Limolija odkrila, da je sevanje vplivalo na "izumrtje strahu", aktiven proces, v katerem možgani zatirajo predhodne neprijetne in stresne povezave, kot če se nekdo, ki se je skoraj utopil, nauči znova uživati ​​v vodi.

"Zaradi pomanjkanja strahu bi lahko bili nagnjeni k tesnobi," je dejal Limoli, "kar bi lahko postalo problematično med triletnim potovanjem na Mars in z njega."

Posebej je dejal, da ti šestmesečni rezultati odražajo šesttedenske ugotovitve po obsevanju iz leta 2015 izvedene študije, ki se je pojavila v prejšnjem dodatkuZnanstveni napredek.

Podobne vrste hujših kognitivnih motenj so pogoste pri bolnikih z možganskim rakom, ki so prejemali obsevne terapije s sevanjem na osnovi fotonov. V drugih raziskavah Limoli preučuje vpliv kemoterapije in obsevanja lobanje na kognicijo.

Medtem ko bi demenci podobni primanjkljaji pri astronavtih trajali mesece, se je po njegovih besedah ​​čas, potreben za misijo na Mars, zadosten za razvoj takšnih okvar. Ljudje, ki delajo dlje časa na Mednarodni vesoljski postaji, pa se ne soočajo z enako stopnjo bombardiranja z galaktičnimi kozmičnimi žarki, ker so še vedno v zaščitni magnetosferi Zemlje.

Limolijevo delo je del Nasinega programa za človeške raziskave. Raziskovanje, kako vesoljsko sevanje vpliva na astronavte, in učenje načinov za ublažitev teh učinkov so ključnega pomena za nadaljnje človekovo raziskovanje vesolja, pri čemer mora NASA upoštevati ta tveganja, ko načrtuje misije na Mars in naprej.

Delne rešitve se preiskujejo, je opozoril Limoli. Vesoljska plovila bi lahko bila zasnovana tako, da vključujejo območja s povečano zaščito, na primer tista, ki se uporabljajo za počitek in spanje. Vendar pa bodo ti visokoenergijski nabiti delci kljub temu prečkali ladjo, "je dodal," in res jim ni mogoče ubežati. "

Preventivni tretmaji ponujajo nekaj upanja. Limolijeva skupina dela na farmakoloških strategijah, ki vključujejo spojine, ki odstranjujejo proste radikale in ščitijo nevrotransmisijo.

Vir: Univerza v Calforniji, Irvine