|
Долететь до Марса вы сможете только без мозгов
|
|
|
|
Космос — это опасное место для слабого и хрупкого человека. Тот, кто отваживается полететь на околоземную орбиту, вынужден преодолевать серьезные опасности для своего здоровья, связанные с экстремальными температурами, теснотой космического корабля, длительной изоляцией и изнурительными физиологическими последствиями от жизни в условиях невесомости. Но тем астронавтам, которые надеются совершить полет на астероид или на Марс, будет еще труднее.
|
|
|
|
Одна из главных опасностей полета в открытый космос — это длительное облучение неумолимой космической радиацией, которая может повредить ДНК и повышает шансы на возникновение у космического путешественника такого заболевания как рак. Но опыты на мышах указывают на то, что первые люди, которые попытаются совершить полет на Марс, столкнутся с более неотложной проблемой, какой является повреждение головного мозга. Бомбардирующие мозг космические лучи могут вызвать нарушения памяти и познавательных способностей, что проявится в течение нескольких месяцев.
|
 |
|
Космическое излучение в галактике состоит из частиц высокой энергии, образовавшихся в результате взрывов сверхновых звезд. Эти частицы на огромной скорости проносятся через нашу Солнечную систему. НАСА провела множество исследований, пытаясь изучить кратковременные и долговременные последствия космического облучения для различных органов человеческого тела, и выяснила, что такие лучи могут со временем оказать катастрофическое воздействие на биологические ткани.
|
|
|
|
Более ранние исследования говорят о том, что радиоактивное облучение может также вызвать нарушение познавательных способностей, в том числе, преждевременное возникновение слабоумия в виде болезни Альцгеймера. Профессор радиационной онкологии Чарльз Лимоли (Charles Limoli), работающий на медицинском факультете Калифорнийского университета в Ирвайне, вместе с коллегами продемонстрировал, что даже относительно небольшая доза космического облучения способна вызвать вполне конкретную череду нервных расстройств, которые могут проявиться за два-три года полета на Марс и обратно.
|
|
|
|
«На мой взгляд, это первое исследование, благодаря которому удалось расставить множество точек над „i“ и понять механизм того, что вызывает когнитивную дисфункцию», — говорит профессор Лимоли, чей коллектив сегодня сообщит о результатах исследований в журнале Science Advances.
|
|
|
|
Чтобы изучить поражающие мозг последствия радиации, ученые провели эксперименты над несколькими группами мышей шестимесячного возраста. Это приблизительно средний возраст астронавта, если считать его мышиными годами. Ученые облучали мышей малыми и большими дозами радиации, используя частицы высокой энергии типа тех, что содержатся в космических лучах. Эти частицы выбивают в живой ткани электроны и затем вызывают реакции свободных радикалов, что приводит к изменениям в клетках и тканях тела. Реакции свободных радикалов происходят за миллисекунды, однако спровоцированные ими клеточные изменения формируются на протяжении нескольких месяцев и даже лет. Поэтому ученые ждали шесть недель, прежде чем приступить к исследованию облученных мышей, чтобы изменения на уровне клеток уже произошли.
|
|
|
|
Результаты показали, что у облученных мышей возникают значительные затруднения с изучением новых предметов, помещенных в среду их обитания. Для такого изучения необходима здоровая система познания и память. «Облученные животные утратили любознательность. Они потеряли склонность к обследованию нового», — говорит Лимоли.
|
|
|
|
Его команда обнаружила вызванные радиацией структурные изменения в префронтальной коре головного мозга. Это та его часть, которая отвечает за процессы высшего порядка, включающиеся при выполнении задач, связанных с запоминанием. В пораженных областях нервных клеток снизился уровень сложности, а в их структурах, носящих название дендриты (они выполняют функцию антенн, принимающих входящие сигналы от клеток, и поэтому исключительно важны для эффективного обмена информацией внутри мозга) произошло уменьшение плотности. Команда исследователей также обнаружила изменения в белке PSD-95, который чрезвычайно важен для нейротрансмиссии и связан с познанием и памятью.
|
|
|
|
Клеточные изменения в дендритах были напрямую связаны с познавательными способностями. Те мыши, у которых произошли наибольшие структурные изменения, показали самые худшие результаты. Хотя такая неполноценность проявилась лишь через определенное время, она по всей видимости является постоянной.
|
|
|
|
Лимоли отмечает, что хотя эксперименты проводились на мышах, обнаруженные в ходе исследования нарушения очень похожи на дефекты головного мозга человека, страдающего от таких нейродегенеративных заболеваний как слабоумие. «Поскольку изменения такого типа также проявляются в самых разных нейродегенеративных заболеваниях и происходят в процессе старения, это создает вполне логичную фоновую картину того, что облучение делает с мозгом грызунов и человека», — говорит Лимоли.
|
|
|
|
Наверное, мы не замечаем такого вида дефекты у нынешних астронавтов по той причине, что люди, работающие на Международной космической станции, «защищены земной магнитосферой, отражающей все, что имеет заряд», считает Лимоли. И хотя астронавты, побывавшие на Луне, не были защищены магнитным полем Земли, полет у них был довольно коротким, и полученная ими доза облучения была во много раз меньше той, которой могут подвергнуться путешественники на Марс.
|
|
|
|
Результаты этого эксперимента поражают, однако другие специалисты подчеркивают, что им по-прежнему не хватает данных для того, чтобы сделать окончательные выводы о воздействии радиации на людей. «Значительная часть имеющейся у нас информации взята из исследований катастрофических событий времен Второй мировой войны, — говорит доцент физики космической плазмы из Нью-Гэмпширского университета Натан Швадрон (Nathan Schwadron). — У нас просто недостаточно знаний о том, что происходит с биологическими системами, когда они длительное время получают высокие дозы радиации. Я думаю, что здесь может быть определенный риск, но мы пока еще не понимаем это в полной мере».
|
|
|
|
Так что же делать? НАСА в настоящее время разрабатывает более совершенные защитные технологии, которые позволят лучше защитить астронавтов во время длительных полетов в глубокий космос. Инженеры могут также изменить защитные характеристики некоторых частей космического корабля, таких как отсеки для сна, либо оснастить людей специальными шлемами для выхода в открытый космос, говорит Лимоли.
|
|
|
|
Швадрон, который в своей научной работе главное внимание уделяет разработке современных защитных средств, говорит о том, что энергия галактического космического излучения огромна, а поэтому частицы этой высокой энергии могут взаимодействовать с защитными материалами таким образом, что это вызовет немалые проблемы. «Произойдет следующее: излучение высокой энергии будет ударять в защиту, порождая волну вторичных частиц. Наверное, главный пример здесь это нейтроны», — отмечает он. Эти частицы высокой энергии смогут затем взаимодействовать с человеческим организмом, вызывая реакции свободных радикалов, а впоследствии и повреждение тканей.
|
|
|
|
В будущем Лимоли с коллегами планирует провести ряд новых экспериментов, точнее смоделировав облучение человека галактическими космическими лучами, чтобы изучить основополагающие альтернативные механизмы и типы клеток, которые способствуют развитию нарушений познавательной способности. Он также изучает фармакологическое вмешательство, способное защитить ткани головного мозга от такого облучения.
|
|
|
|
«У нас есть некоторые многообещающие соединения, которые наверняка смогут существенно помочь, — говорит Лимоли. — Нам необходимо понять их действие, чтобы не попасть впросак».
|
|
|
|
http://inosmi.ru/world/20150506/227889119.html
|
