以下是你的大腦在前往火星的途中會發生什麼
日本太空人 Aki Hoshide 去年在國際太空站外拍攝了這張自拍照。圖片來源:美國太空總署
美國國家航空暨太空總署 (NASA) 計劃向未來 20 年內,但最近的一項研究表明,這次旅行可能比之前想像的更危險。新數據表明暴露於宇宙射線在長期的深空任務過程中,可能會嚴重損害太空人的認知功能。
在實驗室環境中,美國加州大學歐文分校的研究人員透過將一組小鼠置於類似於宇宙射線的加速粒子爆炸中來模擬深空的惡劣條件。結果表明,受輻射的小鼠反應速度較慢,健忘,甚至困惑。
放射腫瘤學教授查爾斯·利莫利 (Charles Limoli) 團隊成員之一表示:“這對於執行兩到三年往返火星任務的宇航員來說並不是一個好消息。”在新聞稿中說。 「太空飛行期間的表現下降、記憶缺陷以及意識和注意力的喪失可能會影響關鍵任務活動,而接觸這些粒子可能會對一生的認知產生長期的不利後果。”
宇宙射線是超新星等星系爆炸的副產品,是在太空中加速的高能量帶電粒子。它們可以輕鬆穿透太空船的船體和人體骨骼,對人體的中樞神經系統造成重大損害。
在地球上,磁層充當保護氣泡,保護我們免受這些射線的破壞性影響,但稀薄的火星大氣層無法提供這種保護。我們的磁層距離地球表面 56,000 公里(35,000 英里),因此,即使是國際太空站上的太空人也能免受這些有害射線的侵害。
在研究中,發表於科學進步在紐約布魯克海文國家實驗室的美國太空總署太空輻射實驗室進行的一項實驗中,一群經過基因改造的老鼠被加速到光速三分之二的氧和鈦離子束轟擊——這與銀河系宇宙中發現的離子類型相同。這些小鼠經過基因改造,具有發光的螢光神經元,使科學家更容易研究它們大腦的變化。
暴露六週後,受輻射小鼠的樹突(神經元之間攜帶電訊號的分支)比對照組減少了 30% 至 40%。暴露在宇宙射線的衝擊下會引發樹突的退化,並隨著時間的推移而持續存在。這種樹突的損失與患有以下疾病的患者的智力下降有關以及類似的神經系統疾病。
然後對兩組小鼠進行一系列認知測試,旨在測試它們的學習和記憶功能。新的物體被放置在熟悉的物體中,研究小組發現,與對照組相比,受輻射的小鼠更容易感到困惑並且缺乏好奇心。如果太空人在太空中發生同樣的變化,他們的快速反應或回憶訊息的能力就會受到影響。
由於火星任務預計將持續兩到三年,宇宙射線暴露的任何影響都有足夠的時間顯現出來。太空人執行任務的能力(例如多任務處理和進行研究實驗)以及他們的整體認知健康可能會受到損害。利莫利和他的團隊認為損傷程度不會嚴重到太空人會破壞太空船的程度;然而,他們很容易毀掉一個實驗。
大腦是一個複雜的系統,需要長期研究才能了解宇宙射線的全部影響,並確定小鼠的結構和行為變化是否是永久性的。