Astronauti budućnosti moraju prevladati potencijalne opasnosti za mozak
Novo istraživanje upozorava da produžena svemirska putovanja mogu dovesti buduće astronaute u rizik zbog niza komplikacija središnjeg živčanog sustava.
Istraživači sa Sveučilišta Calfornia, Irvine (UCI) pretpostavljaju da bi galaktičke kozmičke zrake - koje bombardiraju astronaute tijekom produženih svemirskih letova - mogle uzrokovati oštećenje mozga.
U novom istraživanju, Charles Limoli i kolege iz UCI-ja otkrili su da su eksperimentalne visoko nabijene čestice, slično onima koje se nalaze u galaktičkim kozmičkim zrakama, uzrokovale značajna dugotrajna oštećenja mozga kod testiranih glodavaca. U laboratoriju su glodavci imali kognitivna oštećenja i demenciju.
Njihova studija pojavljuje se u Nature’s Scientific Reports, Slijedi studija iz prošle godine koja je pokazala nešto kraće vremenske učinke galaktičkih kozmičkih zraka. Trenutna otkrića, rekao je Limoli, izazivaju mnogo veću uzbunu.
"Ovo nije pozitivna vijest za astronaute raspoređene na dvogodišnje kružno putovanje na Mars", rekao je profesor radijacijske onkologije na Medicinskom fakultetu UCI-a.
“Svemirsko okruženje predstavlja jedinstvenu opasnost za astronaute. Izloženost tim česticama može dovesti do niza potencijalnih komplikacija središnjeg živčanog sustava koje se mogu pojaviti tijekom i trajati dugo nakon stvarnog putovanja u svemir - poput različitih smanjenja performansi, nedostataka pamćenja, tjeskobe, depresije i oslabljenog odlučivanja. Mnoge od ovih štetnih posljedica na spoznaju mogu se nastaviti i napredovati tijekom života. "
Za istraživanje su glodavci bili podvrgnuti zračenju nabijenim česticama (potpuno ionizirani kisik i titan) u NASA-inom svemirskom laboratoriju za zračenje u njujorškom Nacionalnom laboratoriju Brookhaven, a zatim su poslani u Limolijev laboratorij UCI.
Šest mjeseci nakon izlaganja, istraživači su i dalje otkrili značajne razine upale mozga i oštećenja neurona. Imaging je otkrio da je neuronska mreža mozga oštećena smanjenjem dendrita i bodlji na tim neuronima, što remeti prijenos signala između moždanih stanica.
Ti su nedostaci bili povezani s lošom izvedbom zadataka u ponašanju osmišljenih za testiranje učenja i pamćenja.
Osim toga, tim iz Limolija otkrio je da zračenje utječe na "izumiranje straha", aktivan proces u kojem mozak potiskuje prethodne neugodne i stresne asocijacije, kao kad netko tko se gotovo utopio nauči ponovno uživati u vodi.
"Deficiti izumiranja straha mogli bi vas učiniti sklonima tjeskobi", rekao je Limoli, "što bi moglo postati problematično tijekom trogodišnjeg putovanja na Mars i s njega."
Ono što je najvažnije, rekao je, ovi šestomjesečni rezultati odražavaju šest tjedana nakon ozračivanja studije iz 2015. godine koju je proveo, a koja se pojavila u ranijem dodatkuNapredak u znanosti.
Slične vrste ozbiljnije kognitivne disfunkcije česte su u bolesnika s karcinomom mozga koji su primali velike doze zračenja na bazi fotona. U drugim istraživanjima Limoli ispituje utjecaj kemoterapije i zračenja lubanje na kogniciju.
Iako bi deficitima sličnim demenciji kod astronauta trebalo da prođu mjeseci da bi se pokazali, rekao je, vrijeme potrebno za misiju na Mars dovoljno je da bi se razvila takva oštećenja. Međutim, ljudi koji rade dulje vrijeme na Međunarodnoj svemirskoj postaji, ne suočavaju se s jednakom razinom bombardiranja galaktičkim kozmičkim zrakama, jer su još uvijek u zaštitnoj Zemljinoj magnetosferi.
Limolijevo djelo dio je NASA-inog programa za ljudska istraživanja. Istražiti kako svemirsko zračenje utječe na astronaute i naučiti načine za ublažavanje tih učinaka presudni su za daljnje ljudsko istraživanje svemira, a NASA mora uzeti u obzir te rizike dok planira misije na Mars i šire.
Djelomična rješenja se istražuju, napomenuo je Limoli. Svemirske letjelice bi mogle biti dizajnirane tako da uključuju područja s povećanom zaštitom, poput onih koja se koriste za odmor i spavanje. Međutim, ove će visokoenergijske nabijene čestice ipak prijeći brod, dodao je, "i zaista im se ne može pobjeći."
Preventivni tretmani pružaju malo nade. Limolijeva skupina radi na farmakološkim strategijama koje uključuju spojeve koji uklanjaju slobodne radikale i štite neurotransmisiju.
Izvor: Sveučilište Calfornia, Irvine
