深空旅行可能会损害宇航员的大脑

在执行火星任务时，未来的宇航员将不得不离开地球磁场的保护。当他们进入深空时，高能银河宇宙射线将穿过飞船船体进入他们的体内。这可能会对宇航员的健康造成危险且持久的后果。

一项针对啮齿类动物的新研究发现，在啮齿类动物受到与宇航员所受剂量相似的太空辐射六个月后，这些动物会出现脑损伤和认知问题。研究结果表明，太空辐射可能导致宇航员出现记忆问题、焦虑和判断力受损。

“这不是什么大问题，”加州大学欧文分校的神经生物学家、论文合著者查尔斯·利莫利 (Charles Limoli) 表示。“我不认为宇航员在往返火星的旅途中会患上任何与阿尔茨海默病完全相似的东西。但考虑到宇航员的自主性水平和他们必须做的工作量，更温和的变化、更微妙的变化——它们仍然令人担忧。”

这项研究以去年的一项研究为基础，该研究发现小鼠在接受辐射六周后，大脑和行为会出现问题。现在，该团队发现，接受辐射的啮齿动物在学习和记忆测试中表现不佳，而且这些问题会持续很长时间。

与其他啮齿类动物相比，受到辐射的小鼠对探索新玩具或将玩具移到围栏内新位置的兴趣降低。受到辐射的大鼠对环境变化的反应也变得不那么灵活。

这些啮齿动物似乎也更加焦虑，宁愿呆在迷宫的遮蔽处，也不愿冒险进入更开阔的地形。利莫利说，它们似乎很难忘记或忘掉压力联想。这些动物无法消除恐惧。

研究团队在 10 月 10 日发表在《科学报告》上的论文中写道，对于人类来说，这可能意味着“在意外或紧急情况下，压力、焦虑和其他不利的反应会加剧”。宇航员还可能出现记忆问题，或难以同时处理多项任务并做出现场决策。“当然，一旦返回地球，患上更严重的痴呆症的风险可能会增加，”利莫利说。

他和同事还研究了可能导致这些问题的大脑损伤。在他们检查的区域，神经元的树突（接收来自其他神经细胞输入的尖刺结构）上布满了“显著”减少的棘突。这些棘突有助于在神经元之间传递信号，从而实现学习和记忆。“当我们观察那些在给定行为任务上表现最差的动物时，这些动物的树突棘突减少幅度最大，”利莫利说。

他和同事还发现啮齿类动物的大脑中存在持久的炎症。这种“炎症足迹”可以激活免疫细胞，导致树突被修剪和破坏。

研究小组没有发现任何迹象表明这只动物的大脑正在从痛苦中恢复过来。“这实际上是一个更令人惊讶的发现，”利莫利说。“这些变化实际上并没有消失，至少我们无法检测到。”

事实上，该团队正在进行的实验表明，这些问题仍然存在。“这些动物在地球上受到辐射的实际时间……只是几分钟，而我们现在看到的变化却持续了一年之久，这令人震惊，”利莫利说。

对于人类来说，这些危害可能要几个月后才会显现出来。但在宇航员开始执行深空任务之前，我们无法确切知道人类对银河宇宙射线的反应。为了做好准备，利莫利和他的同事们想要找出大脑中哪些区域更容易受到太空辐射的影响。他们还在开发可能有助于保护大脑免受辐射或帮助大脑恢复的药物。NASA 还在研究如何在宇航员长时间待在飞船上的区域加强屏蔽，尽管这很困难而且成本昂贵。

尽管如此，该团队还是持乐观态度。他们写道：“我们对陌生新世界的探索不应因对宇宙辐射暴露的恐惧而受到阻碍。”相反，它应该激励我们了解风险并寻找潜在的解决方案。

“我不认为这意味着我们不会进入太空，”利莫利说，“但如果我们知道那里有什么，我们就可以更好地应对它。”