Priestor môže byť pre krehkých ľudí nebezpečným miestom. Tí, ktorí sa chcú pustiť na obežnú dráhu Zeme, musia rokovať o zdravotných rizikách, ako sú extrémne teploty, stiesnené štvrtiny, dlhé obdobia izolácie a oslabujúce fyziologické účinky života bez gravitácie. Pre astronautov, ktorí dúfajú, že pôjdu do asteroidu alebo na Mars, budú veci ešte drsnejšie.
Súvisiaci obsah
- Čo sa deje s ľudským telom vo vesmíre?
- Kde sú všetci cudzinci? Užívanie úkrytu pred žiarením vesmíru
- Mozgové implantáty môžu byť schopné zasiahnuť spomienky poškodené šokom späť do tvaru
- Asteroidný balvan bude odrazovým mostíkom na ceste na Mars
Jednou z najväčších hrozieb cestovania v hlbokom vesmíre je dlhodobé vystavenie sa nemilosrdnému kozmickému žiareniu, ktoré môže poškodiť DNA a zvýšiť šance vesmírneho cestujúceho na rozvoj chorôb, ako je rakovina, za ich života. Teraz výskum na myšiach naznačuje, že prví ľudia, ktorí sa pokúsia uskutočniť Mars, budú mať bezprostrednejší problém: poškodenie mozgu. Kozmické lúče bombardujúce mozog môžu mať za následok kognitívne a pamäťové poruchy, ktoré sa prejavia behom niekoľkých mesiacov.
Galaktické kozmické žiarenie je vyrobené z vysokoenergetických častíc pochádzajúcich z minulých výbuchov supernovy, ktoré prichádzajú zipsom cez našu slnečnú sústavu. NASA sponzorovala početné štúdie skúmajúce krátkodobé a dlhodobé účinky kozmického žiarenia na každý systém v tele, odhaľujúce, že tieto lúče môžu mať zničujúci účinok na biologické tkanivo po celý život.
Predchádzajúce štúdie naznačovali, že ožiarenie môže tiež spôsobiť kognitívne poškodenie vrátane skoršieho nástupu Alzheimerovej demencie. Charles Limoli, profesor radiačnej onkológie na Irvine School of Medicine v Kalifornii, a jeho tím teraz preukázali, že aj relatívne nízke dávky kozmického žiarenia budú vyvolávať špecifickú sériu nervových abnormalít, ktoré by sa mohli prejaviť počas spiatočnej misie na Mars, ktorý má podľa predpovedí trvať dva až tri roky.
„Podľa môjho názoru ide o prvú štúdiu, ktorá skutočne spája veľa voľných koncov a poskytuje mechanizmus na to, čo sa chystá spôsobiť kognitívnu dysfunkciu, “ hovorí Limoli, ktorého tím dnes zverejňuje výsledky v Science Advances .
Vedci skúmali účinky žiarenia „znecitlivenia mysle“ a skúmali niekoľko skupín šesťmesačných myší - približný priemerný vek astronautov v myšiach. Tím vystrelil myši nízkymi alebo vysokými dávkami energetických nabitých častíc podobných tým, ktoré sa našli v galaktickom kozmickom žiarení. Tieto častice vytesňujú elektróny v živom tkanive, ktoré potom spúšťajú reakcie voľných radikálov, ktoré spôsobujú zmeny v bunkách a tkanivách tela. Aj keď sa reakcie s voľnými radikálmi vyskytujú v priebehu milisekúnd, bunkové abnormality, ktoré spôsobujú, sa objavujú v priebehu mesiacov alebo dokonca rokov, takže vedci počkali šesť týždňov pred testovaním ožiarených myší, aby sa umožnilo rozvinutie bunkovej neplechu.
Výsledky ukázali, že ožiarené myši boli významne narušené v schopnosti skúmať nové objekty umiestnené v ich prostredí, čo je úloha, ktorá čerpá zo zdravého systému učenia a pamäte. „Zvieratá, ktoré boli vystavené, stratili zvedavosť. Stratili tendenciu skúmať novinky, “hovorí Limoli.
Konkrétne tím objavil žiarením indukované štrukturálne zmeny v strednom prefrontálnom kortexe, oblasti mozgu zodpovednej za procesy vyššieho poriadku, o ktorých je známe, že sa podieľajú na pamäťových úlohách. Neuróny v týchto narušených oblastiach vykazovali zníženie zložitosti a hustoty štruktúr nazývaných dendrity, ktoré pôsobia ako antény pre prichádzajúce bunkové správy a sú nevyhnutné pre efektívnu výmenu informácií v mozgu. Výskumný tím tiež objavil zmeny v PSD-95, proteíne, ktorý je dôležitý pre neurotransmisiu a je tiež spojený s učením a pamäťou.
Bunkové zmeny v dendritoch priamo súviseli s kognitívnym výkonom - myši s najväčšími štrukturálnymi zmenami mali najhoršie výsledky. A hoci sa tieto nedostatky prejavili časom, zdá sa, že sú trvalé.
Limoli poznamenáva, že zatiaľ čo sa práca robila na myšiach, poškodenie pozorované v ich štúdii vyzerá podobne ako defekty v ľudských mozgoch trpiacich neurodegeneratívnymi stavmi, ako je demencia. „Pretože tieto typy zmien sa našli aj v celom rade neurodegeneratívnych stavov a vyskytujú sa v priebehu starnutia, poskytuje logické pozadie toho, čo žiarenie spôsobuje mozgu hlodavcov a ľudí, “ hovorí Limoli.
Je pravdepodobné, že nikto nevidel tieto typy defektov v dnešných astronautoch, pretože ľudia pracujúci na Medzinárodnej vesmírnej stanici sú „chránení Zemskou magnetosférou, ktorá odvracia všetko, čo má náboj, “ hovorí Limoli. A zatiaľ čo astronómovia, ktorí cestovali na Mesiac, neboli chránení magnetickým objetím Zeme, ich relatívne krátke cesty by mali obmedzenú úroveň vystavenia zlomku tých, ktoré by sa vyskytli pri misii na Mars.
Zatiaľ čo výsledky tohto experimentu boli pozoruhodné, iní odborníci zdôrazňujú, že stále nie je k dispozícii dostatok údajov na definitívne závery o účinkoch žiarenia ľudí. „Mnoho informácií, ktoré sme extrapolovali zo štúdií katastrofických udalostí v druhej svetovej vojne, “ hovorí Nathan Schwadron, docent fyziky vesmírnej plazmy na University of New Hampshire. „Len nemáme veľa vedomostí. o tom, čo sa stane s biologickými systémami pri dlhodobom vystavení vysokej úrovni žiarenia. Myslím si, že tu existuje potenciálne riziko, ale my tomu jednoducho zatiaľ nerozumieme. “
Čo teda treba urobiť? NASA v súčasnosti skúma pokročilejšie tieniace technológie, ktoré by mohli lepšie chrániť astronautov na dlhodobých misiách v hlbokom vesmíre. Inžinieri by tiež mohli zmeniť schopnosti tienenia v určitých oblastiach lode, napríklad v miestach, kde astronauti spia, alebo vybaviť ľudí špeciálnymi prilbami na vesmírne prechádzky, hovorí Limoli.
Schwadron, ktorého výskum je primárne zameraný na vývoj pokročilého tienenia, hovorí, že energia z galaktického kozmického žiarenia je taká vysoká, že interaguje s tieniacimi materiálmi potenciálne problematickými spôsobmi. „Čo sa stane, je, že vysokoenergetické žiarenie dopadne na štít a potom vytvorí kúpeľ sekundárnych častíc. Neutróny sú pravdepodobne primárnym príkladom. “Tieto vysoko energetické častice môžu potom interagovať s telom a vyvolávať reakcie voľných radikálov a následné poškodenie tkaniva.
V budúcnosti plánuje Limoli a jeho tím navrhnúť experimenty, ktoré presnejšie simulujú expozíciu človeka galaktickým kozmickým lúčom a skúmajú alternatívne základné mechanizmy a typy buniek, ktoré by mohli prispieť k množeniu kognitívnych deficitov. Skúma tiež farmakologické zásahy, ktoré by mohli ochrániť mozgové tkanivo pred týmto žiarením.
„Máme niekoľko sľubných zlúčenín, ktoré pravdepodobne trochu pomôžu, “ hovorí Limoli. "Toto nie je obchod s dohodami - je to niečo, čo musíme pochopiť a byť si toho vedomí, aby sme neboli chránení."
