החלל יכול להיות מקום מסוכן לבני אדם שבירים. מי שמוכן להסתכן במסלול כדור הארץ חייב לנהל משא ומתן על סכנות בריאותיות כמו טמפרטורות קיצוניות, רבעים צפופים, תקופות ארוכות של בידוד וההשפעות הפיזיולוגיות המתישות של החיים ללא כוח הכבידה. הדברים יתקשו עוד יותר עבור אסטרונאוטים בתקווה לנסוע לאסטרואיד או למאדים.
תוכן קשור
- מה קורה לגוף האדם בחלל?
- איפה כל החייזרים? לקחת מחסה מקרינת היקום
- שתלי מוח עשויים להיות מסוגלים להזעיק זיכרונות פגומים בצורתם
- סלע אסטרואיד יהיה אבן דריכה במסע למאדים
אחד האיומים הגדולים ביותר של נסיעות בחלל העמוק הוא חשיפה ממושכת לקרינה קוסמית בלתי פוסקת, העלולה לפגוע ב- DNA ולהגדיל את סיכוייה של נוסע החלל לפתח מחלות כמו סרטן במהלך חייהם. כעת, מחקרים בעכברים מצביעים על כך שלאנשים הראשונים שניסו לבצע משימת מאדים תהיה בעיה מיידית יותר: נזק מוחי. קרניים קוסמיות המפציצות את המוח עשויות לגרום לפגמים קוגניטיביים וזיכרון שיתבטאו בעוד מספר חודשים בלבד.
הקרינה הקוסמית הגלקטית עשויה מחלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה שמקורם בפיצוצי סופרנובה בעבר שזולפים דרך מערכת השמש שלנו. נאס"א ביצעה חסות למחקרים רבים הבוחנים את ההשפעות לטווח הקצר והארוך לטווח הארוך של קרינת חלל על כל מערכת בגוף, וחשפו כי לקרניים אלה יכולות להיות השפעה הרסנית על רקמות ביולוגיות לאורך כל החיים.
מחקרים קודמים העלו כי חשיפה לקרינה עלולה לגרום גם לפגיעה קוגניטיבית, כולל הופעה מוקדמת יותר של דמנציה דמוית אלצהיימר. כעת, צ'רלס לימולי, פרופסור לאונקולוגיה קרינה בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת קליפורניה, וצוותו הוכיחו כי אפילו מינונים נמוכים יחסית של קרניים קוסמיות יגרמו לסדרה ספציפית של חריגות עצביות שיכולות להתבטא במהלך משימה הלוך ושוב. למאדים, שצפויים להימשך שנתיים-שלוש.
"זהו המחקר הראשון, לדעתי, שבאמת קושר הרבה קצוות רופפים זה בזה ומספק מנגנון למה שמתרחש כדי לגרום לבעיות בתפקוד הקוגניטיבי, " אומר לימולי, שצוותו מדווח על התוצאות היום ב- Science Advances .
כדי לחקור את ההשפעות של "קריעה מוחית" של קרינה, החוקרים בדקו כמה קבוצות של עכברים בני שישה חודשים - הגיל הממוצע הממוצע של אסטרונאוטים בשנות עכברים. הצוות פוצץ את העכברים במינונים נמוכים או גבוהים של חלקיקים טעונים אנרגטיים הדומים לאלה שנמצאו בקרינה קוסמית גלקטית. חלקיקים אלה ממקירים אלקטרונים ברקמה חיה המפעילה אז תגובות רדיקליות חופשיות, הגורמות לשינויים בתאים וברקמות הגוף. אף על פי שתגובות רדיקלים חופשיים מתרחשות תוך אלפיות השנייה, החריגות בתא שהם גורמים נוצרות לאורך חודשים ואף שנים, ולכן החוקרים המתינו שישה שבועות לפני שבדקו את העכברים המוקרנים כדי לאפשר להתעללות התאי.
התוצאות הראו כי עכברים שהוקרנו נפגעו באופן משמעותי ביכולתם לחקור אובייקטים חדשים המוצבים בסביבתם, משימה הנמשכת על מערכת לימוד וזיכרון בריאה. "בעלי החיים שנחשפו איבדו סקרנות. הם איבדו את הנטייה לחקור חידושים ", אומר לימולי.
באופן ספציפי, הצוות גילה שינויים מבניים הנגרמים על ידי קרינה בקליפת המוח הקדמית המדיאלית, אזור המוח האחראי לתהליכים בסדר גודל גבוה יותר שידוע כי הם מבצעים במהלך משימות זיכרון. נוירונים באזורים לקויים אלה הראו ירידה במורכבות ובצפיפותם של מבנים המכונים דנדריטים, המשמשים כאנטנות להודעות סלולריות נכנסות וחיוניות להחלפת מידע יעיל בכל המוח. צוות המחקר גילה גם שינויים ב- PSD-95, חלבון שחשוב להעברה עצבית וקשור גם ללמידה וזיכרון.
השינויים הסלולריים בדנדריטים היו קשורים ישירות לביצועים קוגניטיביים - העכברים עם השינויים המבניים הגדולים ביותר קיבלו תוצאות גרועות ביותר. ולמרות שלקויות זמן לקח זמן לבוא לידי ביטוי, נראה שהם קבועים.
לימולי מציינת כי למרות שהעבודה נעשתה בעכברים, הנזק שנראה במחקר שלהם נראה כמו פגמים שנראו במוחם האנושי הסובלים ממצבים עצביים-ניוון כמו דמנציה. "מכיוון ששינויים מסוג זה נמצאו גם הם במגוון מצבים עצביים והתרחשו במהלך ההזדקנות, זה מספק רקע הגיוני למה הקרינה עושה למוחם של מכרסמים ובני אדם כאחד", אומרת לימולי.
סביר להניח שאיש לא ראה פגמים מסוג זה באסטרונאוטים של ימינו מכיוון שאנשים שעובדים בתחנת החלל הבינלאומית "מוגנים על ידי המגנטוספירה של כדור הארץ, שמסיטה את כל מה שיש להם מטען", אומר לימולי. ובעוד שהאסטרונאוטים שנסעו לירח לא היו מוגנים על ידי החיבוק המגנטי של כדור הארץ, הנסיעות הקצרות יחסית שלהם היו מגבילות את רמות החשיפה לשבריר מאלו שיחוו במשימה למאדים.
למרות שתוצאות הניסוי הזה היו בולטות, מומחים אחרים מדגישים כי עדיין אין מספיק נתונים בכדי להסיק מסקנות מוחלטות לגבי השפעות הקרינה של אנשים. "חלק ניכר מהמידע שיש לנו הוצא ממחקרים על אירועים קטסטרופלים במלחמת העולם השנייה", אומר נתן שוודרון, פרופסור חבר לפיזיקת פלזמה בחלל באוניברסיטת ניו המפשייר. "פשוט אין לנו הרבה ידע על מה שקורה למערכות ביולוגיות כאשר הם נחשפים לרמות קרינה גבוהות במשך תקופות ממושכות. אני חושב שיש כאן סיכון פוטנציאלי, אבל אנחנו פשוט לא מבינים אותו עדיין. "
אז מה יש לעשות? נאס"א בוחנת כעת טכנולוגיות מיגון מתקדמות יותר שיכולות להגן טוב יותר על אסטרונאוטים במשימות ארוכות טווח לחלל העמוק. מהנדסים יכולים גם לשנות את יכולות הסיכוך באזורים מסוימים בספינה, כמו מקום בו אסטרונאוטים ישנים, או להתאים לאנשים עם קסדות מיוחדות לטיולי שטח, אומר לימולי.
שוודרון, שמחקריו מתמקדים בעיקר בהתגוננות מתקדמת בפיתוח, אומר שהאנרגיה מהקרינה הקוסמית הגלקטית היא כה גבוהה עד שהיא מתקשרת עם חומרי המיגון בדרכים שעלולות להיות בעייתיות. "מה שקורה הוא שקרינה אנרגטית גבוהה פוגעת במגן ואז מייצרת אמבטיה של חלקיקים משניים. נויטרונים הם ככל הנראה הדוגמה העיקרית לכך. "חלקיקים אלה בעלי אנרגיה גבוהה יכולים לאחר מכן לקיים אינטראקציה עם הגוף, לגרום לתגובות של רדיקלים חופשיים ונזק לרקמות שלאחר מכן.
בהמשך קדימה, לימולי וצוותו מתכננים לתכנן ניסויים המדמים בצורה מדויקת יותר את החשיפה האנושית לקרניים קוסמיות גלקטיות ולחקור מנגנונים בסיסיים וסוגי תאים שיכולים לתרום להפצת חסרונות קוגניטיביים. הוא גם חוקר התערבויות פרמקולוגיות שיכולות להגן על רקמות המוח מפני קרינה זו.
"יש לנו כמה תרכובות מבטיחות שכנראה יעזרו לא מעט", אומרת לימולי. "זה לא מפריד עסקות - זה משהו שאנחנו צריכים להבין ולהיות מודעים אליו כדי שלא נפסלים מאיתנו."
