Що відбуватиметься з мозком астронавта під час місії на Марс? Нічого хорошого. Його осадять руйнівні частинки, які можуть назавжди знизити когнітивні функції, за даними дослідження радіаційної онкології Каліфорнійського університету в Ірвайні.
Чарльз Лімолі і його колеги виявили, що вплив високоенергетичних заряджених частинок - на зразок тих галактичних космічних променів, які бомбардують астронавтів під час тривалих космічних перельотів - завдають значної шкоди центральній нервовій системі і призводять до когнітивних порушень.
"Не найкращі новини для астронавтів, які готуються до двох- або трирічної подорожі на Марс, - каже Лімолі, професор радіаційної онкології в медичній школі Калтеха в Ірвайні. - Зменшення продуктивності, дефіцит пам'яті, падіння концентрації та уваги під час космічного польоту можуть вплинути на критично важливу для місії активність; вплив цих частинок також може призвести до довгострокових порушень когнітивних здібностей протягом усього життя ".
В рамках дослідження вчені піддавали опроміненню зарядженими частинками гризунів (повністю іонізований кисень і титан) в Лабораторії космічного випромінювання NASA при Брукхейвенській національній лабораторії, а після відправляли їх в лабораторію Лімолі.
Вчені виявили, що вплив цих частинок призводить до запалення мозку, що порушує передачу сигналів між нейронами. Знімки показали, як саме комунікаційна мережа мозку порушується скороченнями в структурах нервових клітин, наприклад, дендритах.
Додаткові синаптичні зміни в поєднанні зі структурними змінами заважали здатності нервових клітин ефективно передавати електрохімічні сигнали. Більш того, це призводило до паралельного зниження продуктивності при виконанні поведінкових завдань, призначених для перевірки навчання і пам'яті.
Подібні типи більш серйозних когнітивних розладів є спільними у пацієнтів з раком мозку, які отримали високі дози опромінення фотонами в ході лікування. В іншому своєму дослідженні Лімолі вивчає вплив хіміотерапії та опромінення голови на когнітивні функції.
У той час як когнітивний дефіцит проявиться у астронавтів лише через місяці, говорить Лімолі, часу, необхідного для польоту на Марс, буде достатньо, щоб цей дефіцит отримав розвиток. Люди, які працюють протягом тривалих періодів на Міжнародній космічній станції, не стикаються з таким же рівнем бомбардування галактичними космічними променями, оскільки все ще знаходяться в межах захисної магнітосфери Землі.
Частинки опромінення, що складають ці галактичні космічні промені, в основному є залишками наднових.
Робота Лімолі є частиною NASA Human Research Program. Дослідження того, як космічне випромінювання впливає на космонавтів, і вивчення способів зниження цих ефектів є критичними для подальшого освоєння космосу людьми, оскільки ці ризики в першу чергу проявляться в марсіанських місіях і за межами Червоної планети.
Що ми можемо зробити, щоб захистити космонавтів, які летять до Марса?
Як часткове рішення, говорить Лімолі, космічний апарат повинен бути розроблений з урахуванням районів підвищеного захисту, в яких можна буде відпочивати і спати. Однак високоенергетичні частинки будуть в будь-якому випадку проходити через корабель, і немає ніякого реального способу уникнути їх.
Профілактичні процедури дають певну надію. "Ми працюємо над фармакологічними стратегіями, що включають компоненти, які будуть пов'язувати вільні радикали і захищати нейротрансміссію, - говорить Лімолі. - Але теорію ще потрібно оптимізувати і доопрацювати ".