Пилотируемые миссии на Марс: космическая угроза для мозга

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.

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».


Похожие новости
Выявлена причина  ускорения частиц в радиационном поясе Земли 16 июля 2014 г.

Выявлена причина ускорения частиц в радиационном поясе Земли

Американские астрономы совместно с коллегами из Франции и Украины установили причину того, почему заряженные частицы в радиационном поясе Земли ускоряются до околосветовых скоростей.Об итогах проведенного ими исследования сообщается на официальном сайте...

дальше...

Учёным удалось создать функционирующие нейроны из клеток кожи 05 авг. 2014 г.

Учёным удалось создать функционирующие нейроны из клеток кожи

Впервые исследователям удалось создать полностью функционирующие нейроны головного мозга из клеток, взятых из кожи лабораторных мышей. Учёные из Люксембургского центра системной биомедицины (LCSB) при университете Люксембурга первыми в мире сумели успешно...

дальше...

Марс попытается убить вас всеми возможными способами 31 мая 2015 г.

Марс попытается убить вас всеми возможными способами

Мы на пути к Марсу. NASA планирует высадить астронавтов на его поверхность к 2030-м годам. Частные космические компании вроде SpaceX также выражают заинтересованность в основании колоний на Красной планете, а небезызвестный проект Mars One уже набирает...

дальше...

Ученым удалось измерить уровень радиации на Марсе 20 февр. 2014 г.

Ученым удалось измерить уровень радиации на Марсе

«За последние 200 дней пребывания на Марсе мы узнали о воздействии радиации. Конечно, космическое пространство – опасное место, и излучение является одной из многих причин. Предполагалось, что как только наши астронавты благополучно приземляться на поверхность...

дальше...

Раскрыта загадка появления аномальных частиц из космоса 02 июля 2020 г.

Раскрыта загадка появления аномальных частиц из космоса

Астрономы Университета штата Пенсильвания в США раскрыли загадку происхождения аномальных высокоэнергетических нейтрино, зафиксированных обсерваторией IceCube во льдах Антарктиды. Ученые разработали модель, согласно которой источником этих частиц являются...

дальше...

Космический аппарат Maven вышел на орбиту Марса 24 сент. 2014 г.

Космический аппарат Maven вышел на орбиту Марса

Космический аппарат NASA Maven вышел на орбиту Марса для беспрецедентного изучения атмосферы Красной планеты, проделав путь в 710 миллионов километров, который начал около года назад. Роботизированный исследователь успешно соскользнул на орбиту Красной...

дальше...

Астронавты НАСА поведали о «странной музыке» с обратной стороны Луны 22 февр. 2016 г.

Астронавты НАСА поведали о «странной музыке» с обратной стороны Луны

Лунный модуль готовится к стыковкеРассекреченные записи переговоров астронавтов во время миссии «Аполлон-10» показали, что во время полета на темной стороне луны они слышали странную музыку, но не решили ничему не сообщать о своем опыте в центр управления...

дальше...

Зонд MAVEN обнаружил таинственное облако в атмосфере Марса 19 марта 2015 г.

Зонд MAVEN обнаружил таинственное облако в атмосфере Марса

Кроме того, аппарат наблюдал полярные сияния.Благодаря космическому зонду MAVEN в атмосфере Марса было обнаружено облако пыли неясного происхождения. Также аппарат стал свидетелем полярных сияний. Соответствующие данные были представлены...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 28 янв. 2021 г.