Ein längeres Leben im Weltraum auf dem Weg zum Mars macht die Schiffsbesatzung anfälliger für Panikattacken und Amnesie, da kosmische Strahlen die Übertragung von Signalen in ihrem Gehirn beeinflussen. Wissenschaftler, die die Ergebnisse von Experimenten an Mäusen in der Zeitschrift eNeuro veröffentlicht haben, schreiben darüber.
In den letzten Jahren haben Ärzte die Folgen eines längeren Aufenthalts im Weltraum für den menschlichen Körper aktiv untersucht. Die meisten dieser Studien wurden entweder an Bord der amerikanischen Shuttles oder direkt an der ISS sowie an Bord einer Reihe russischer Biosatelliten durchgeführt. Den Wissenschaftlern gelang es, eine Reihe von Gesundheitsbedrohungen für zukünftige Mars-Kolonisten oder Weltraumforscher aufzudecken.
Beispielsweise haben Experimente an Fruchtfliegen gezeigt, dass ein langes Leben in der Schwerelosigkeit zu einer Schwächung der angeborenen Immunität führt, Insekten für Pilze anfällig macht und auch die Lesbarkeit einer Reihe von Genen stört. Darüber hinaus beschleunigt das Leben im Weltraum die Alterung des Knochenmarks, in dem sich neue Immunzellen bilden, und ein längerer Beschuss des Gehirns mit kosmischen Strahlen senkt den IQ irreversibel.
Aussagen dieser Art sind, wie die Forscher bemerken, oft sehr kontrovers, da Wissenschaftler nicht die tatsächlichen Auswirkungen kosmischer Strahlen auf das Gehirn von Menschen oder anderen Säugetieren beobachten, sondern sehr starke Strahlen schwerer oder leichter Ionen oder anderer beschleunigter Teilchen, die ihre Wirkung imitieren.
Diskussionen werden durch die Tatsache befeuert, dass verschiedene Gruppen von Experimentatoren häufig zu entgegengesetzten Schlussfolgerungen kommen, indem sie die gleichen Partikeltypen, jedoch in unterschiedlichen Dosen verwenden oder Tiere auf unterschiedliche Weise bestrahlen. All dies erlaubt es uns nicht, genau zu beurteilen, wie sich Strahlung auf die Gehirngesundheit der ISS-Besatzung und zukünftiger Mond- oder Mars-Kolonisten auswirkt.
Limoli und seine Kollegen versuchten, diese Diskrepanzen zu beseitigen, indem sie die Versuchstiere so nahe wie möglich an Bedingungen brachten, unter denen zukünftige Marsonauten auf ihrem Weg zum roten Planeten und auf dem Weg zurück zur Erde leben werden.
Dazu berechneten sie, welche Arten von kosmischer Strahlung sie am stärksten beeinflussen würden, und erstellten einen speziellen Emitter auf der Basis von radioaktivem Kalifornium-252. Die Zerfallsprodukte dieses instabilen Isotops erwiesen sich als sehr ähnlich dem Partikelstrom, der den Körper von Astronauten und Astronauten während ihres Fluges zum Mars "bombardiert", einschließlich der Zusammensetzung und der Stärke ihrer Wirkung auf den menschlichen Körper und die Schiffshaut.
Wie bei realen Strahlen bestehen sie größtenteils aus Neutronen, einer der am wenigsten untersuchten Komponenten der kosmischen Strahlung. Jüngste Experimente russischer Weltraumärzte haben gezeigt, dass diese Partikel die Bildung neuer Zellen im Gehirn von Tieren verlangsamen und ihr Verhalten beeinflussen können, wenn sie schnell mit ausreichend großen Dosen von Neutronen bestrahlt werden.
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Amerikanische Forscher haben geprüft, ob diese Anomalien auf dem "natürlichen" Niveau der kosmischen Strahlung bestehen bleiben. Zu diesem Zweck erwarben sie mehrere Dutzend Mäuse, steckten sie in einen Käfig, der kontinuierlich von ihrem Strahlungsgenerator "bombardiert" wurde, und beobachteten sechs Monate lang Veränderungen in ihrem Verhalten.
Wie sich herausstellte, änderte sich in diesem Fall die Arbeit des Gehirns der Mäuse, insbesondere ihres Hippocampus, des Zentrums der Erinnerung, und der Amygdala, des Haupt- "Leiters" der Emotionen, deutlich. Hochenergetische Neutronen und Photonen haben laut Biologen nicht nur die Bildung neuer Nervenzellen unterdrückt, sondern auch die Art und Weise verändert, wie vorhandene Neuronen miteinander interagieren.
Insbesondere machte die Strahlung die Zellen des Speicherzentrums weniger aktiv und miteinander verbunden und beeinträchtigte auch ihre Fähigkeit, neue Bindungen mit Nachbarn zu bilden. Ähnliche Veränderungen fanden in der Amygdala und im präfrontalen Kortex statt.
All diese Anomalien verliefen nicht spurlos für die Mäuse - die Nagetiere hatten Gedächtnislücken und erinnerten sich schlechter an die Verwandten, die sie bereits kannten, erkannten neue Objekte im Käfig, suchten nach einem Ausweg aus dem Labyrinth und lösten andere Gedächtnisprobleme.
Darüber hinaus wurden die Mäuse plötzlich "sozial phobisch" und begannen ständig, den Kontakt mit anderen Nagetieren zu vermeiden, und erlebten auch ständig Anfälle von Depressionen, Angstzuständen und anderen psychischen Störungen. Insbesondere verließen sie seltener ihre Nester, zeigten übermäßige Vorsicht und vergaßen langsamer bereits gefährliche Situationen.
Interessanterweise traten schwerwiegende Verstöße dieser Art nicht bei allen Nagetieren auf - im Durchschnitt beeinträchtigte die Bestrahlung mit Neutronen die Arbeit des Hippocampus bei jeder dritten Maus und der Amygdala bei jedem fünften Nagetier erheblich. In ähnlicher Weise, so glauben die Forscher, werden sie Menschen auf dem Weg zum Mars beeinflussen.
All dies legt laut Limoli nahe, dass die Menschheit verstehen muss, wie sie Astronauten und Astronauten vor der Einwirkung kosmischer Strahlen schützen oder die von ihnen erzeugten Effekte unterdrücken kann, bevor sie zum Mars und in andere ferne Welten des Sonnensystems fliegen.
