Wat gebeurt er met de hersenen van een astronaut tijdens een missie naar Mars? Niets goeds. Het zal worden geprecipiteerd door destructieve deeltjes die de cognitieve functie permanent zouden kunnen aantasten, volgens een radiotherapie-oncologiestudie van de University of California, Irvine.
Charles Limoli en zijn collega's ontdekten dat blootstelling aan hoogenergetische geladen deeltjes - zoals de galactische kosmische straling die astronauten bombarderen tijdens lange ruimtevluchten - aanzienlijke schade toebrengen aan het centrale zenuwstelsel en leiden tot cognitieve stoornissen.
"Niet het beste nieuws voor astronauten die zich voorbereiden op een reis van twee of drie jaar naar Mars", zegt Limoli, hoogleraar stralingsoncologie aan de Caltech School of Medicine in Irvine. - Verminderde productiviteit, geheugenstoornissen, verminderde concentratie en aandacht tijdens ruimtevluchten kunnen missiekritieke activiteiten beïnvloeden; blootstelling aan deze deeltjes kan ook leiden tot langdurige cognitieve stoornissen gedurende het hele leven."
Als onderdeel van de studie bestraalden wetenschappers knaagdieren (volledig geïoniseerde zuurstof en titanium) met geladen deeltjes in NASA's Space Radiation Laboratory in Brookhaven National Laboratory en stuurden ze vervolgens naar het Limoli-laboratorium.
Foto: hi-news.ru
Wetenschappers hebben ontdekt dat blootstelling aan deze deeltjes leidt tot hersenontsteking, waardoor de signalering tussen neuronen wordt verstoord. De beelden lieten zien hoe precies het communicatienetwerk van de hersenen wordt verstoord door samentrekkingen in de structuren van zenuwcellen, bijvoorbeeld dendrieten.
Extra synaptische veranderingen, gecombineerd met structurele veranderingen, verstoorden het vermogen van zenuwcellen om efficiënt elektrochemische signalen over te brengen. Bovendien leidde dit tot een gelijktijdige achteruitgang van de prestaties bij het uitvoeren van gedragstaken die zijn ontworpen om leren en geheugen te testen.
Promotie video:
Dit soort ernstigere cognitieve stoornissen komt vaak voor bij hersenkankerpatiënten die tijdens de behandeling hoge doses fotonenstraling krijgen. In een andere studie kijkt Limoli naar de effecten van chemotherapie en bestraling van het hoofd op de cognitieve functie.
Hoewel het cognitieve tekort pas maanden later bij astronauten zal optreden, zegt Limoli, zal de tijd die nodig is om naar Mars te vliegen lang genoeg zijn om het tekort te ontwikkelen. Mensen die voor langere tijd op het internationale ruimtestation werken, worden niet geconfronteerd met hetzelfde niveau van galactische kosmische stralenbombardementen als ze zich nog steeds in de beschermende magnetosfeer van de aarde bevinden.
De stralingsdeeltjes waaruit deze galactische kosmische straling bestaat, zijn meestal supernovaresten.
Limoli's werk maakt deel uit van het NASA Human Research Program. Onderzoek naar de invloed van kosmische straling op astronauten en het onderzoeken van manieren om deze effecten te verzachten, is van cruciaal belang voor verdere verkenning van de menselijke ruimte, aangezien deze risico's zich voornamelijk zullen manifesteren bij missies naar Mars en buiten de Rode Planeet.
Wat kunnen we doen om astronauten die naar Mars vliegen te beschermen?
Als gedeeltelijke oplossing, zegt Limoli, moet het ruimtevaartuig worden ontworpen met zeer beschermde gebieden om te rusten en te slapen. De hoogenergetische deeltjes zullen hoe dan ook door het schip gaan, en er is geen echte manier om ze te vermijden.
Preventieve procedures bieden enige hoop. "We werken aan farmacologische strategieën die componenten bevatten die vrije radicalen binden en de neurotransmissie beschermen", zegt Limoli. "Maar de theorie moet nog worden geoptimaliseerd en verfijnd."
