Az űr veszélyes hely lehet a törékeny emberek számára. Azoknak, akik hajlandók belépni a Föld körüli pályára, meg kell tárgyalniuk az olyan egészségügyi veszélyeket, mint a szélsőséges hőmérsékletek, zsúfolt helyek, hosszú elszigetelési periódusok és az élet súlyosbító képességű fiziológiai hatásai. A dolgok még durvabbak lesznek az űrhajósok számára, akik abban reménykednek, hogy egy aszteroidába vagy a Marsba utaznak.
kapcsolodo tartalom
- Mi történik az emberi testtel az űrben?
- Hol vannak az idegenek? Védelem az univerzum sugárzásából
- Az agyimplantátumok képesek lehetnek a sérült emlékeket sokkolni az alakjára
- Egy aszteroida szikladarab lesz egy lépcső a Mars felé vezető úton
A mély űrutazás egyik legnagyobb veszélye a tartós kozmikus sugárzásnak való kitettség, amely károsíthatja a DNS-t, és növeli az űrutazó esélyeit olyan betegségek, mint a rák kifejlődéséhez életében. Az egerekkel végzett kutatások azt sugallják, hogy az első emberek, akik Mars-missziót próbálnak ki, azonnali problémát jelentenek: agykárosodást. Az agyat bombázó kozmikus sugarak kognitív és memóriakárosodást okozhatnak, amely mindössze néhány hónap alatt nyilvánul meg.
A galaktikus kozmikus sugárzás nagy energiájú részecskékből áll, amelyek a múltbeli szupernóva robbanásokból származnak, és amelyek napfényrendszerünkön átcsavarodnak. A NASA számos tanulmányt szponzorált, amelyek az űrsugárzás rövid és hosszú távú hatásait vizsgálják a test minden egyes rendszerére, feltárva, hogy ezek a sugarak egy élettartama alatt pusztító hatással lehetnek a biológiai szövetre.
Korábbi tanulmányok szerint a sugárterhelés kognitív károsodást is okozhat, ideértve az Alzheimer-szerű demencia korábbi kialakulását. Most Charles Limoli, a kaliforniai egyetemi irvinei orvostudományi iskola sugártani onkológiai professzora és csapata bebizonyította, hogy még a viszonylag alacsony adagú kozmikus sugarak is specifikus idegi rendellenességeket indukálnak, amelyek egy oda-vissza utazás során jelentkezhetnek. a Marsra, amely várhatóan két-három évig tart.
"Véleményem szerint ez az első tanulmány, amely valóban sok laza végét köti össze, és mechanizmust biztosít arra, hogy mi folyhat kognitív diszfunkciót okozva" - mondja Limoli, akinek a csapata az eredményeket a Science Advances ma ismerteti.
A sugárzás „elmeszámláló” hatásainak tanulmányozására a kutatók több, hat hónapos egerek csoportját vizsgálták - az űrhajósok hozzávetőleges életkora egérévekben. A csapat az egereket alacsony vagy nagy dózisú energiával töltött részecskékkel robbantotta fel, hasonlóan a galaktikus kozmikus sugárzáshoz. Ezek a részecskék kiszorítják az elektronokat az élő szövetben, amelyek szabad gyökös reakciókat válthatnak ki, amelyek változásokat okoznak a test sejtjeiben és szöveteiben. Noha a szabad gyökös reakciók milliszekundumon belül fordulnak elő, az általuk okozott sejt rendellenességek hónapokban vagy akár években is kialakulnak, így a kutatók hat hétig várták a besugárzott egerek tesztelését, hogy a sejtes tévedés kibontakozhasson.
Az eredmények azt mutatták, hogy a besugárzott egerek jelentősen hátrányosak a környezetükbe helyezett új tárgyak felkutatására való képességükben - ez egy feladat, amely az egészséges tanulási és memóriarendszerre támaszkodik. „A kitett állatok elvesztették kíváncsiságukat. Elveszítették az újdonságok felfedezésére irányuló hajlandóságukat.
Pontosabban, a csoport sugárzás által kiváltott szerkezeti változásokat fedezett fel a medialis prefrontalis kéregben, amely agyi régió felelős a magasabb rendű folyamatokért, amelyekről ismert, hogy részt vesznek az emlékezet feladatai során. Az ezen károsult területeken lévő neuronok csökkentették a dendriteknek nevezett struktúrák bonyolultságát és sűrűségét, amelyek antennákként szolgálnak a bejövő cellás üzenetek számára, és nélkülözhetetlenek az agyban történő hatékony információcseréhez. A kutatócsoport felfedezte a PSD-95 változásait is, amely a neurotranszmisszió szempontjából fontos protein, amely szintén kapcsolódik a tanuláshoz és az emlékezethez.
A dendritek sejtes változásai közvetlenül a kognitív teljesítményhez kapcsolódtak - a legnagyobb szerkezeti változásokkal rendelkező egereknek volt a legrosszabb teljesítménye. És bár ezeknek a hiányosságoknak a megjelenése időbe telt, tartósnak tűnik.
Limoli megjegyzi, hogy míg az egerekben végzett munkát végezték el, a tanulmányukban megfigyelt károsodás nagyjából úgy néz ki, mint olyan rendellenességek, amelyeket az emberi agyban tapasztaltak neurodegeneratív állapotok, például demencia esetén. "Mivel az ilyen típusú változásokat számos neurodegeneratív állapotban is megfigyelték, és az öregedés során fordulnak elő, ez logikus hátteret nyújt arra, hogy a sugárzás milyen hatással van mind a rágcsálók, mind az emberek agyára" - mondja Limoli.
Valószínű, hogy senki sem látott ilyen típusú hibákat a mai űrhajósokban, mert a Nemzetközi Űrállomáson dolgozókat „a Föld magnetoszféra védi, ami bármit elterel, amiben van töltés” - mondja Limoli. És bár a holdra utazó űrhajósokat nem védették a Föld mágneses ölelése, viszonylag rövid utazásaiknak az expozíciós szintjük csak azon részeinek korlátozódott volna, amelyeket a Mars felé tartó küldetés során tapasztaltak meg.
Miközben a kísérlet eredménye megdöbbentő volt, más szakértők hangsúlyozzák, hogy még mindig nincs elegendö adat ahhoz, hogy végleges következtetéseket lehessen levonni az emberek sugárzásának következményeiröl. "Nagyon sok információt a második világháború katasztrófa eseményeinek tanulmányozásából extrapoláltuk" - mondja Nathan Schwadron, a New Hampshire-i Egyetem űrplazmafizikai egyetemi docens. "Csak nincs sok tudásunk. arról, hogy mi történik a biológiai rendszerekkel, ha hosszabb ideig magas szintű sugárzásnak vannak kitéve. Úgy gondolom, hogy itt fennáll egy lehetséges kockázat, de valójában még csak nem értjük meg. ”
Szóval mit kell tenni? A NASA jelenleg fejlettebb árnyékolási technológiákat vizsgál, amelyek jobban megvédhetik az űrhajósokat hosszú távú missziók során a mély űrben. A mérnökök megváltoztathatják az árnyékolás képességét a hajó bizonyos részein is, például az űrhajósok alszik, vagy felszerelni az embereket speciális sisakokkal az űrjárásra - mondja Limoli.
Schwadron, akinek kutatása elsősorban a fejlett árnyékolásra koncentrál, azt mondja, hogy a galaktikus kozmikus sugárzásból származó energia olyan magas, hogy potenciálisan problematikus módon kölcsönhatásba lép az árnyékoló anyagokkal. „Ami történik, hogy a nagy energiájú sugárzás eléri az pajzsot, és másodlagos részecskék fürdését hozza létre. Valószínűleg a neutronok ennek elsődleges példája. ”Ezek a nagy energiájú részecskék kölcsönhatásba léphetnek a testtel, szabad gyökök reakcióit és az azt követő szöveti károsodásokat kiváltva.
Előrehaladva Limoli és csapata olyan kísérleteket tervez, amelyek pontosabban szimulálják az emberek galaktikus kozmikus sugaraknak való kitettségét, és megvizsgálják az alternatív mögöttes mechanizmusokat és sejttípusokat, amelyek hozzájárulhatnak a kognitív hiányok elterjedéséhez. Olyan farmakológiai beavatkozásokat is vizsgál, amelyek megvédik az agyszövetét a sugárzástól.
"Van néhány ígéretes vegyület, amely valószínűleg kissé segít" - mondja Limoli. "Ez nem egy üzletkötő - ez valami, amit meg kell értenünk és tisztában kell lennünk azzal, hogy ne kerüljünk őrizetbe."
