Ruang boleh menjadi tempat yang berbahaya bagi manusia rapuh. Mereka yang ingin menjejaki orbit bumi mesti berunding bahaya kesihatan seperti suhu yang melampau, suku yang sempit, tempoh pengasingan yang panjang dan kesan fisiologi yang melemahkan hidup tanpa graviti. Perkara-perkara akan menjadi semakin kuat bagi para angkasawan yang ingin pergi ke asteroid atau Marikh.
Kandungan Terkait
- Apa yang Berlaku kepada Tubuh Manusia di Angkasa?
- Di manakah semua orang asing? Mengambil Shelter Dari Sinaran Universe
- Implan Brain Dapat Mampu Mengejutkan Kenangan Rusak Kembali Ke Bentuk
- Boulder Asteroid Akan Menjadi Batu Melangkah di Perjalanan ke Marikh
Salah satu ancaman terbesar dalam perjalanan di dalam ruang adalah pendedahan berpanjangan kepada sinaran kosmik tanpa henti, yang boleh merosakkan DNA dan meningkatkan peluang pengembara ruang untuk mengembangkan penyakit seperti kanser sepanjang hayat mereka. Sekarang, penyelidikan pada tikus menunjukkan bahawa orang pertama untuk mencuba misi Marikh akan mempunyai masalah yang lebih segera: kerosakan otak. Sinar kosmik yang membombardir otak boleh mengakibatkan masalah kognitif dan ingatan yang akan berlaku dalam beberapa bulan sahaja.
Radiasi kosmik Galactic terbuat dari zarah tenaga tinggi yang berasal dari letupan supernova lepas yang datang melalui sistem suria kita. NASA telah menaja pelbagai kajian yang menyelidiki kesan jangka pendek dan panjang jangka panjang radiasi ruang pada setiap sistem dalam badan, mendedahkan bahawa sinar ini boleh mempunyai kesan buruk pada tisu biologi sepanjang hayat.
Kajian terdahulu mencadangkan pendedahan radiasi juga boleh menyebabkan kerosakan kognitif, termasuk permulaan demensia seperti Alzheimer. Sekarang Charles Limoli, seorang profesor onkologi radiasi di University of California Irvine School of Medicine, dan pasukannya telah menunjukkan bahawa walaupun dos yang agak rendah sinar kosmik akan mendorong satu siri khusus keabnormalan saraf yang dapat mewujudkan diri mereka semasa misi bulat ke Marikh, yang diramalkan akan berlangsung selama dua hingga tiga tahun.
"Ini adalah kajian pertama, pada pandangan saya, yang benar-benar mengikat banyak hujungnya bersama-sama dan menyediakan mekanisme untuk apa yang menyebabkan ketidaksesuaian kognitif, " kata Limoli, yang pasukannya melaporkan keputusan hari ini dalam Kemajuan Sains .
Untuk mengkaji kesan radiasi "fikiran numbing", para penyelidik meneliti beberapa kumpulan tikus berusia enam bulan-kira-kira umur purata angkasawan pada tahun tikus. Pasukan itu meletupkan tikus dengan debu yang rendah atau tinggi zarah yang bertenaga energik sama seperti yang terdapat dalam sinaran kosmik galaksi. Zarah-zarah ini menggantikan elektron dalam tisu hidup yang kemudian mencetuskan reaksi radikal bebas, yang menyebabkan perubahan dalam sel dan tisu badan. Walaupun tindak balas radikal bebas berlaku dalam milisaat, keabnormalan selular yang menyebabkannya terbentuk selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun, jadi para penyelidik menunggu enam minggu sebelum menguji tikus yang disinari untuk membolehkan kerosakan selular terbentang.
Hasilnya menunjukkan bahawa tikus-tikus yang disinari telah terjejas dengan ketara dalam keupayaan mereka untuk meneroka objek-objek baru yang diletakkan di dalam persekitaran mereka, satu tugas yang menarik kepada sistem pembelajaran dan memori yang sihat. "Haiwan yang terdedah kehilangan rasa ingin tahu. Mereka kehilangan kecenderungan untuk meneroka kebaharuan, "kata Limoli.
Khususnya, pasukan itu menemui perubahan struktur yang disebabkan oleh radiasi di korteks prefrontal medial, sebuah wilayah otak yang bertanggungjawab untuk proses pesanan tinggi yang diketahui terlibat dalam tugas memori. Neuron di kawasan-kawasan terjejas ini menunjukkan pengurangan kerumitan dan ketumpatan struktur yang dipanggil dendrit, yang berfungsi sebagai antena bagi mesej selular yang masuk dan adalah penting untuk pertukaran maklumat yang cekap di seluruh otak. Pasukan penyelidik juga mendapati perubahan dalam PSD-95, protein yang penting untuk neurotransmit dan juga berkaitan dengan pembelajaran dan ingatan.
Perubahan sel dalam dendrit itu secara langsung berkaitan dengan prestasi kognitif-tikus dengan perubahan struktur terbesar mempunyai hasil prestasi paling rendah. Dan walaupun kekurangan ini mengambil masa untuk menunjukkan, mereka kelihatan kekal.
Limoli menyatakan bahawa, semasa kerja dilakukan pada tikus, kerosakan yang dilihat dalam kajian mereka kelihatan seperti cacat yang dilihat pada otak manusia yang mengalami keadaan neurodegenerative seperti demensia. "Oleh kerana jenis perubahan ini juga telah ditemui dalam pelbagai keadaan neurodegenerative dan berlaku sepanjang perjalanan penuaan, ia memberikan latar belakang logik untuk radiasi apa yang ada pada otak kedua-dua tikus dan manusia, " kata Limoli.
Mungkin tiada siapa yang melihat jenis kecacatan ini dalam angkasawan hari ini kerana orang yang bekerja di Stesen Angkasa Antarabangsa adalah "dilindungi oleh magnetosfera bumi, yang menafikan apa-apa yang bertanggungjawab, " kata Limoli. Dan sementara angkasawan yang mengembara ke bulan tidak dilindungi oleh pelukan magnetik Bumi, perjalanan yang agak singkat mereka akan mempunyai tahap pendedahan yang terhad kepada sebahagian kecil daripada mereka yang akan berpengalaman dalam misi ke Marikh.
Walaupun keputusan eksperimen ini menarik, pakar lain menekankan bahawa masih terdapat kekurangan data yang mencukupi untuk membuat kesimpulan yang pasti mengenai kesan radiasi orang. "Banyak maklumat yang kami ada telah diekstrapolasi dari kajian mengenai peristiwa bencana dalam Perang Dunia II, " kata Nathan Schwadron, profesor profesor fisika plasma ruang di Universiti New Hampshire. "Kami hanya tidak mempunyai banyak pengetahuan mengenai apa yang berlaku kepada sistem biologi apabila terdedah kepada tahap radiasi yang tinggi untuk tempoh yang berpanjangan. Saya fikir terdapat risiko yang berpotensi di sini, tetapi kita sebenarnya tidak faham. "
Jadi apa yang perlu dilakukan? NASA sedang menyiasat lebih banyak teknologi perisai yang lebih canggih yang dapat melindungi pelaut angkasawan lebih lama dari segi jangka panjang ke dalam ruang yang mendalam. Jurutera juga boleh mengubah keupayaan perisai di kawasan tertentu kapal, seperti tempat tidur para angkasawan, atau orang yang sesuai dengan helm khusus untuk berjalan kaki ruang angkasa, kata Limoli.
Schwadron, yang penyelidikannya terutamanya tertumpu pada pembangunan perisai maju, mengatakan tenaga dari radiasi kosmik galaksi begitu tinggi sehingga ia berinteraksi dengan bahan perisai dalam cara yang berpotensi bermasalah. "Apa yang berlaku ialah radiasi tenaga tinggi yang menjejaskan perisai dan kemudian menghasilkan mandi zarah sekunder. Neutrons mungkin merupakan contoh utama ini. "Ini zarah tenaga tinggi boleh kemudian berinteraksi dengan badan, mendorong tindak balas radikal bebas dan kerosakan tisu berikutnya.
Melangkah ke hadapan, Limoli dan pasukannya merancang untuk menguji eksperimen yang lebih tepat mensimulasikan pendedahan manusia terhadap sinar kosmik galaksi dan menyiasat mekanisme asas dan jenis sel alternatif yang dapat menyumbang kepada percambahan defisit kognitif. Beliau juga menyiasat campur tangan farmakologi yang boleh melindungi tisu otak dari radiasi ini.
"Kami mempunyai beberapa sebatian yang menjanjikan yang mungkin akan membantu sedikit, " kata Limoli. "Ini bukan pemecah perjanjian-ia adalah sesuatu yang perlu kita fahami dan sedar supaya kita tidak ditangkap."
