Avaruustiede

Aivovauriot: mahdollinen riski Mars-astronauteille

Kosminen säteily ja aivot

Kun ihmiset lähtevät avaruuden äärettömyyteen, he kohtaavat useita vaaroja, mukaan lukien altistuminen kosmiselle säteilylle. Nämä suuren energian hiukkaset, jotka ovat peräisin supernovaräjähdyksistä, voivat tunkeutua ihmiskehoon ja vahingoittaa DNA:ta, mikä lisää syövän ja muiden sairauksien riskiä.

Uusi uhka: aivovauriot

Viimeaikaiset tutkimukset ovat paljastaneet toisen mahdollisen uhan astronauteille: aivovauriot. Charles Limolin ja hänen tiiminsä Kalifornian yliopiston Irvinen lääketieteellisessä tiedekunnassa tekemä tutkimus on osoittanut, että jopa suhteellisen pienet annokset kosmista säteilyä voivat aiheuttaa kognitiivisia ja muistihäiriöitä hiirillä.

Tutkimuksessa altistettiin kuuden kuukauden ikäisiä hiiriä vaihteleville annoksille energeettisiä varattuja hiukkasia, jotka ovat samanlaisia kuin galaktisessa kosmisessa säteilyssä olevat hiukkaset. Kuusi viikkoa myöhemmin tutkijat testasivat hiirten kykyä tutkia uusia esineitä, mikä on tehtävä, joka vaatii terveitä muisti- ja oppimisjärjestelmiä.

Tulokset osoittivat, että säteilytetyt hiiret osoittivat huomattavasti heikentynyttä tutkimuskäyttäytymistä, mikä viittaa uteliaisuuden ja uusien asioiden etsimisen taipumusten menettämiseen. Tiimi havaitsi myös rakenteellisia muutoksia mediaalisessa prefrontaalisessa aivokuoressa, aivoalueella, joka osallistuu korkeampiin kognitiivisiin prosesseihin, kuten muistiin. Näihin muutoksiin sisältyi dendriittien monimutkaisuuden ja tiheyden väheneminen, jotka ovat välttämättömiä tehokkaalle tiedonvaihdolle aivoissa, ja muutokset PSD-95:ssä, proteiinissa, joka on olennainen hermosolujen väliselle viestinnälle ja oppimiselle.

Pitkäaikaiset seuraukset

Säteilytetyillä hiirillä havaitut solumuutokset liittyivät suoraan kognitiiviseen suorituskykyyn, ja hiiret, joilla oli ilmeisimmät rakenteelliset muutokset, osoittivat myös huonoimman suorituskyvyn. Nämä puutteet näyttävät olevan pysyviä, mikä viittaa siihen, että altistuminen kosmiselle säteilylle voi vaikuttaa pitkäaikaisesti aivojen terveyteen.

Vaikutukset Mars-tehtäviin

Tämän tutkimuksen tuloksilla on merkittäviä vaikutuksia tuleviin Mars-tehtäviin. Mars-tehtävän, jolla on paluu Maahan, arvioidaan kestävän kaksi–kolme vuotta, mikä altistaa astronautit pidentyneille kosmisen säteilyn tasoille. Hiirillä vain kuuden viikon altistuksen jälkeen havaitut kognitiiviset häiriöt herättävät huolta kosmisen säteilyn mahdollisesta vaikutuksesta astronauteihin Mars-tehtävän aikana.

Suojautumis- ja lieventämisstrategiat

NASA tutkii parhaillaan edistyneempiä suojausteknologioita suojellakseen astronautteja paremmin kosmiselta säteilyltä. Insinöörit tutkivat tapoja parantaa suojaa avaruusaluksen tietyillä alueilla, kuten makuutiloissa, ja kehittävät erikoistuneita kypäriä avaruuskävelyille.

Vaihtoehtoisia suojamateriaaleja harkitaan myös sekundääristen hiukkasten tuotannon minimoimiseksi, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa kehon kanssa ja aiheuttaa kudosvaurioita.

Farmakologiset toimenpiteet

Suojauksen lisäksi farmakologiset toimenpiteet voivat tarjota suojaa säteilyn aiheuttamilta aivovaurioilta. Limoli ja hänen tiiminsä tutkivat lupaavia yhdisteitä, jotka voisivat auttaa lieventämään säteilyn vaikutuksia aivokudokseen.

Tuleva tutkimus

Tarvitaan lisää tutkimusta ihmisen altistumisen galaktiselle kosmiselle säteilylle simuloimiseksi tarkemmin ja vaihtoehtoisten mekanismien ja solutyyppien tutkimiseksi, jotka voivat edistää kognitiivisia häiriöitä. Näiden taustalla olevien tekijöiden ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää tehokkaiden vastatoimien kehittämiselle astronauttien suojelemiseksi syvän avaruuden tehtävissä.

Johtopäätös

Vaikka tämän tutkimuksen tulokset korostavat mahdollista riskiä astronauteille, on tärkeää huomata, että tarvitaan lisää tutkimusta kosmisen säteilyn vaikutusten täydelliseen ymmärtämiseen ihmisen aivojen terveyteen. NASA työskentelee aktiivisesti kehittyneiden suojaus- ja lieventämisstrategioiden parissa varmistaakseen tulevien avaruustutkijoiden turvallisuuden.