Космическая радиация может лишить астронавтов памяти на пути к Марсу

Долгая жизнь в космосе на пути к Марсу сделает экипаж более восприимчивым к паническим атакам и амнезии из-за влияния космических лучей на передачу сигналов в мозг. Об этом пишут ученые, опубликовавшие результаты экспериментов на мышах в журнале «eNeuro», цитируемом BGNES.

«Мы обнаружили очень серьезные изменения в поведении мышей и их мозга после воздействия реалистичных доз нейтронов. Мы первыми показали, что реализация планов НАСА по путешествию на Марс подвергнется повышенному риску», - сказал Чарльз. Лимоли из Калифорнийского университета в Ирвине (США).

В последние годы медики активно изучают влияние длительного пребывания в космосе на организм человека. Большая часть этих исследований проводилась либо на шаттлах США, либо непосредственно на МКС, а также на ряде российских биоспутников. Ученым удалось раскрыть ряд угроз для здоровья будущих марсианских колонистов или исследователей открытого космоса.

Таким образом, эксперименты с мухами-дрозофилами показали, что длительная жизнь в невесомости ведет к ослаблению врожденного иммунитета, делает насекомых уязвимыми для грибков, а также ухудшает считывание ряда генов. Кроме того, жизнь в космосе ускоряет старение костного мозга, внутри которого образуются новые иммунные клетки, а продолжающаяся бомбардировка мозга космическими лучами необратимо снижает IQ.

Заявления такого рода, как отмечают исследователи, часто вызывают много споров, потому что ученые не наблюдают реальное воздействие космических лучей на мозг человека или других млекопитающих, но очень мощные лучи тяжелых или легких ионов, или других суперчастиц, которые имитируют их действие.

Обсуждения подогреваются тем фактом, что разные группы экспериментаторов часто приходят к противоположным выводам, используя одни и те же типы частиц, но в разных дозах или облучая животных по-разному. Все это не позволяет точно оценить, как радиация повлияет на здоровье мозга экипажа МКС и будущих лунных или марсианских колонистов.

Лимоли и его коллеги пытались устранить эти несоответствия, помещая экспериментальных животных в условия, максимально приближенные к тем, в которых будущие Марсиане будут жить на пути к красной планете и на пути обратно на Землю.

Чтобы сделать это, они рассчитали типы космических лучей, которые будут наиболее влиять на них, и создали специальный излучатель на основе радиоактивного излучения California-252. Продукты распада этого нестабильного изотопа оказались очень похожи на поток частиц, которые «бомбардируют» тело астронавтов во время их полета на Марс, включая состав и силу их воздействия на организм человека и покрытие корабля.

По большей части, как и в случае истинных лучей, они будут состоять из нейтронов, одного из наименее изученных компонентов космического излучения. Недавние эксперименты российских космических врачей показали, что эти частицы могут задерживать образование новых клеток в мозге животных и влиять на их поведение, если их быстро облучать достаточно большими дозами нейтронов.

Американские исследователи проверили, будут ли эти аномалии продолжать существовать на «естественном» уровне космического излучения. Как оказалось, даже в этом случае мозг мышей, особенно их гиппокамп, центр памяти и миндалина, главный «проводник» эмоций, заметно изменились. Биологи обнаружили, что нейтроны и фотоны высоких энергий не только препятствуют образованию новых нервных клеток, но и изменяют способ взаимодействия существующих нейронов друг с другом.

В частности, облучение делало клетки в центре памяти менее активными и связанными друг с другом, а также ухудшало их способность образовывать новые связи с соседними клетками. Подобные изменения произошли в миндалине и префронтальной коре.

Все эти аномалии не обошлись без следов мышей - грызуны стали испытывать сбои памяти и хуже помнить своих родственников, которые уже знали, также трудно распознать новые объекты в камере, трудно найти выход из лабиринта и решить другие задачи с помощью память.

Кроме того, мыши внезапно стали «социофобными» и стали неуклонно избегать контакта с любыми другими грызунами, а также постоянно испытывали приступы депрессии, паники и других психических расстройств. Кроме того, они реже покидают свои дома, проявляют крайнюю осторожность и медленнее забывают об опасных ситуациях, в которых они уже оказались.

Интересно, что серьезные нарушения такого рода наблюдаются не у всех грызунов - среднее нейтронное излучение серьезно влияет на работу гиппокампа у каждой третьей мыши и миндалины - у каждого пятого грызуна. Точно так же, по мнению исследователей, они будут влиять на людей на пути к Марсу.

Все это, согласно Лимоли, предполагает, что человечество должно понять, как защитить астронавтов и космонавтов от действия космических лучей или подавить эффекты, которые они производят, прежде чем они полетят на Марс и в другие отдаленные миры в Солнечной системе.