深空中的宇航员,大脑会因辐射出现长期损伤


   2019-08-27 丨 资讯 丨 nasachina  丨  No Comment 丨  256

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深空中的宇航员,大脑会因辐射出现长期损伤

在地球保护性大气层之外,没有任何东西可以保护宇航员免受宇宙危险的宇宙辐射。
图片来源:NASA

身处充满无限可能的深空,执行任务的宇航员常常会面对不同程度的危险。在各种好莱坞科幻惊悚片中,这些勇敢的太空探险家与恶意满满的外星人斗智斗勇、与搭错线失去控制的机器来回周旋、在小行星和太空碎片之间追逐躲藏。虽然这些影视中的描述都是可能存在的问题,无论是现在已经遇到的还是未来可能遭受的,但在现实世界里,宇航员们真正最大的危险,实际上可能是一个人眼无法观测到的东西,那就是太空辐射。

我们如今生活的地球,在很大程度上被包裹这颗星球的大气层和磁场保护着,让人类和其他生活在地球上的生命不受宇宙辐射的伤害;当宇航员飞出这层巨大的保护气泡时,被称为“银河宇宙射线”(Galactic Cosmic Rays,GCR)、来自太阳系以外的银河系高能粒子就会带着极大的攻击性轰击他们的身体。目前,科学家认为银河宇宙射线是超新星的残余物,与太阳射出的质子和氦原子核一起,形成了太空之中的辐射环境。

无论是正在进行的阿尔忒弥斯(Artemis)登月计划,还是未来的火星登陆计划,保证宇航员安全执行任务都离不开应对这些高能的宇宙粒子,因此,对于太空辐射的研究也从未止步。来自加利福尼亚大学尔湾分校(University of California, Irvine)和斯坦福大学(Stanford University)的一个研究团队一直致力于研究身处太空辐射环境中,会给宇航员的健康带来怎样的影响,其中令人最为担心的后果,就是这些宇宙辐射会对人类大脑造成负面影响。

在一项发表于eNeuro的最新研究中,该研究团队将小鼠置于模拟的太空环境中,让它们在低剂量的辐射环境里生活了6个月之久,结果表明,宇宙辐射会损害小鼠的大脑功能,阻碍小鼠海马区和前额皮质区细胞的信息交流,导致学习、记忆和情绪障碍。如果这一实验结果适用于人类,则可能影响一个人在意外或压力情况下适应和应对的能力,也就是说,宇宙辐射可能会危及宇航员的安全和任务的成功率。

在地球上模拟太空辐射

加利福尼亚大学尔湾分校的辐射生物学家珍妮特•E•鲍尔奇(Janet E. Baulch)和查尔斯•利莫利(Charles Limoli)表示,他们和其他辐射生物学家一样,特别关注宇航员,因为凭借目前的技术,科学家还没有办法保护他们免受太空辐射的侵害,或将太空辐射完全阻挡。

宇宙中的高能粒子以接近光速的速度穿行于太空之中,如果途中撞上执行任务的航天器,就会碎裂开产生中子等更小的粒子,而这些碎裂产物具有能穿透人体的能量。当中子与人体内其他的原子核相互作用时,就会进一步产生自由基,破坏细胞膜、DNA和器官中的其他精细结构。研究团队认为,对于大脑而言,这些粒子会破坏大脑细胞或神经元的微观结构,包括树突区域、连接其他脑细胞的线状突起、髓鞘和神经突触,而这些结构对于形成大脑网络和交流表达都至关重要。

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