Исследователи из США разработали способ прогнозировать, какие люди могут столкнуться с трудностями в освоении пространственной ориентации спустя месяцы после воздействия галактических космических лучей, и предложили метод для смягчения этого воздействия. У женщин подобные проблемы не наблюдались.
Галактические космические лучи (ГКЛ) приходят в межпланетное пространство из межзвездной среды и состоят из протонов, ядер гелия и высокоэнергетических ядер других стабильных элементов. Это один из серьезных факторов физического стресса, который поджидает космонавтов за пределами магнитосферы Земли. По оценкам ученых, во время полетов в дальний космос астронавты будут испытывать в десять раз более сильное воздействие ГКЛ, чем на Международной космической станции.
В связи с тем, что воздействие галактических космических лучей в открытом космосе является неизбежным фактором, исследователи стремятся определить его влияние на здоровье и когнитивные функции астронавтов. Эксперименты на животных выявили, что под действием ГКЛ наблюдается снижение памяти и способности к усвоению знаний, а также увеличение уровня тревожности. В рамках нового исследования ученые из США предприняли попытку ответить на два вопроса: возможно ли выявить биомаркеры этих изменений и удастся ли их устранить.
В ходе эксперимента мышей воздействовали симулированным гамма-излучением, имитирующим условия, с которыми столкнутся космонавты во время полетов в дальний космос. По истечении нескольких месяцев оценивали изменения в их поведении и когнитивных функциях. Кроме того, через неделю после облучения у животных брали образцы крови для выявления биомаркеров, а по завершении поведенческих исследований проводили анализ изменений в мозге на клеточном уровне.
Анализ продемонстрировал, что самцы после воздействия демонстрировали худшие показатели в поиске ориентиров в мутной воде по сравнению с самками и животными контрольной группы, которые не подвергались облучению. Ученые не выявили у испытуемых животных признаков повышенной тревожности, нарушений памяти или проблем с социальным взаимодействием.
У грызунов, подвергшихся облучению, в мозге выявлены клетки, находящиеся в состоянии постоянной активации микроглии — иммунные клетки мозга, — а также изменения синапсов в гиппокампе. Этот регион отвечает за формирование эмоций и хранение воспоминаний, включая пространственные. Временное подавление микроглии сразу после воздействия ГКЛ уменьшило негативные последствия облучения. Уровень… оказался биомаркером, предсказывающим дефицит обучения и активацию микроглии моноцитов — одного из типов лейкоцитов — в крови.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Science Advances.