Angkasawan Masa Depan Mesti Mengatasi Bahaya Otak yang Berpotensi

Penyelidikan baru memberi amaran bahawa perjalanan ruang angkasa yang berlanjutan boleh membahayakan angkasawan masa depan untuk pelbagai komplikasi sistem saraf pusat.

Penyelidik University of Calfornia, Irvine (UCI) membuat hipotesis mengenai sinar kosmik galatik - yang mengebom angkasawan semasa penerbangan jarak jauh - boleh menyebabkan kerosakan otak.

Dalam kajian baru, Charles Limoli dan rakan-rakan UCI mendapati bahawa zarah bermuatan tinggi eksperimental, seperti yang terdapat dalam sinar kosmik galaksi, menyebabkan kerosakan otak jangka panjang yang ketara pada tikus ujian. Di makmal, tikus mengalami gangguan kognitif dan demensia.

Kajian mereka muncul di Laporan Ilmiah Alam. Ia mengikuti kajian dari tahun lalu yang menunjukkan kesan otak jangka pendek sinar kosmik galaksi. Penemuan semasa, kata Limoli, menimbulkan kerisauan yang jauh lebih besar.

"Ini bukan berita positif bagi angkasawan yang dikerahkan dalam perjalanan pulang pergi ke Mars hingga dua hingga tiga tahun," kata profesor onkologi radiasi di Sekolah Perubatan UCI.

“Persekitaran ruang angkasa menimbulkan bahaya yang unik bagi angkasawan. Pendedahan kepada zarah-zarah ini boleh menyebabkan pelbagai komplikasi sistem saraf pusat yang berpotensi berlaku semasa dan berlanjutan lama setelah perjalanan angkasa yang sebenar - seperti pelbagai penurunan prestasi, kekurangan memori, kegelisahan, kemurungan, dan gangguan pengambilan keputusan. Banyak akibat buruk terhadap kognisi ini dapat berlanjutan dan terus berkembang sepanjang hayat. ”

Untuk kajian ini, tikus dikenakan penyinaran zarah (oksigen dan titanium terionisasi sepenuhnya) di Makmal Radiasi Angkasa NASA di Makmal Nasional Brookhaven New York dan kemudian dihantar ke makmal UCI Limoli.

Enam bulan selepas pendedahan, para penyelidik masih menemui tahap keradangan otak dan kerosakan pada neuron. Pengimejan menunjukkan bahawa rangkaian saraf otak terganggu melalui pengurangan dendrit dan tulang belakang pada neuron ini, yang mengganggu penghantaran isyarat di antara sel-sel otak.

Kekurangan ini dikaitkan dengan prestasi yang buruk pada tugas tingkah laku yang dirancang untuk menguji pembelajaran dan ingatan.

Di samping itu, pasukan Limoli mendapati bahawa radiasi mempengaruhi "kepunahan ketakutan," proses aktif di mana otak menekan hubungan yang tidak menyenangkan dan stres sebelumnya, seperti ketika seseorang yang hampir lemas belajar untuk menikmati air lagi.

"Kekurangan dalam kepupusan ketakutan dapat membuat Anda rentan terhadap kegelisahan," kata Limoli, "yang dapat menjadi masalah selama perjalanan tiga tahun ke dan dari Marikh."

Terutama, katanya, hasil enam bulan ini mencerminkan penemuan enam minggu selepas penyinaran kajian 2015 yang dilakukannya yang muncul dalam penambahan sebelumnyaKemajuan Sains.

Jenis serupa disfungsi kognitif yang lebih teruk adalah biasa pada pesakit barah otak yang telah menerima rawatan radiasi dosis tinggi, berdasarkan foton. Dalam penyelidikan lain, Limoli mengkaji kesan kemoterapi dan penyinaran kranial pada kognisi.

Walaupun kekurangan seperti demensia di angkasawan akan memakan waktu berbulan-bulan untuk dinyatakan, katanya, masa yang diperlukan untuk misi ke Marikh sudah cukup untuk gangguan tersebut berkembang. Orang yang bekerja untuk jangka masa yang panjang di Stesen Angkasa Antarabangsa, bagaimanapun, tidak menghadapi tahap pengeboman yang sama dengan sinar kosmik galaksi kerana mereka masih berada di dalam magnetosfera pelindung Bumi.

Karya Limoli adalah sebahagian daripada Program Penyelidikan Manusia NASA. Menyelidiki bagaimana radiasi ruang mempengaruhi angkasawan dan belajar cara mengurangkan kesan-kesan tersebut sangat penting untuk menjelajah ruang angkasa manusia lebih jauh, dan NASA perlu mempertimbangkan risiko-risiko ini kerana ia merancang misi ke Marikh dan seterusnya.

Penyelesaian sebahagian sedang diterokai, kata Limoli. Kapal angkasa dapat dirancang untuk mencakup area peningkatan pelindung, seperti yang digunakan untuk istirahat dan tidur. Walau bagaimanapun, zarah-zarah bermuatan yang sangat bertenaga ini akan melintasi kapal, bagaimanapun, dia menambah, "dan sebenarnya tidak ada yang melarikan diri dari mereka."

Rawatan pencegahan memberikan harapan. Kumpulan Limoli sedang mengusahakan strategi farmakologi yang melibatkan sebatian yang membersihkan radikal bebas dan melindungi transmisi saraf.

Sumber: Universiti Calfornia, Irvine