Nākotnes astronautiem jāpārvar potenciālie smadzeņu apdraudējumi

Jauni pētījumi brīdina, ka pagarinātie kosmosa ceļojumi nākamajiem astronautiem var pakļaut daudzu centrālo nervu sistēmu komplikāciju risku.

Kalfornijas universitātes, Irvines (UCI) pētnieki pieļauj hipotēzi, ka galaktiskie kosmiskie stari, kas ilgstošos kosmosa lidojumos bombardē astronautus, var izraisīt smadzeņu bojājumus.

Jaunā pētījumā UCI Čārlzs Limoli un viņa kolēģi atklāja, ka eksperimentāli ļoti uzlādētas daļiņas, līdzīgi kā tās, kas atrodamas galaktiskajos kosmiskajos staros, testa grauzējiem izraisīja ievērojamus ilgtermiņa smadzeņu bojājumus. Laboratorijā grauzēji piedzīvoja kognitīvos traucējumus un demenci.

Viņu pētījums parādās Nature’s Scientific Reports. Tas seko pagājušā gada pētījumam, kas parādīja galaktisko kosmisko staru nedaudz īslaicīgāku smadzeņu iedarbību. Pašreizējie atklājumi, sacīja Limoli, rada daudz lielāku trauksmi.

"Šī nav pozitīva ziņa astronautiem, kas izvietoti divus līdz trīs gadus ilgā braucienā uz Marsu," sacīja radiācijas onkoloģijas profesors UCI Medicīnas skolā.

“Kosmosa vide rada unikālus draudus astronautiem. Iedarbība ar šīm daļiņām var izraisīt virkni iespējamu centrālās nervu sistēmas komplikāciju, kas var rasties faktisko kosmosa ceļojumu laikā un saglabājas tos ilgi pēc tam, piemēram, dažādas veiktspējas pazemināšanās, atmiņas deficīts, trauksme, depresija un traucēta lēmumu pieņemšana. Daudzas no šīm izziņas nelabvēlīgajām sekām var turpināties un progresēt visas dzīves garumā. ”

Pētījumam grauzēji tika pakļauti lādētu daļiņu apstarošanai (pilnībā jonizēts skābeklis un titāns) NASA Kosmosa radiācijas laboratorijā Ņujorkas Brukhavenas nacionālajā laboratorijā un pēc tam nosūtīti uz Limoli UCI laboratoriju.

Sešus mēnešus pēc iedarbības pētnieki joprojām atrada ievērojamu smadzeņu iekaisuma un neironu bojājumu līmeni. Attēlveidošana atklāja, ka smadzeņu nervu tīkls tika traucēts, samazinot dendrītu un mugurkaulu uz šiem neironiem, kas traucē signālu pārraidi starp smadzeņu šūnām.

Šie trūkumi bija saistīti ar sliktu sniegumu uzvedības uzdevumos, kas paredzēti, lai pārbaudītu mācīšanos un atmiņu.

Turklāt Limoli komanda atklāja, ka starojums ietekmē "bailes no izmiršanas" - aktīvu procesu, kurā smadzenes nomāc iepriekšējās nepatīkamās un stresa izraisošās asociācijas, piemēram, kad kāds, kas gandrīz noslīcis, atkal iemācās baudīt ūdeni.

"Baiļu izzušanas trūkumi var radīt jums trauksmi," sacīja Limoli, "kas varētu kļūt problemātiska trīs gadu brauciena laikā uz Marsu un no tā."

Īpaši viņš teica, ka šie sešu mēnešu rezultāti atspoguļo viņa veikto 2015. gada pētījumu sešu nedēļu pēcapstarošanas rezultātus, kas parādījās agrāk pievienojotZinātnes attīstība.

Līdzīgi smagākas kognitīvās disfunkcijas veidi ir raksturīgi smadzeņu vēža slimniekiem, kuri ir saņēmuši lielu fotonu starojuma terapiju. Citos pētījumos Limoli pārbauda ķīmijterapijas un galvaskausa apstarošanas ietekmi uz izziņu.

Lai gan astronautu demenci līdzīgajiem deficītiem vajadzētu būt mēnešiem ilgi, viņš teica, ka laiks, kas vajadzīgs misijai uz Marsu, ir pietiekams, lai attīstītos šādi traucējumi. Cilvēki, kas ilgstoši strādā Starptautiskajā kosmosa stacijā, tomēr nesaskaras ar tādu pašu bombardēšanas līmeni ar galaktiskajiem kosmiskajiem stariem, jo ​​viņi joprojām atrodas Zemes aizsargājošajā magnetosfērā.

Limoli darbs ir daļa no NASA Cilvēka pētījumu programmas. Izpētīt, kā kosmosa starojums ietekmē astronautus, un uzzināt veidus, kā mazināt šīs sekas, ir izšķiroša nozīme turpmākajā cilvēku kosmosa izpētē, un NASA ir jāņem vērā šie riski, plānojot misijas uz Marsu un ārpus tās.

Tiek pētīti daļēji risinājumi, atzīmēja Limoli. Kosmosa kuģi varētu būt paredzēti, lai iekļautu paaugstinātas ekranēšanas zonas, piemēram, tās, kuras izmanto atpūtai un gulēšanai. Tomēr šīs ļoti enerģiski uzlādētās daļiņas tomēr šķērsos kuģi, viņš piebilda: "un no tām tiešām nav iespējams izvairīties."

Profilaktiskās procedūras piedāvā zināmas cerības. Limoli grupa strādā pie farmakoloģiskām stratēģijām, iesaistot savienojumus, kas atbrīvo brīvos radikāļus un aizsargā neirotransmisiju.

Avots: Kalfornijas Universitāte, Irvine