Astronauti budoucnosti musí překonat potenciální nebezpečí mozku
Nový výzkum varuje, že delší cestování vesmírem může vystavit budoucí astronauty riziku řady komplikací centrálního nervového systému.
Vědci z University of Calfornia, Irvine (UCI) předpokládají, že galatické kosmické paprsky - které bombardují astronauty během delších vesmírných letů - by mohly způsobit poškození mozku.
V nové studii Charles Limoli a jeho kolegové z UCI zjistili, že experimentální vysoce nabité částice, podobně jako částice nalezené v galaktických kosmických paprskech, způsobily významné dlouhodobé poškození mozku u testovaných hlodavců. V laboratoři měli hlodavci kognitivní poruchy a demenci.
Jejich studie se objevuje v Vědecké zprávy přírody. Vyplývá to ze studie z minulého roku, která ukázala poněkud krátkodobější účinky galaktických kosmických paprsků na mozek. Aktuální zjištění, řekl Limoli, vyvolávají mnohem větší poplach.
"To není pozitivní zpráva pro astronauty nasazené na dvouletou až tříletou okružní cestu na Mars," uvedl profesor radiační onkologie na Lékařské fakultě UCI.
"Vesmírné prostředí představuje pro astronauty jedinečná nebezpečí." Expozice těmto částicím může vést k řadě potenciálních komplikací centrálního nervového systému, které se mohou vyskytnout během a přetrvávat dlouho po skutečném cestování vesmírem - například různá snížení výkonu, deficity paměti, úzkost, deprese a zhoršené rozhodování. Mnoho z těchto nepříznivých důsledků poznání může pokračovat a postupovat po celý život. “
Pro tuto studii byly hlodavci podrobeni ozáření nabitými částicemi (plně ionizovaným kyslíkem a titanem) v NASA Space Radiation Laboratory v newyorské Brookhaven National Laboratory a poté byli posláni do limolské laboratoře UCI.
Šest měsíců po expozici vědci stále našli významnou úroveň zánětu mozku a poškození neuronů. Zobrazování odhalilo, že neurální síť mozku byla narušena redukcí dendritů a ostnů na těchto neuronech, což narušuje přenos signálů mezi mozkovými buňkami.
Tyto nedostatky byly spojeny se špatným výkonem behaviorálních úkolů určených k testování učení a paměti.
Tým Limoli navíc zjistil, že záření ovlivnilo „vyhynutí strachu“, aktivní proces, při kterém mozek potlačuje předchozí nepříjemné a stresující asociace, jako když se někdo, kdo se téměř utopil, naučí znovu užívat vodu.
"Deficity ve vyhynutí strachu vás mohou přimět k náchylnosti k úzkosti," řekla Limoli, "což by se mohlo stát problematickým během tříleté cesty na Mars a z Marsu."
Nejvýznamnější je, že tyto šestiměsíční výsledky odrážejí šestitýdenní ozáření ve studii z roku 2015, kterou provedl a která se objevila v dřívějším přidáníVědecké zálohy.
Podobné typy závažnější kognitivní dysfunkce jsou běžné u pacientů s rakovinou mozku, kteří podstoupili radiační léčbu vysokými dávkami na základě fotonů. V dalším výzkumu Limoli zkoumá dopad chemoterapie a ozařování lebky na poznání.
I když by se deficity podobné demenci u astronautů projevily měsíce, řekl, čas potřebný na misi na Mars je dostatečný na to, aby se tato poškození mohla vyvinout. Lidé dlouhodobě pracující na Mezinárodní vesmírné stanici však nečelí stejné úrovni bombardování galaktickými kosmickými paprsky, protože jsou stále v ochranné zemské magnetosféře.
Práce Limoli je součástí Programu pro lidský výzkum NASA. Zkoumání toho, jak vesmírné záření ovlivňuje astronauty, a učení se způsobů, jak tyto účinky zmírnit, jsou zásadní pro další průzkum vesmíru člověkem a NASA musí při plánování misí na Mars i mimo něj zvážit tato rizika.
Částečná řešení jsou prozkoumávána, poznamenal Limoli. Kosmická loď by mohla být navržena tak, aby zahrnovala oblasti se zvýšeným stíněním, například ty, které se používají k odpočinku a spánku. Dodal však, že tyto vysoce energetické nabité částice projdou lodí, a dodal: „a skutečně jim není úniku.“
Preventivní léčba nabízí určitou naději. Skupina Limoli pracuje na farmakologických strategiích zahrnujících sloučeniny, které zachycují volné radikály a chrání neurotransmisi.
Zdroj: University of Calfornia, Irvine
