Gli astronauti del futuro devono superare i potenziali rischi cerebrali
Una nuova ricerca avverte che lunghi viaggi nello spazio potrebbero mettere i futuri astronauti a rischio di una serie di complicazioni del sistema nervoso centrale.
I ricercatori dell'Università di Calfornia, Irvine (UCI) ipotizzano che i raggi cosmici galatici - che bombardano gli astronauti durante lunghi voli spaziali - potrebbero causare danni al cervello.
In un nuovo studio, Charles Limoli e colleghi dell'UCI hanno scoperto che particelle sperimentali altamente cariche, molto simili a quelle trovate nei raggi cosmici galattici, hanno causato danni cerebrali significativi a lungo termine nei roditori di prova. In laboratorio, i roditori hanno sperimentato disturbi cognitivi e demenza.
Il loro studio appare in Rapporti scientifici della natura. Segue uno studio dello scorso anno che ha mostrato effetti cerebrali in qualche modo a breve termine dei raggi cosmici galattici. I risultati attuali, ha detto Limoli, destano un allarme molto maggiore.
"Questa non è una notizia positiva per gli astronauti schierati in un viaggio di due o tre anni di andata e ritorno su Marte", ha detto il professore di oncologia delle radiazioni presso la School of Medicine dell'UCI.
“L'ambiente spaziale rappresenta pericoli unici per gli astronauti. L'esposizione a queste particelle può portare a una serie di potenziali complicazioni del sistema nervoso centrale che possono verificarsi durante e persistere a lungo dopo il viaggio spaziale effettivo, come vari decrementi delle prestazioni, deficit di memoria, ansia, depressione e compromissione del processo decisionale. Molte di queste conseguenze negative per la cognizione possono continuare e progredire per tutta la vita ".
Per lo studio, i roditori sono stati sottoposti a irradiazione di particelle cariche (ossigeno completamente ionizzato e titanio) presso il NASA Space Radiation Laboratory presso il Brookhaven National Laboratory di New York e quindi inviati al laboratorio UCI di Limoli.
Sei mesi dopo l'esposizione, i ricercatori hanno ancora riscontrato livelli significativi di infiammazione cerebrale e danni ai neuroni. L'imaging ha rivelato che la rete neurale del cervello è stata compromessa dalla riduzione di dendriti e spine su questi neuroni, che interrompe la trasmissione dei segnali tra le cellule cerebrali.
Queste carenze erano associate a scarse prestazioni nei compiti comportamentali progettati per testare l'apprendimento e la memoria.
Inoltre, il team di Limoli ha scoperto che le radiazioni hanno influenzato la "paura dell'estinzione", un processo attivo in cui il cervello sopprime le precedenti associazioni spiacevoli e stressanti, come quando qualcuno che è quasi annegato impara a godersi di nuovo l'acqua.
"I deficit nell'estinzione della paura potrebbero renderti incline all'ansia", ha detto Limoli, "che potrebbe diventare problematico nel corso di un viaggio di tre anni da e verso Marte".
In particolare, ha detto, questi risultati di sei mesi rispecchiano i risultati di sei settimane post-irradiazione di uno studio del 2015 da lui condotto e apparso in una precedente aggiunta diI progressi della scienza.
Tipi simili di disfunzione cognitiva più grave sono comuni nei pazienti con cancro al cervello che hanno ricevuto trattamenti con radiazioni ad alte dosi a base di fotoni. In altre ricerche, Limoli esamina l'impatto della chemioterapia e dell'irradiazione cranica sulla cognizione.
Mentre i deficit simili alla demenza negli astronauti richiederebbero mesi per manifestarsi, ha detto, il tempo necessario per una missione su Marte è sufficiente per lo sviluppo di tali menomazioni. Le persone che lavorano per lunghi periodi sulla Stazione Spaziale Internazionale, tuttavia, non devono affrontare lo stesso livello di bombardamento con i raggi cosmici galattici perché sono ancora all'interno della magnetosfera protettiva della Terra.
Il lavoro di Limoli fa parte del programma di ricerca umana della NASA. Indagare su come le radiazioni spaziali influenzano gli astronauti e apprendere modi per mitigare questi effetti sono fondamentali per l'ulteriore esplorazione umana dello spazio e la NASA deve considerare questi rischi mentre pianifica missioni su Marte e oltre.
Si stanno esplorando soluzioni parziali, ha osservato Limoli. I veicoli spaziali potrebbero essere progettati per includere aree di maggiore schermatura, come quelle utilizzate per il riposo e il sonno. Tuttavia, queste particelle cariche altamente energetiche attraverseranno comunque la nave, ha aggiunto, "e non c'è davvero modo di sfuggirle".
I trattamenti preventivi offrono qualche speranza. Il gruppo di Limoli sta lavorando a strategie farmacologiche che coinvolgono composti che eliminano i radicali liberi e proteggono la neurotrasmissione.
Fonte: University of Calfornia, Irvine
