宇航員的苦有誰懂?去一趟火星,可能會出現痴呆癥狀
如果你覺得前往火星不是什麼難事兒,不妨聽聽科學家們怎麼說。
加州大學歐文分校的科學家指出,宇宙輻射可能會讓那些執行深空探索任務的宇航員出現痴呆癥狀。對嚙齒類動物進行的試驗顯示,暴露在高能粒子下會導致動物出現「太空大腦」現象,其特徵是長期性神經損傷、認知障礙和判斷力下降。
宇宙輻射早已被視為太空旅行者必須時刻面對的真正威脅。因此,國際空間站上的宇航員也在法律上被歸為放射工作人員。長久暴露於宇宙射線之下會導致患癌幾率升高、免疫系統受損,甚至影響大腦和神經系統。後一種影響尤其令人擔心,因為眾所周知,接受放射治療的腦腫瘤患者會出現嚴重的神經系統癥狀,比如認知和記憶方面的問題。
對國際空間站的宇航員來說,這種輻射的主要影響是減少了他們一生中所能前往空間站的次數,以及縮短了他們在空間站所能停留的時間。但在地球磁場的保護範圍之外,也就是在進行深空任務時,情況則全然不同。在漫長的深空旅行期間,包括前往火星,銀河系的宇宙射線會成為一個重大危害。那些來自太陽系外的高能粒子會穿透太空飛船的船體和宇航員的身體。而那些質量更重的粒子,比如氧原子和碳原子的原子核,則會對活體組織造成直接或間接的嚴重傷害。
作為美國宇航局(NASA)人類研究項目的一部分,由放射腫瘤學教授查爾斯·里莫里(Charles Limoli)領導的一支加州大學歐文分校研究團隊,在紐約布魯克海文國家實驗室的NASA宇宙輻射實驗室里,利用地面粒子加速器模擬了宇宙射線。在沒有類星體或爆炸星系的情況下,真正的宇宙射線很難產生,因此該團隊利用完全電離的氧原子核和鈦原子核,來模擬能量較高、質量較小的粒子所造成的影響。
產生的輻射被用來照射雄性威斯塔鼠(一種用於實驗的老鼠),劑量率介於每分鐘0.05至0.25戈瑞。這相當於人類執行深空任務時吸收的輻射量。由於這項研究的目的是為了評估宇宙輻射對人體的損害,因此沒有為實驗動物提供任何防護。
經過照射後,老鼠被轉移到了里莫里在加州大學歐文分校的實驗室。在那裡,老鼠接受了24周的觀察,並接受了醫學和行為測試,以確定輻射究竟造成了何種影響。研究人員發現,輻射不僅造成了損害,而且在暴露於強度相對較低的輻射之後過了六個月,損害仍然存在。
在身體方面,老鼠出現了神經元損傷,大腦樹突複雜性降低導致的神經傳輸混亂,突觸蛋白水平改變,以及大腦神經炎症加重。老鼠的學習能力下降和記憶受損,都反映了這些問題。
老鼠還在「恐懼消退」方面出了問題。恐懼消退是指大腦應對不愉快記憶的能力。換句話說,它能幫助你在遇到挫折後重新振作。
「恐懼消退障礙會使你容易感到焦慮。」里莫里說,「在往返火星的三年旅程期間,這可能會變成一個大問題。」
里莫里說,宇宙輻射導致的癥狀就像痴呆症的癥狀,會在離開地球的幾個月內顯現。宇航員會出現焦慮、記憶受損、多任務處理能力下降和決策失誤等問題。更糟的是,這種狀況會無限期地持續下去。
里莫里指出,這些發現與2015年的一項研究結果相吻合。在那項研究中,他在接受化療和頭顱照射的腦癌患者身上發現了類似的影響。
目前,人們正在想辦法解決宇宙射線導致的問題,但保護火星宇航員所需的裝備會使火星之旅過於昂貴,無法成行,而且高能粒子仍然會穿透船體,或者導致輻射級聯,就像炮彈把裝甲板變成彈片。有鑒於此,加州大學歐文分校研究團隊著眼於從醫學上尋找解決方案,利用化合物來清除自由基,保護神經傳輸。
「對於要花兩三年時間往返火星的宇航員來說,這不是什麼好消息。」里莫里說,「太空環境會對宇航員造成特殊的危害。暴露在那些粒子中,可能會導致一系列的中央神經系統併發症。這些癥狀會在太空旅行期間出現,並在旅行結束後長期存在,比如各種各樣的機能衰退、記憶受損、焦慮、抑鬱和決策失誤。對認知功能造成的很多不利影響可能會持續終生。」
翻譯:于波
來源:New Atlas
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