Как космические лучи действуют на мозг?

Нейрофизиологи из МФТИ, НИИ Анохина и Курчатовского института проследили за действием нейтронов на мозг мышей и пришли к выводу, что они не ухудшают интеллектуальные способности грызунов, но подавляют формирование новых клеток в центре памяти. Их выводы были представлены в журнале NeuroReport.

"Насколько нам известно, это третья в мире работа, в которой описано влияние нейтронного излучения на нейрогенез. Мы обнаружили сильные негативные эффекты нейтронов на деления стволовых клеток гиппокампа. При том, что число самих стволовых клеток, которые в большинстве своем находятся в покоящемся состоянии, не изменялось", — рассказывает Александр Лазуткин из Московского физико-технического института в Долгопрудном.

В последние годы медики активно изучают последствия длительного пребывания в космосе для организма человека. Большая часть таких исследований проводилась или на борту американских "шаттлов", или непосредственно на МКС, а также на борту ряда российских биоспутников. Ученым удалось раскрыть целый ряд угроз для здоровья будущих марсианских колонистов или исследователей дальнего космоса.

Так, эксперименты на мушках-дрозофилах показали, что длительная жизнь в невесомости приводит к ослаблению врожденного иммунитета и делает насекомых уязвимыми для грибков, а также нарушает считываемость целого ряда генов. Кроме того, жизнь в космосе ускоряет старение костного мозга, внутри которого формируются новые иммунные клетки, а длительная бомбардировка головного мозга космическими лучами необратимо снижает IQ.

Заявления подобного рода, как отмечают исследователи, часто вызывают массу споров, так как ученые наблюдают не за реальным действием космических лучей на мозг человека или других млекопитающих, а очень мощных пучков тяжелых или легких ионов или прочих разогнанных частиц, имитирующих их действие.

Дискуссии подогреваются и тем, что разные группы экспериментаторов часто приходят к противоположным выводам, используя одни и те же типы частиц, но в разных дозах или облучая животных разными способами. Все это не позволяет дать точную оценку того, как именно радиация будет влиять на здоровье мозга экипажа МКС и будущих лунных или марсианских колонистов.

Как передает пресс-служба Российского научного фонда, Лазуткин и его коллеги заполнили один из самых важных пробелов в этой области, проследив за тем, как влияет на работу мозга относительно малоизученный тип частиц – нейтроны, возникающие в атмосфере или внутри космических кораблей при взаимодействиях космических лучей с их атомами.

Несколько лет назад корейские исследователи показали, что нейтронное излучение негативно воздействует на гиппокамп, центр памяти млекопитающих, ухудшая память грызунов. Они связали этот негативный эффект с тем, что потоки нейтральных частиц начали уничтожать стволовые клетки, необходимые для формирования новых клеток в этой части мозга.

Российские нейрофизиологи проверили, изменятся ли результаты эксперимента, если уменьшить дозу радиации примерно в два раза. Для проведения этих опытов они разработали новую методику подсчета стволовых клеток внутри гиппокампа, позволяющих работать с этой частью мозга целиком, не разрезая ее на множество тонких слоев.

Как оказалось, низкие дозы нейтронного облучения действовали на мозг грызунов иначе. С одной стороны, они действительно подавляли работу стволовых клеток, участвующих в формировании новых нейронов гиппокампа, но при этом сами "заготовки" нервных клеток не гибли, а просто прекращали развиваться.

С другой стороны, облучение почти не повлияло на умственные способности мышей и их поведение. Они столь же хорошо запоминали новые для себя помещения и предметы, как и грызуны из контрольной группы, и не страдали от видимых отклонений психики.

"Мы не утверждаем, что поведение и память у облученных мышей остались абсолютно неповрежденными. Данные о других типах излучений говорят о том, что, несмотря на видимую сохранность памяти, могут страдать ее отдельные тонкие компоненты. А значит, наша работа — только начало подобного рода исследований", — заключает Лазуткин.