Что будет происходить с мозгом астронавта во время миссии на Марс? Ничего хорошего. Его осадят разрушительные частицы, которые могут навсегда снизить когнитивные функции, по данным исследования радиационной онкологии Калифорнийского университета в Ирвайне.

Чарльз Лимоли и его коллеги обнаружили, что воздействие высокоэнергетических заряженных частиц — вроде тех галактических космических лучей, которые бомбардируют астронавтов во время длительных космических перелетов — причиняют значительный ущерб центральной нервной системе и приводят к когнитивным нарушениям.

«Не самые лучшие новости для астронавтов, которые готовятся к двух- или трехлетнему путешествию на Марс, — говорит Лимоли, профессор радиационной онкологии в медицинской школе Калтеха в Ирвайне. — Уменьшение производительности, дефицит памяти, падение концентрации и внимания во время космического полета могут повлиять на критически важную для миссии активность; воздействие этих частиц также может привести к долгосрочным нарушениям когнитивных способностей на протяжении всей жизни».

В рамках исследования ученые подвергали облучению заряженными частицами грызунов (полностью ионизированный кислород и титан) в Лаборатории космического излучения NASA при Брукхейвенской национальной лаборатории, а после отправляли их в лабораторию Лимоли.

Ученые обнаружили, что воздействие этих частиц приводит к воспалению мозга, нарушающему передачу сигналов между нейронами. Снимки показали, как именно коммуникационная сеть мозга нарушается сокращениями в структурах нервных клеток, например, дендритах.

Дополнительные синаптические изменения в сочетании со структурными изменениями мешали способности нервных клеток эффективно передавать электрохимические сигналы. Более того, это приводило к параллельному снижению производительности при выполнении поведенческих задач, предназначенных для проверки обучения и памяти.

Подобные типы более серьезных когнитивных расстройств являются общими у пациентов с раком мозга, получивших высокие дозы облучения фотонами в ходе лечения. В другом своем исследовании Лимоли изучает влияние химиотерапии и облучения головы на когнитивные функции.

Your ads will be inserted here by

Easy Plugin for AdSense.

Please go to the plugin admin page to
Paste your ad code OR
Suppress this ad slot.

В то время как когнитивный дефицит проявится у астронавтов лишь спустя месяцы, говорит Лимоли, времени, необходимого для полета на Марс, будет достаточно, чтобы этот дефицит получил развитие. Люди, работающие в течение длительных периодов на Международной космической станции, не сталкиваются с таким же уровнем бомбардировки галактическими космическими лучами, поскольку все еще находятся в пределах защитной магнитосферы Земли.

Частицы облучения, составляющие эти галактические космические лучи, в основном являются остатками сверхновых.

Работа Лимоли является частью NASA Human Research Program. Исследование того, как космическое излучение влияет на космонавтов, и изучение способов снижения этих эффектов являются критическими для дальнейшего освоения космоса людьми, поскольку эти риски в первую очередь проявятся в марсианских миссиях и за пределами Красной планеты.

Что мы можем сделать, чтобы защитить космонавтов, летящих к Марсу?

В качестве частичного решения, говорит Лимоли, космический аппарат должен быть разработан с учетом районов повышенной защиты, в которых можно будет отдыхать и спать. Однако высокоэнергетические частицы будут в любом случае проходить через корабль, и нет никакого реального способа избежать их.

Профилактические процедуры дают определенную надежду. «Мы работаем над фармакологическими стратегиями, включающими компоненты, которые будут связывать свободные радикалы и защищать нейротрансмиссию, — говорит Лимоли. — Но теорию еще нужно оптимизировать и доработать».