Astronauții viitorului trebuie să depășească potențialele pericole cerebrale
Noi cercetări avertizează că o călătorie spațială extinsă ar putea pune viitorii astronauți în pericol pentru o serie de complicații ale sistemului nervos central.
Cercetătorii de la Universitatea din Calfornia, Irvine (UCI), presupun că razele cosmice galatice - care bombardează astronauții în timpul zborurilor spațiale extinse - ar putea provoca leziuni ale creierului.
Într-un nou studiu, Charles Limoli și colegii UCI au descoperit că particulele experimentale foarte încărcate, la fel ca cele găsite în razele cosmice galactice, au cauzat leziuni cerebrale semnificative pe termen lung la rozătoarele testate. În laborator, rozătoarele au prezentat tulburări cognitive și demență.
Studiul lor apare în Rapoartele științifice ale naturii. Urmează un studiu de anul trecut care a arătat efectele creierului pe termen scurt ale razelor cosmice galactice. Constatările actuale, a spus Limoli, generează o alarmă mult mai mare.
„Aceasta nu este o veste pozitivă pentru astronauții desfășurați într-o călătorie dus-întors de doi-trei ani pe Marte”, a spus profesorul de oncologie radiațională la Școala de Medicină a UCI.
„Mediul spațial prezintă pericole unice pentru astronauți. Expunerea la aceste particule poate duce la o serie de complicații potențiale ale sistemului nervos central care pot apărea în timpul și persistă mult timp după călătoria spațială efectivă - cum ar fi diferite scăderi de performanță, deficite de memorie, anxietate, depresie și afectarea procesului decizional. Multe dintre aceste consecințe negative asupra cunoașterii pot continua și progresa de-a lungul vieții. ”
Pentru studiu, rozătoarele au fost supuse iradierii particulelor încărcate (oxigen complet ionizat și titan) la Laboratorul de Radiații Spațiale NASA de la Laboratorul Național Brookhaven din New York și apoi trimise la laboratorul UCI Limoli.
La șase luni de la expunere, cercetătorii au descoperit încă niveluri semnificative de inflamație a creierului și leziuni ale neuronilor. Imagistica a arătat că rețeaua neuronală a creierului a fost afectată prin reducerea dendritelor și a coloanei vertebrale pe acești neuroni, ceea ce perturbă transmisia semnalelor între celulele creierului.
Aceste deficiențe au fost asociate cu performanțe slabe la sarcinile comportamentale concepute pentru a testa învățarea și memoria.
În plus, echipa Limoli a descoperit că radiația a afectat „frica de dispariție”, un proces activ în care creierul suprimă asocierile anterioare neplăcute și stresante, ca atunci când cineva care aproape s-a înecat învață să se bucure din nou de apă.
„Deficitul de dispariție a fricii te poate face predispus la anxietate”, a spus Limoli, „ceea ce ar putea deveni problematic pe parcursul unei călătorii de trei ani către și de pe Marte”.
Mai ales, a spus el, aceste rezultate de șase luni reflectă rezultatele de șase săptămâni după iradiere ale unui studiu din 2015 pe care l-a realizat, care a apărut într-o adăugare anterioară aProgrese științifice.
Tipuri similare de disfuncție cognitivă mai severă sunt frecvente la pacienții cu cancer cerebral care au primit doze mari, tratamente cu radiații pe bază de fotoni. În alte cercetări, Limoli examinează impactul chimioterapiei și al iradierii craniene asupra cogniției.
În timp ce deficitele asemănătoare demenței la astronauți ar dura câteva luni pentru a se manifesta, a spus el, timpul necesar unei misiuni pe Marte este suficient pentru ca astfel de deficiențe să se dezvolte. Cu toate acestea, oamenii care lucrează pentru perioade îndelungate pe Stația Spațială Internațională nu se confruntă cu același nivel de bombardament cu razele cosmice galactice, deoarece se află încă în magnetosfera de protecție a Pământului.
Opera lui Limoli face parte din Programul de cercetare umană al NASA. Investigarea modului în care radiația spațială afectează astronauții și modalitățile de învățare pentru a atenua aceste efecte sunt esențiale pentru explorarea ulterioară a spațiului de către oameni, iar NASA trebuie să ia în considerare aceste riscuri în timp ce planifică misiuni pe Marte și nu numai.
Soluții parțiale sunt explorate, a remarcat Limoli. Vehiculele spațiale ar putea fi proiectate pentru a include zone de protecție sporită, cum ar fi cele utilizate pentru odihnă și somn. Cu toate acestea, aceste particule încărcate foarte energic vor traversa nava, totuși, a adăugat el, „și nu există cu adevărat nici o scăpare”.
Tratamentele preventive oferă o oarecare speranță. Grupul Limoli lucrează la strategii farmacologice care implică compuși care elimină radicalii liberi și protejează neurotransmisia.
Sursa: Universitatea din Calfornia, Irvine
