Hvad vil der ske med hjernen til en astronaut under en mission til Mars? Intet godt. Det vil blive udfældet af destruktive partikler, der permanent kan forringe den kognitive funktion, ifølge en strålingsonkologisk undersøgelse fra University of California, Irvine.
Charles Limoli og hans kolleger fandt, at eksponering for partikler med høj energi ladet - såsom de galaktiske kosmiske stråler, der bombarderer astronauter under lange rumflyvninger - forårsager betydelig skade på det centrale nervesystem og fører til kognitiv svækkelse.
”Ikke den bedste nyhed for astronauter, der forbereder sig på en to- eller tre-årig rejse til Mars,” siger Limoli, professor i strålingsonkologi ved Caltech School of Medicine i Irvine. - Nedsat produktivitet, hukommelsesunderskud, nedsat koncentration og opmærksomhed under rumfarten kan påvirke missionskritiske aktiviteter; eksponering for disse partikler kan også føre til langvarig kognitiv svækkelse gennem hele livet."
Som en del af undersøgelsen bestrålede videnskabsmænd gnavere (fuldt ioniseret ilt og titan) med ladede partikler ved NASAs rumstrålingslaboratorium ved Brookhaven National Laboratory og sendte dem derefter til Limoli-laboratoriet.
Foto: hi-news.ru
Forskere har fundet, at eksponering for disse partikler fører til hjerneinflammation og forstyrrer signalerne mellem neuroner. Billederne viste, hvordan nøjagtigt kommunikationsnetværket i hjernen forstyrres af sammentrækninger i nervecellers strukturer, for eksempel dendritter.
Yderligere synaptiske ændringer kombineret med strukturelle ændringer forstyrrede nervecellers evne til effektivt at transmittere elektrokemiske signaler. Desuden førte dette til en samtidig forringelse af ydeevnen, når man udførte adfærdsopgaver designet til at teste læring og hukommelse.
Salgsfremmende video:
Disse typer mere alvorlige kognitive svækkelser er almindelige hos patienter med hjernekræft, der får høje doser fotonstråling under behandlingen. I en anden undersøgelse ser Limoli på virkningerne af kemoterapi og hovedstråling på kognitiv funktion.
Mens det kognitive underskud kun vil dukke op i astronauter måneder senere, siger Limoli, vil den tid det tager at flyve til Mars være lang nok til, at underskuddet kan udvikle sig. Mennesker, der arbejder i længere perioder på den internationale rumstation, står ikke over for det samme niveau af galaktisk kosmisk strålebombardement, da de stadig befinder sig i Jordens beskyttende magnetosfære.
Strålingspartiklerne, der udgør disse galaktiske kosmiske stråler, er for det meste supernovarester.
Limolis arbejde er en del af NASAs menneskelige forskningsprogram. At undersøge, hvordan kosmisk stråling påvirker astronauter, og udforske måder til at mindske disse effekter er afgørende for yderligere undersøgelse af menneskets rum, da disse risici primært vil manifestere sig på missioner til Mars og ud over den røde planet.
Hvad kan vi gøre for at beskytte astronauter, der flyver til Mars?
Som en delvis løsning, siger Limoli, bør rumfartøjet være designet med stærkt beskyttede områder, hvor man kan hvile og sove. Imidlertid passerer partiklerne med høj energi gennem skibet alligevel, og der er ingen reel måde at undgå dem.
Forebyggende procedurer byder på noget håb.”Vi arbejder på farmakologiske strategier, der inkluderer komponenter, der binder frie radikaler og beskytter neurotransmission,” siger Limoli. "Men teorien skal stadig optimeres og forbedres."