Phi hành gia của tương lai phải vượt qua những nguy cơ tiềm ẩn về não

Nghiên cứu mới cảnh báo rằng du hành vũ trụ kéo dài có thể khiến các phi hành gia tương lai có nguy cơ mắc một loạt các biến chứng về hệ thần kinh trung ương.

Các nhà nghiên cứu của Đại học Calfornia, Irvine (UCI) đưa ra giả thuyết về các tia vũ trụ galatic - có thể bắn phá các phi hành gia trong các chuyến bay vũ trụ kéo dài - có thể gây tổn thương não.

Trong một nghiên cứu mới, UCI’s Charles Limoli và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng các hạt mang điện tích cao trong thực nghiệm, giống như những hạt được tìm thấy trong các tia vũ trụ thiên hà, gây ra tổn thương não lâu dài đáng kể ở loài gặm nhấm thử nghiệm. Trong phòng thí nghiệm, các loài gặm nhấm bị suy giảm nhận thức và mất trí nhớ.

Nghiên cứu của họ xuất hiện trong Báo cáo Khoa học của Nature. Nó theo sau một nghiên cứu từ năm ngoái cho thấy tác động ngắn hạn đến não bộ của các tia vũ trụ thiên hà. Những phát hiện hiện tại, Limoli nói, làm dấy lên báo động lớn hơn nhiều.

“Đây không phải là tin tích cực đối với các phi hành gia được triển khai trong một chuyến du hành kéo dài hai đến ba năm tới sao Hỏa,” giáo sư ung thư bức xạ tại Trường Y của UCI cho biết.

“Môi trường không gian đặt ra những mối nguy hiểm độc đáo đối với các phi hành gia. Tiếp xúc với các hạt này có thể dẫn đến một loạt các biến chứng tiềm ẩn của hệ thần kinh trung ương có thể xảy ra trong và tồn tại lâu dài sau khi du hành vũ trụ thực sự - chẳng hạn như giảm hiệu suất khác nhau, suy giảm trí nhớ, lo lắng, trầm cảm và suy giảm khả năng ra quyết định. Nhiều hậu quả bất lợi này đối với nhận thức có thể tiếp tục và tiến triển trong suốt cuộc đời ”.

Để thực hiện nghiên cứu, các loài gặm nhấm đã được chiếu xạ hạt tích điện (oxy và titan được ion hóa hoàn toàn) tại Phòng thí nghiệm Bức xạ Không gian của NASA tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven của New York và sau đó được gửi đến phòng thí nghiệm UCI của Limoli.

Sáu tháng sau khi tiếp xúc, các nhà nghiên cứu vẫn phát hiện thấy mức độ viêm não đáng kể và tổn thương tế bào thần kinh. Hình ảnh cho thấy mạng lưới thần kinh của não đã bị suy giảm do sự giảm các sợi gai và gai trên các tế bào thần kinh này, làm gián đoạn việc truyền tín hiệu giữa các tế bào não.

Những thiếu sót này có liên quan đến hiệu suất kém trong các nhiệm vụ hành vi được thiết kế để kiểm tra khả năng học tập và trí nhớ.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu tại Limoli đã phát hiện ra rằng bức xạ ảnh hưởng đến "sự tuyệt chủng của nỗi sợ hãi", một quá trình hoạt động trong đó não ngăn chặn những liên tưởng khó chịu và căng thẳng trước đó, như khi một người suýt chết đuối học cách thưởng thức lại nước.

Limoli nói: “Sự thiếu hụt trong nỗi sợ hãi tuyệt chủng có thể khiến bạn dễ bị lo lắng,” điều này có thể trở thành vấn đề trong suốt chuyến đi ba năm đến và đi từ sao Hỏa. ”

Đáng chú ý nhất, ông nói, các kết quả trong sáu tháng này phản ánh những phát hiện sau chiếu xạ trong sáu tuần của một nghiên cứu năm 2015 mà ông đã thực hiện, xuất hiện trong phần bổ sung trước đó củaTiến bộ Khoa học.

Các dạng rối loạn chức năng nhận thức nghiêm trọng hơn tương tự thường gặp ở những bệnh nhân ung thư não đã được điều trị bức xạ dựa trên photon liều cao. Trong nghiên cứu khác, Limoli xem xét tác động của hóa trị và chiếu xạ sọ đối với nhận thức.

Ông cho biết, mặc dù tình trạng thâm hụt giống như chứng mất trí nhớ ở các phi hành gia sẽ mất nhiều tháng để biểu hiện, nhưng thời gian cần thiết cho một sứ mệnh lên sao Hỏa là đủ để những khiếm khuyết đó phát triển. Tuy nhiên, những người làm việc trong thời gian dài trên Trạm vũ trụ quốc tế không phải đối mặt với mức độ bắn phá tương tự với các tia vũ trụ thiên hà vì họ vẫn nằm trong từ quyển bảo vệ của Trái đất.

Công việc của Limoli là một phần của Chương trình Nghiên cứu Con người của NASA. Việc điều tra cách bức xạ không gian ảnh hưởng đến các phi hành gia và học cách giảm thiểu những tác động đó là rất quan trọng đối với việc con người khám phá thêm không gian và NASA cần phải xem xét những rủi ro này khi lên kế hoạch cho các sứ mệnh lên sao Hỏa và hơn thế nữa.

Limoli lưu ý rằng các giải pháp từng phần đang được khám phá. Tàu vũ trụ có thể được thiết kế để bao gồm các khu vực được tăng cường che chắn, chẳng hạn như những khu vực được sử dụng để nghỉ ngơi và ngủ. Tuy nhiên, những hạt mang điện có năng lượng cao này sẽ đi ngang qua con tàu, ông nói thêm, "và thực sự không có cách nào thoát khỏi chúng."

Các phương pháp điều trị dự phòng mang lại một số hy vọng. Nhóm của Limoli đang nghiên cứu các chiến lược dược lý liên quan đến các hợp chất quét các gốc tự do và bảo vệ dẫn truyền thần kinh.

Nguồn: Đại học Calfornia, Irvine