Hjärnskador: En potentiell risk för Mars-astronauter
Kosmisk strålning och hjärnan
När människorna ger sig ut i rymdens vidder möter de många faror, inklusive exponering för kosmisk strålning. Dessa högenergidelar, som härrör från supernovaexplosioner, kan tränga igenom den mänskliga kroppen och skada DNA, vilket ökar risken för cancer och andra sjukdomar.
Ett nytt hot: Hjärnskador
Senare forskning har avslöjat ett annat potentiellt hot mot astronauter: hjärnskador. En studie utförd av Charles Limoli och hans team vid University of California Irvine School of Medicine har visat att även relativt låga nivåer av kosmisk strålning kan framkalla kognitiva och minnesstörningar hos möss.
Studien utsatte sex månader gamla möss för varierande doser av energiska laddade partiklar som liknade de som finns i galaktisk kosmisk strålning. Sex veckor senare testade forskarna mössens förmåga att utforska nya föremål, en uppgift som kräver ett sunt minne och inlärningssystem.
Resultaten visade att bestrålade möss visade betydligt nedsatt utforskande beteende, vilket indikerar en förlust av nyfikenhet och tendenser att söka nya saker. Teamet observerade också strukturella förändringar i den mediala prefrontala cortex, en hjärnregion som är involverad i högre kognitiva processer såsom minne. Dessa förändringar inkluderade en minskning i komplexiteten och tätheten i dendriter, som är nödvändiga för effektiv informationsutbyte i hjärnan, och förändringar i PSD-95, ett protein som är avgörande för neurotransmission och inlärning.
Långsiktiga konsekvenser
De cellförändringar som observerades hos de bestrålade mössen var direkt relaterade till kognitiv prestation, där möss som uppvisade de mest uttalade strukturella förändringarna uppvisade den sämsta prestationen. Dessa brister verkar vara permanenta, vilket tyder på att exponering för kosmisk strålning kan ha långvariga effekter på hjärnans hälsa.
Konsekvenser för uppdrag till Mars
Resultaten av denna studie har betydande konsekvenser för framtida uppdrag till Mars. En tur- och returresa till Mars beräknas ta två till tre år och utsätta astronauter för förhöjda nivåer av kosmisk strålning. De kognitiva nedsättningarna som observerades hos möss efter endast sex veckors exponering väcker oro över den potentiella påverkan på astronauter under ett uppdrag till Mars.
Skydd- och motverkande strategier
NASA undersöker för närvarande mer avancerade skyddstekniker för att bättre skydda astronauter från kosmisk strålning. Ingenjörer undersöker sätt att förbättra avskärmningen i specifika områden av rymdfarkoster, såsom sovkvarter, och utvecklar specialiserade hjälmar för rymdpromenader.
Alternativa avskärmningsmaterial övervägs också för att minimera produktionen av sekundära partiklar som kan interagera med kroppen och orsaka vävnadsskador.
Farmakologiska interventioner
Förutom avskärmning kan farmakologiska interventioner erbjuda skydd mot strålningsinducerade hjärnskador. Limoli och hans team undersöker lovande föreningar som kan hjälpa till att mildra effekterna av strålning på hjärnvävnad.
Framtida forskning
Ytterligare forskning behövs för att mer exakt simulera mänsklig exponering för galaktiska kosmiska strålar och undersöka alternativa mekanismer och celltyper som kan bidra till kognitiva brister. Att förstå dessa underliggande faktorer kommer att vara avgörande för att utveckla effektiva motåtgärder för att skydda astronauter på rymduppdrag.
Slutsats
Även om resultaten av denna studie belyser en potentiell risk för astronauter är det viktigt att notera att mer forskning behövs för att fullt ut förstå effekterna av kosmisk strålning på människans hjärnhälsa. NASA arbetar aktivt med att utveckla avancerade avskärmnings- och motverkande strategier för att säkerställa säkra framtida rymdutforskningar.