Vesolje je lahko nevarno mesto za krhke ljudi. Tisti, ki se želijo ubiti v Zemljino orbito, se morajo pogajati o nevarnostih za zdravje, kot so ekstremne temperature, utesnjene četrti, dolga obdobja izolacije in izčrpavajoči fiziološki učinki življenja brez teže. Stvari bodo postale še bolj grobe za astronavte, ki upajo na potovanje na asteroid ali Mars.
Sorodne vsebine
- Kaj se dogaja s človeškim telesom v vesolju?
- Kje so vsi tujci? Odvzem zavetja iz sevanja vesolja
- Možganski vsadki so lahko sposobni udariti poškodovane spomine nazaj v obliko
- Asteroidni balvan bo stalnica na poti na Mars
Ena največjih groženj potovanj v vesolje je dolgotrajna izpostavljenost neizprosnemu kozmičnemu sevanju, ki lahko poškoduje DNK in poveča življenjske možnosti vesoljskega popotnika za razvoj bolezni, kot je rak, v svojem življenju. Zdaj raziskave na miših kažejo, da bodo imeli prvi ljudje, ki so poskusili misijo na Marsu, takojšnjo težavo: poškodbe možganov. Kozmični žarki, ki bombardirajo možgane, lahko povzročijo kognitivne in spominske okvare, ki se bodo pokazale v samo nekaj mesecih.
Galaktično kozmično sevanje je sestavljeno iz visokoenergijskih delcev, ki izvirajo iz preteklih eksplozij supernove, ki prihajajo skozi naš osončje. NASA je sponzorirala številne študije, ki so preučevale kratkoročne in dolgoročne vplive vesoljskega sevanja na vsak sistem v telesu, razkrile pa so, da lahko ti žarki v času življenja uničujoče vplivajo na biološko tkivo.
Prejšnje raziskave kažejo, da lahko izpostavljenost sevanju povzroči tudi kognitivne okvare, vključno s prejšnjim nastankom Alzheimerjeve podobne demence. Zdaj Charles Limoli, profesor sevalne onkologije na kalifornijski univerzi Irvine School of Medicine Irvine, in njegova ekipa so dokazali, da tudi razmeroma nizki odmerki kozmičnih žarkov povzročijo posebno vrsto nevronskih nepravilnosti, ki bi se lahko manifestirale med misijo na povratnem potovanju. na Mars, ki naj bi trajal dve do tri leta.
"To je prva študija, po mojem mnenju, ki resnično povezuje veliko ohlapnih koncev in zagotavlja mehanizem za dogajanje, ki povzroča kognitivno disfunkcijo, " pravi Limoli, katere ekipa danes poroča o rezultatih v Science Advances .
Da bi preučevali učinke sevanja, ki jih povzroča "omamljanje uma", so raziskovalci pregledali več skupin šestmesečnih miši - približno povprečno starost astronavtov v mišjih letih. Skupina je miši razstrelila z nizkimi ali visokimi odmerki energijsko nabitih delcev, podobnih tistim, ki jih najdemo v galaktičnem kozmičnem sevanju. Ti delci izpodrinejo elektrone v živem tkivu, ki nato sprožijo reakcije prostih radikalov, kar povzroči spremembe v celicah in tkivih telesa. Čeprav se reakcije prostih radikalov pojavijo v milisekundah, se celicne nepravilnosti, ki jih povzročajo, pojavijo v mesecih ali celo letih, zato so raziskovalci čakali šest tednov, preden so testirali obsevane miši, da bi se lahko celična zabloda razvila.
Rezultati so pokazali, da so obsevane miši znatno poslabšale svojo sposobnost raziskovanja novih predmetov, nameščenih v njihovem okolju, kar je naloga, ki temelji na zdravem sistemu učenja in spomina. "Živali, ki so bile izpostavljene, so izgubile radovednost. Izgubili so težnjo po raziskovanju novosti, «pravi Limoli.
Skupina je natančneje odkrila strukturne spremembe, ki jih povzročajo sevanja v medialni prefrontalni skorji, možganski regiji, ki je odgovorna za procese višjega reda, za katere je znano, da so vključeni med spominskimi nalogami. Nevroni na teh okvarjenih območjih so pokazali zmanjšanje zahtevnosti in gostote struktur, imenovanih dendriti, ki delujejo kot antene za vhodna celična sporočila in so bistvenega pomena za učinkovito izmenjavo informacij po možganih. Raziskovalna skupina je odkrila tudi spremembe v PSD-95, beljakovini, ki je pomembna za nevrotransmisijo in je povezana tudi z učenjem in spominom.
Celične spremembe dendritov so bile neposredno povezane s kognitivno zmogljivostjo - miši z največjimi strukturnimi spremembami so imele najrevnejše rezultate. In čeprav so te pomanjkljivosti potrebovale nekaj časa, da se pojavijo, se zdijo trajne.
Limoli ugotavlja, da čeprav so bila dela opravljena na miših, škoda, ki so jo opazili v njihovi raziskavi, precej spominja na pomanjkljivosti človeških možganov, ki trpijo zaradi nevrodegenerativnih stanj, kot je demenca. "Ker se te vrste sprememb pojavljajo tudi v številnih nevrodegenerativnih stanjih in se pojavljajo med staranjem, zagotavlja logično ozadje, kaj sevanje deluje na možgane glodalcev in ljudi, " pravi Limoli.
Verjetno nihče še ni videl teh napak pri današnjih astronavtih, saj so ljudje, ki delajo na Mednarodni vesoljski postaji, "zaščiteni z zemeljsko magnetosfero, kar odvrne vse, kar ima naboj", pravi Limoli. In čeprav astronavti, ki so potovali na Luno, niso bili zaščiteni z magnetnim objemom Zemlje, bi imela njihova relativno kratka potovanja omejene stopnje izpostavljenosti le delim, ki bi jih izkusili na misiji na Mars.
Medtem ko so bili rezultati tega eksperimenta presenetljivi, drugi strokovnjaki poudarjajo, da še vedno primanjkuje dovolj podatkov, da bi lahko dokončno sklepali o učinkih sevanja ljudi. "Mnogo informacij, ki smo jih pridobili iz študij katastrofalnih dogodkov v drugi svetovni vojni, " pravi Nathan Schwadron, izredni profesor fizike vesoljske plazme na Univerzi v New Hampshireu. "Preprosto nimamo veliko znanja o tem, kaj se zgodi z biološkim sistemom, ko so dalj časa izpostavljeni visokim sevanjem. Mislim, da tu obstaja potencialno tveganje, ki pa ga še preprosto ne razumemo. "
Kaj je torej treba storiti? NASA trenutno preiskuje naprednejše tehnologije za zaščito, ki bi lahko bolje zaščitile astronavte pri dolgotrajnih misijah v vesolje. Limoli lahko tudi inženirji spremenijo zmogljivosti zaščite v določenih regijah ladje, na primer tam, kjer spijo astronavti, ali pa opremijo ljudi s specializiranimi čeladami, pravi Limoli.
Schwadron, katerega raziskave so osredotočene predvsem na razvojno napredno zaščito, pravi, da je energija galaktičnega kozmičnega sevanja tako velika, da z materiali za zaščito posega na potencialno problematične načine. "Zgodilo se je, da visokoenergijsko sevanje udari v ščit in nato ustvari kopel sekundarnih delcev. Najverjetneje so primeri nevtroni. "Ti visoko energijski delci lahko nato delujejo s telesom, kar povzroči reakcije prostih radikalov in kasnejše poškodbe tkiva.
V nadaljevanju nameravata Limoli in njegova ekipa zasnovati eksperimente, ki natančneje simulirajo izpostavljenost človeka galaktičnim kozmičnim žarkom in raziskujejo alternativne mehanizme in vrste celic, ki bi lahko prispevali k širjenju kognitivnih primanjkljajev. Raziskuje tudi farmakološke posege, ki bi lahko zaščitili možgansko tkivo pred tem sevanjem.
"Imamo nekaj obetavnih spojin, ki bodo verjetno precej pomagale, " pravi Limoli. "To ni kršilec dogovorov - to je nekaj, kar moramo razumeti in se ga zavedati, da nas ne ujamejo."
