Astronot menghadapi demensia dan kehilangan memori akibat radiasi pengion

Bisakah astronot mengingat sesuatu setelah kembali dari Mars? Kolase: cosmicvue, potongan-potongan foto NASA yang digunakan.

Kami membuat rencana untuk penjajahan Mars, mengingat pengiriman kosmonot dan muatan ke Planet Merah sebagai masalah yang paling sulit. Misi ini berjalan sangat sulit dan mahal. Pangkalan Mars akan terus-menerus membutuhkan persediaan. Penjajah membutuhkan pasokan oksigen, makanan, obat-obatan, alat-alat. Tetapi mungkin ternyata ini bukan masalah terbesar mereka. Seperti yang diperlihatkan percobaan, perjalanan panjang ke Mars dan sebaliknya dapat menyebabkan disfungsi kognitif yang serius, termasuk kehilangan ingatan dan demensia.

Bepergian ke Mars, seperti perjalanan ruang angkasa lainnya, pasti akan memengaruhi kesehatan astronot. Para ilmuwan telah lama mempelajari efek dari tinggal lama di ruang angkasa. Sayangnya, hasil penelitian tersebut tidak terlihat sangat optimis.

Selama penerbangan ke Mars, para astronot pasti akan terkena partikel berionisasi berenergi tinggi, yang dikenal sebagai sinar kosmik asal galaksi dan matahari (GCR dan SCR). Dengan jumlah partikel, sinar kosmik terdiri dari proton sebesar 92%, inti helium sebesar 6%, unsur yang lebih berat membentuk sekitar 1%, dan elektron menyumbang sekitar 1%. Spektrum energi sinar kosmik terdiri dari 43% energi proton, 23% energi helium (partikel alfa) dan 34% energi yang ditransfer oleh partikel lain.

Di permukaan Bumi, orang terlindung dengan baik dari GCR dan SCR oleh magnetosfer, tetapi di ruang angkasa tidak ada perlindungan seperti itu. Karena energi yang sangat tinggi lebih dari 10 MeV, partikel-partikel ini melewati lapisan pesawat ruang angkasa dan melalui jaringan lunak astronot, termasuk melalui otak.

Dalam tubuh manusia, radiasi pengion menyebabkan berbagai kerusakan pada tingkat molekuler, termasuk mengganggu proses perbaikan sel dan memperlambat penyembuhan jaringan yang rusak. Pemulihan dari kerusakan dari GCR juga terhalang oleh ionisasi sekunder dari radiasi delta dari jejak partikel primer, yang meningkatkan jari-jari kerusakan dan tingkat kerusakan sel dalam tubuh. Ini ditunjukkan oleh penelitian sebelumnya yang dilakukan pada 2010 dan 2011 ( 1 , 2 ).

Potensi bahaya GCR untuk kosmonot diketahui oleh NASA dan badan antariksa lainnya, sehingga mereka berencana untuk mengembangkan perlindungan terhadap radiasi ruang (sejauh ini belum dibuat).

Seberapa besar kerusakan pada tubuh, tepatnya apa kerusakannya? Diketahui bahwa GCR dapat menyebabkan gangguan pada sistem saraf, yang mengancam pemenuhan tugas-tugas kritis oleh astronot yang terkait dengan tindakan kognitif. Ada juga risiko kesehatan jangka panjang.

Studi sebelumnya telah menunjukkan dengan jelas kemunduran kemampuan mental di bawah pengaruh GCR , yang berhubungan dengan kerusakan neuron dan gangguan integritas sinaptik dari wilayah tertentu di otak.

Pertanyaannya adalah berapa lama proses pemulihan setelah terpapar GCR. Percobaan sebelumnya pada tikus menemukan bahwa 6 minggu setelah iradiasi pada tikus, tidak ada atau hampir tidak ada tanda-tanda penyembuhan dan pemulihan kemampuan mental yang hilang ditemukan.

Spesialis dari Departemen Onkologi Radiasi, University of California, Irvine, kini telah melakukan studi tambahan untuk menguji efek jangka panjang GCR pada otak. Kali ini, kondisi tikus diperiksa 12 dan 24 minggu setelah iradiasi.

Sayangnya, hasilnya kembali mengecewakan. Bahkan 12-24 minggu setelah paparan radiasi ionisasi dosis lemah (5 atau 30 dosis ⁴⁸ Ti atau ¹⁶ dosis)O) pada hewan percobaan, tanda-tanda nyata disfungsi kognitif tetap ada - efek yang terkait dengan penyederhanaan struktur dendritik, perubahan kadar protein dalam sinapsis dan radang jaringan saraf.


Penurunan kemampuan mental dalam berbagai tes 12 minggu setelah iradiasi: (a) uji kebaruan (tes memori untuk pengakuan); (B) tes retensi memori spasial; © tugas Temporal Order, memeriksa memori objek yang baru dieksplorasi

Seperti yang Anda lihat, pada hampir semua tes memori, tikus menunjukkan penurunan yang signifikan 12 minggu setelah iradiasi. Yang paling mengkhawatirkan adalah penurunan tajam dalam tes memori objek yang baru-baru ini dieksplorasi. Mungkin ternyata setelah kembali dari Mars, para astronot tidak akan dapat mengingat apa pun. Selain itu, demensia dan kehilangan ingatan akan bertahan selama setidaknya enam bulan setelah kembali ke Bumi. Mungkin lebih lama. Lebih banyak tes jangka panjang pada tikus belum dilakukan.

Tampaknya, tanpa perlindungan radiasi yang efektif, melepaskan orang-orang di misi ruang angkasa yang panjang sangat berisiko: pada akhirnya, mereka mungkin tidak dapat mengatasi manajemen dan tidak memenuhi tugas-tugas ilmiah dan teknik yang ditugaskan.

Artikel ilmiah diterbitkan10 Oktober 2016 dalam jurnal Scientific Reports (doi: 10.1038 / srep34774).

Source: https://habr.com/ru/post/id398287/