Spațiul poate fi un loc periculos pentru oamenii fragili. Cei care doresc să se aventureze pe orbita Pământului trebuie să negocieze pericolele pentru sănătate, cum ar fi temperaturi extreme, sferturi înghesuite, perioade lungi de izolare și efectele fiziologice debilitante ale vieții fără gravitație. Lucrurile vor deveni și mai dure pentru astronauții care speră să călătorească la un asteroid sau pe Marte.
Continut Asemanator
- Ce se întâmplă cu corpul uman în spațiu?
- Unde sunt toți străinii? Luând adăpost de radiațiile universului
- Implanturile cerebrale pot fi capabile să șocheze amintirile deteriorate înapoi în formă
- Un bolovan asteroid va fi o piatră de pas în călătoria către Marte
Una dintre cele mai mari amenințări ale călătoriilor în spațiu profund este expunerea prelungită la radiații cosmice neîntrerupte, care pot deteriora ADN-ul și pot crește șansele unui călător spațial de a dezvolta boli precum cancerul în viața lor. Acum, cercetările la șoareci sugerează că primii oameni care vor încerca o misiune pe Marte vor avea o problemă mai imediată: afectarea creierului. Razele cosmice care bombardează creierul pot duce la tulburări cognitive și de memorie care se vor manifesta în doar câteva luni.
Radiația cosmică galactică este formată din particule cu energie mare, care provin din exploziile din supernovele din trecut, care vin cu zaruri prin sistemul nostru solar. NASA a sponsorizat numeroase studii care investighează efectele pe termen scurt și pe termen lung ale radiațiilor spațiale asupra fiecărui sistem din corp, dezvăluind că aceste raze pot avea un efect devastator asupra țesutului biologic de-a lungul vieții.
Studiile anterioare au sugerat că expunerea la radiații ar putea provoca, de asemenea, o afectare cognitivă, inclusiv debutul precoce al demenței asemănătoare cu Alzheimer. Acum, Charles Limoli, profesor de oncologie radiologică la Universitatea din California, Irvine School of Medicine și echipa sa au demonstrat că chiar și doze relativ mici de raze cosmice vor induce o serie specifică de anomalii neuronale care s-ar putea manifesta în timpul unei misiuni dus-întors. la Marte, care se presupune că va dura doi-trei ani.
„Acesta este primul studiu, în opinia mea, care leagă într-adevăr o mulțime de capete libere și oferă un mecanism pentru ceea ce se întâmplă să provoace disfuncții cognitive”, spune Limoli, a cărei echipă raportează rezultatele de astăzi în Science Advances .
Pentru a studia efectele „amorțirii minții” a radiațiilor, cercetătorii au examinat mai multe grupuri de șoareci în vârstă de șase luni - vârsta medie aproximativă a astronauților în anii de șoarece. Echipa a suflat șoarecii cu doze mici sau mari de particule încărcate energetic, similare cu cele găsite în radiațiile cosmice galactice. Aceste particule deplasează electronii în țesutul viu care apoi declanșează reacții de radicali liberi, care provoacă modificări în celulele și țesuturile corpului. Deși reacțiile radicalilor liberi apar în decurs de milisecunde, anomaliile celulare pe care le provoacă se formează de-a lungul unor luni sau chiar ani, astfel că cercetătorii au așteptat cu șase săptămâni înainte de testarea șoarecilor iradiați, pentru a permite derularea răutății celulare.
Rezultatele au arătat că șoarecii iradiați au fost afectați în mod semnificativ în capacitatea lor de a explora noi obiecte plasate în mediul lor, o sarcină care se bazează pe un sistem de învățare și memorie sănătoasă. „Animalele expuse și-au pierdut curiozitatea. Și-au pierdut tendința de a explora noutățile ”, spune Limoli.
Mai exact, echipa a descoperit modificări structurale induse de radiații în cortexul prefrontal medial, o regiune a creierului responsabilă pentru procesele de ordin superior cunoscute a fi angajate în timpul sarcinilor de memorie. Neuronii din aceste zone afectate au arătat o reducere a complexității și densității structurilor numite dendrite, care acționează ca antene pentru mesajele celulare primite și sunt esențiale pentru schimbul eficient de informații în întregul creier. Echipa de cercetare a descoperit, de asemenea, modificări în PSD-95, o proteină care este importantă pentru neurotransmisie și este asociată și cu învățarea și memoria.
Modificările celulare ale dendritelor au fost direct legate de performanța cognitivă - șoarecii cu cele mai mari modificări structurale au avut cele mai slabe rezultate de performanță. Și deși aceste deficiențe au avut nevoie de timp pentru a se manifesta, par a fi permanente.
Limoli observă că, deși lucrarea a fost făcută la șoareci, pagubele văzute în studiul lor seamănă foarte mult cu defectele observate la creierul uman care suferă de afecțiuni neurodegenerative precum demența. „Deoarece aceste tipuri de modificări s-au găsit, de asemenea, într-o serie de afecțiuni neurodegenerative și apar pe parcursul îmbătrânirii, acesta oferă un fundal logic pentru ceea ce radiația face la creierul rozătoarelor și al oamenilor”, spune Limoli.
Probabil că nimeni nu a văzut aceste tipuri de defecte în astronauții din ziua de azi, deoarece oamenii care lucrează la Stația Spațială Internațională sunt „protejați de magnetosfera Pământului, care denunță orice are o taxă”, spune Limoli. Și în timp ce astronauții care au călătorit pe Lună nu au fost protejați de îmbrățișarea magnetică a Pământului, călătoriile lor relativ scurte ar avea niveluri de expunere limitate la o fracțiune din cele care ar fi experimentate într-o misiune pe Marte.
În timp ce rezultatele acestui experiment au fost izbitoare, alți experți subliniază că încă nu există suficiente date pentru a face concluzii definitive cu privire la efectele radiațiilor oamenilor. "Multe din informațiile pe care le-am obținut au fost extrapolate din studiile evenimentelor catastrofale din cel de-al Doilea Război Mondial", spune Nathan Schwadron, profesor asociat de fizică plasmatică spațială la Universitatea din New Hampshire. "Nu avem prea multe cunoștințe despre ce se întâmplă cu sistemele biologice atunci când sunt expuși la niveluri ridicate de radiații pe perioade îndelungate. Cred că există un potențial risc aici, dar chiar nu îl înțelegem încă. ”
Deci, ce trebuie făcut? NASA cercetează în prezent tehnologii de ecranare mai avansate care ar putea proteja mai bine astronauții în misiunile pe termen lung în spațiul profund. Inginerii ar putea, de asemenea, să modifice capacitățile de ecranare din anumite regiuni ale navei, cum ar fi acolo unde dorm astronauții sau potrivesc oameni cu căști specializate pentru plimbări în spațiu, spune Limoli.
Schwadron, a cărui cercetare este concentrată în principal pe dezvoltarea ecranării avansate, spune că energia provenită din radiațiile cosmice galactice este atât de mare încât interacționează cu materialele de ecranare în moduri potențial problematice. „Ceea ce se întâmplă este că radiațiile cu energie mare lovesc scutul și apoi produc o baie de particule secundare. Neutronii sunt probabil exemplul principal în acest sens. ”Aceste particule cu energie mare pot apoi interacționa cu corpul, inducând reacții de radicali liberi și leziuni ulterioare ale țesuturilor.
Mergând înainte, Limoli și echipa sa intenționează să proiecteze experimente care simulează mai exact expunerea umană la razele cosmice galactice și să investigheze mecanisme alternative de bază și tipuri de celule care ar putea contribui la proliferarea deficitelor cognitive. De asemenea, cercetează intervențiile farmacologice care ar putea proteja țesutul creierului de această radiație.
„Avem niște compuși promițători, care probabil vor ajuta destul de mult”, spune Limoli. „Nu este vorba despre un tranzacționant - este ceva de care trebuie să înțelegem și să fim conștienți, astfel încât să nu fim prinși.
