Kosmos võib olla habras inimestele ohtlik koht. Need, kes soovivad Maa orbiidile tungida, peavad läbi rääkima terviseohtude üle, näiteks äärmuslikud temperatuurid, kitsad veerandid, pikad eraldamisperioodid ja elu gravitatsioonist tulenevad elu nõrgestavad füsioloogilised mõjud. Astronaudid, kes loodavad reisida asteroidi või Marsi, lähevad asjad veelgi karmimaks.
Seotud sisu
- Mis juhtub inimkehaga kosmoses?
- Kus on kõik välismaalased? Universumi kiirgusest varjualuse võtmine
- Ajuimplantaadid võivad olla võimelised kahjustatud mälestusi lööma tagasi kuju
- Asteroidi rändrahn saab hüppelauaks teekonnal Marsile
Üks sügava kosmosereisimise suurimaid ohte on pikaajaline kokkupuude püsimatu kosmilise kiirgusega, mis võib kahjustada DNA-d ja suurendada kosmosereisija võimalusi nende elu jooksul selliste haiguste nagu vähk tekkeks. Nüüd näitavad hiirte uuringud, et esimestel inimestel, kes proovivad Marsi missiooni, on otsesem probleem: ajukahjustus. Aju pommitavad kosmilised kiired võivad põhjustada kognitiivseid ja mäluhäireid, mis avalduvad vaid mõne kuu pärast.
Galaktiline kosmiline kiirgus koosneb kõrge energiaga osakestest, mis on pärit varasematest supernoova plahvatustest, mis tõmbusid meie päikesesüsteemi läbi. NASA on sponsoreerinud arvukalt uuringuid, mis uurivad kosmosekiirguse lühiajalist ja pikaajalist mõju igale kehasüsteemile, paljastades, et need kiired võivad elu jooksul kahjustada bioloogilisi kudesid.
Varasemad uuringud näitasid, et kokkupuude kiirgusega võib põhjustada ka kognitiivseid häireid, sealhulgas Alzheimeri-laadse dementsuse varasemat algust. Nüüd on California Irvine'i meditsiinikooli kiirgus-onkoloogiaprofessor Charles Limoli ja tema meeskond näidanud, et isegi suhteliselt madalad kosmiliste kiirte annused kutsuvad esile spetsiifilise närvisüsteemi kõrvalekallete seeria, mis võivad ilmneda ümbermaailmareisi ajal. Marsile, mis kestab eeldatavalt kaks kuni kolm aastat.
"See on minu arvates esimene uuring, mis seob tõesti palju lahtisi otsi ja loob mehhanismi selle jaoks, mis juhtub, et põhjustada kognitiivseid häireid, " ütleb Limoli, kelle meeskond teatab tulemustest täna ajakirjas Science Advances .
Kiirguse "mõistuse tuimestamise" mõju uurimiseks uurisid teadlased mitmeid kuuekuuseid hiirte rühmi - astronautide ligikaudne keskmine vanus hiireaastates. Meeskond lõhkas hiirtes madalate või suurte annustega energeetiliselt laetud osakesi, mis olid sarnased galaktilises kosmilises kiirguses leiduvatele. Need osakesed tõrjuvad elusas koes elektronid, mis käivitavad seejärel vabade radikaalide reaktsioonid, mis põhjustavad muutusi keha rakkudes ja kudedes. Ehkki vabade radikaalide reaktsioonid toimuvad millisekundites, ilmnevad nende põhjustatud raku kõrvalekalded kuude või isegi aastate jooksul, nii et teadlased ootasid enne kiiritatud hiirte testimist kuus nädalat, et võimaldada raku pahandust.
Tulemused näitasid, et kiiritatud hiirte võimekus märkimisväärselt halvendada nende keskkonda paigutatud uute objektide uurimist - see on ülesanne, mis tugineb tervislikule õppimis- ja mälusüsteemile. “Paljastatud loomad kaotasid uudishimu. Nad kaotasid kalduvuse uudsuse uurimiseks, ”ütleb Limoli.
Täpsemalt, meeskond avastas radiatsioonist põhjustatud struktuurimuutused mediaalses prefrontaalses ajukoores - ajupiirkonnas, mis vastutab kõrgema järgu protsesside eest, mis teadaolevalt on seotud mäluülesannetega. Nendes kahjustatud piirkondade neuronites ilmnes dendriitideks kutsutavate struktuuride keerukuse ja tiheduse vähenemine, mis toimivad sissetulevate rakuliste teadete antennidena ja on hädavajalikud tõhusaks teabevahetuseks kogu ajus. Uurimisrühm avastas ka muutused PSD-95 - valgus, mis on oluline neurotransmissiooni jaoks ning on seotud ka õppimise ja mäluga.
Rakkude muutused dendriitides olid otseselt seotud kognitiivse jõudlusega - kõige kehvemate tulemustega olid hiirtel, kellel olid suurimad struktuurimuutused. Ja kuigi nende puuduste ilmnemine võttis aega, näivad need olevat püsivad.
Limoli märgib, et kuigi tööd tehti hiirtega, näevad nende uuringus nähtavad kahjustused välja palju sarnased defektidele, mida näevad inimese ajud, mis kannatavad neurodegeneratiivsete seisundite, näiteks dementsuse all. "Kuna seda tüüpi muutusi on leitud ka paljudes neurodegeneratiivsetes tingimustes ja need toimuvad vananemise käigus, annab see loogilise tausta sellele, mida kiirgus mõjutab nii näriliste kui ka inimeste ajudele, " ütleb Limoli.
Tõenäoliselt pole keegi sellist tüüpi defekte tänapäeva astronautides näinud, sest Rahvusvahelises Kosmosejaamas töötavaid inimesi kaitseb Maa magnetosfäär, mis kaldub ümber ükskõik millise laengu, "ütleb Limoli. Ja kuigi Kuule rännanud astronaudid ei olnud Maa magnetilise omavahelise kaitse all, oleks nende suhteliselt lühikestel retkedel olnud kokkupuute tase piiratud murdosaga nendest, mida kogetakse missioonil Marsile.
Ehkki selle eksperimendi tulemused olid silmatorkavad, rõhutavad teised eksperdid, et inimeste kiirguse mõju kohta lõplike järelduste tegemiseks pole endiselt piisavalt andmeid. "Suur osa sellest teabest, mis meil on, on ekstrapoleeritud Teise maailmasõja katastroofiliste sündmuste uuringutest, " ütleb New Hampshire'i ülikooli kosmoseplasma füüsika dotsent Nathan Schwadron. "Meil pole lihtsalt palju teadmisi. sellest, mis juhtub bioloogiliste süsteemidega, kui nad pikaajaliselt puutuvad kokku kõrge kiirgustasemega. Arvan, et siin on potentsiaalne oht, kuid me lihtsalt ei saa sellest veel aru. "
Mida siis teha tuleb? NASA uurib praegu arenenumaid varjestustehnoloogiaid, mis võiksid paremini kaitsta pikaajaliste missioonide ajal kosmosesse astronaute. Insenerid võiksid muuta ka varjestamisvõimet laeva teatud piirkondades, näiteks seal, kus astronaudid magavad, või sobitada inimestele kosmose jalutuskäikudeks spetsiaalsed kiivrid, kirjutab Limoli.
Schwadron, kelle uurimistöö keskendub peamiselt arenenud varjestusele, ütleb, et galaktilisest kosmilisest kiirgusest saadav energia on nii suur, et see interakteerub varjestusmaterjalidega potentsiaalselt problemaatiliselt. „Mis juhtub, on see, et suure energiaga kiirgus tabab kilpi ja tekitab siis sekundaarsete osakeste vanni. Neutronid on ilmselt selle esmane näide. ”Need suure energiatarbega osakesed saavad seejärel kehaga suhelda, kutsudes esile vabu radikaale tekitavaid reaktsioone ja järgnevaid kudede kahjustusi.
Edasi liikudes plaanivad Limoli ja tema meeskond kavandada katseid, mis simuleeriksid täpsemalt inimeste kokkupuudet galaktiliste kosmiliste kiirtega ning uurida alternatiivseid alusmehhanisme ja rakutüüpe, mis võiksid kaasa aidata kognitiivse defitsiidi vohamisele. Samuti uurib ta farmakoloogilisi sekkumisi, mis võiksid ajukoe selle kiirguse eest kaitsta.
"Meil on lootustandvaid ühendeid, mis aitavad tõenäoliselt üsna palju, " ütleb Limoli. "See ei ole kokkuleppe murdja - see on asi, mida peame mõistma ja sellest teadlik olema, et meid ei hoitaks valve alt."
