Радиация может лишить астронавтов памяти на пути к Марсу

Длительная жизнь в космосе на пути к Марсу сделает экипаж корабля более подверженным приступам паники и амнезии из-за того, как космические лучи будут влиять на передачу сигналов в их мозге. Об этом пишут ученые, опубликовавшие результаты опытов на мышах в журнале eNeuro.

"Мы раскрыли очень серьезные изменения в поведении мышей и работе их мозга, возникшие через полгода их облучения реалистичными дозами нейтронов. Мы стали первыми, кому удалось показать, что реализация планов НАСА по путешествию к Марсу будет сопряжена с повышенным риском", — заявил Чарльз Лимоли (Charles Limoli) из университета Калифорнии в Ирвайне (США).

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.

Лимоли и его коллеги попытались ликвидировать эти разночтения, поместив подопытных животных в условия, максимально близкие к тем, в которых будут жить будущие марсонавты на пути к красной планете и на обратной дороге к Земле.

Для этого они просчитали то, какие типы космических лучей будут сильнее всего воздействовать на них, и создали специальный излучатель на базе радиоактивного калифорния-252. Продукты распада этого нестабильного изотопа оказались очень похожи на тот поток частиц, который будет "бомбардировать" организм космонавтов и астронавтов при полете к Марсу, в том числе и по составу, и по силе их действия на тело человека и обшивку корабля.

По большей части, как и в случае с реальными лучами, они будут состоять из нейтронов, одного из самых малоизученных компонентов космической радиации. Недавние опыты российских космических медиков показали, что эти частицы могут замедлять формирование новых клеток в мозге животных и влиять на их поведение, если быстро облучать их достаточно большими дозами нейтронов.

Американские исследователи проверили, сохранятся ли эти аномалии при "естественном" уровне космической радиации. Для этого они приобрели несколько десятков мышей, посадили их в клетку, которую непрерывно "бомбардировал" их генератор излучения, и наблюдали за изменениями в их поведении на протяжении полугода.

Как оказалось, и в таком случае работа мозга мышей, особенно их гиппокампа, центра памяти, и миндалевидного тела, главного "дирижера" эмоций, заметно изменилась. Нейтроны и фотоны высокой энергии, как обнаружили биологи, не только подавили формирование новых нервных клеток, но и поменяли то, как взаимодействовали друг с другом уже существующие нейроны.

В частности, облучение сделало клетки центра памяти менее активными и связанными друг с другом, а также ухудшило их способность формировать новые связи с соседями. Аналогичные изменения произошли в миндалевидном теле и в префронтальной коре мозга.

Все эти аномалии не прошли бесследно для мышей – у грызунов стали появляться провалы в памяти и они начали хуже запоминать уже знакомых им сородичей, распознавать новые объекты в клетке, искать выход из лабиринта и решать другие задачи на память.

Вдобавок, мыши внезапно стали "социофобами" и начали постоянно избегать контактов с любыми другими грызунами, а также постоянно испытывали приступы депрессии, панических настроений и других нарушений психики. В частности, они реже покидали свои гнезда, проявляли излишнюю осторожность и медленнее забывали о уже пережитых опасных ситуациях.

Что интересно, сильные нарушения подобного рода возникали далеко не у всех грызунов – в среднем, нейтронное облучение серьезно затрагивало работу гиппокампа у каждой третьей мыши, а миндалевидного тела – у каждого пятого грызуна. Аналогичным образом, как считают исследователи, они повлияют и людей на пути к Марсу.

Все это, как считает Лимоли, говорит о том, что человечеству нужно понять, как защитить астронавтов и космонавтов от действия космических лучей или подавить те эффекты, которые они порождают, прежде чем лететь на Марс и другие далекие миры Солнечной системы.