Экипажу корабля, бороздящего дальний космос, грозит потеря долговременной памяти. Такой необычный вывод сделали ученые из подмосковного Пущино, проанализировав результаты экспериментов на мышах, облученных ускоренным пучком тяжелых ионов.
«Перспектива полетов на Луну и Марс поставила перед радиобиологами ряд серьезных задач, которые до сих пор не решены. В межпланетной экспедиции экипаж подвергнется воздействию галактического излучения, где преобладают частицы высоких энергий. Прогнозируется, что люди получат за время полета в целом малые и средние дозы. Но как они повлияют на когнитивные функции, какой генетический риск несут и каковы отдаленные последствия? На эти вопросы мы собираемся ответить», — рассказывает РИА Новости Ольга Розанова, старший научный сотрудник лаборатории клеточной инженерии Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ), где три десятилетия изучали последствия Чернобыльской аварии.
Смоделировать условия дальнего космоса ученым позволяют ускорители элементарных частиц, разгоняющие электроны, альфа-частицы, протоны и тяжелые ионы (например, заряженные ядра углерода и железа) до субсветовых скоростей. Именно из таких частиц состоят в основном солнечный ветер и космическое излучение, угрожающие космонавтам за пределами магнитосферы Земли. Причем сильнее всего на клетки действуют высокоэнергетические ядра углерода и железа, передавая много энергии тканям организма, механически разрезая гены в нескольких местах, после чего те не успевают восстановиться.
Когда в 2013 году ученым из Института физики высоких энергий НИЦ «Курчатовский институт» в Протвино удалось получить пучок ядер углерода с энергией 450 мегаэлектронвольт на нуклон, этим немедленно воспользовались биологи из ИТЭБ РАН для своих радиобиологических экспериментов. За три года они облучили на ускорителе сотни лабораторных мышей и провели множество тестов, чтобы выяснить, как влияет на ДНК клеток костного мозга и крови, антиоксидантную и иммунную системы, мозг и память животных пучок ядер углерода при разных режимах. Также вычислили параметры биологической эффективности этого типа излучения по сравнению с рентгеновским.
Для необычных экспериментов взяли в виварии молодых самцов мышей. Их усыпляли и помещали в специальном контейнере под ускоренный пучок так, чтобы все тело животного оказывалось в пике Брэгга — максимуме передачи энергии частиц, и облучали дозой не более 0,7 грея. А через два месяца начинали следить за тем, какой эффект это оказало.
Общее состояние и память облученных мышей исследовали с помощью методов оценки когнитивных нарушений. В тесте «Открытое поле» подопытных выпускали на открытую арену и предоставляли полную свободу действий. По результатам перемещений судили об активности животного и уровне его тревожности. Так вот, облученные мыши этот тест не прошли. Они были менее активны и более тревожны, чем животные необлученной группы.
Хуже, чем нормальные сородичи, подопытные мышки выполнили и тест на долговременную память: при поисках «норки» они совершали больше ошибок, чем обычно. А ведь именно эта память хранит все, чему мы научились в жизни, там весь наш опыт.
Через два с половиной месяца после облучения мышей умерщвляли, чтобы исследовать гистологические препараты гиппокампа — области мозга, отвечающей за пространственную память и связь между кратко- и долговременной памятью. Анализы показали, что в зубчатой извилине гиппокампа — главном месте в мозге, где рождаются новые нейроны, — плотность клеток уменьшилась.
«Уменьшение плотности клеток на фоне отсутствия острой гибели нейронов в исследуемых областях может свидетельствовать о том, что при данной дозе ускоренных ионов углерода происходит угнетение нейрогенеза», — добавляет основной участник этого исследования Светлана Сорокина, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточной инженерии.
«Измененная модель поведения у облученных мышей и дефицит долговременной памяти — это очень важный вывод, который, если его распространить на моделируемую ситуацию, означает потерю навыков, полученных в ходе подготовки к полету», — поясняет Ольга Розанова.
Из более ранних опытов, проведенных в том числе на людях, известно, что на долговременной памяти плохо сказывается длительный стресс. Эту необычную проблему можно обойти, если отбирать в межпланетный экипаж людей по определенным критериям.
«А что делать с разрушением мозга космическими лучами, неясно. Нужно искать защитные средства — эффективные нейропротекторы, поскольку существующие препараты защищают мозг от гамма-излучения, но часто бессильны против протонов и ядер углерода из-за специфики действия тяжелых частиц», — уточняет исследовательница.
Длительный и во многом пионерский эксперимент показал, в каком направлении следует проводить дальнейшие исследования. Конечно, это только начало изучения того, как дальний космос повлияет на первопроходцев. У биологов есть еще время, чтобы решить проблему биологической защиты экипажа от космического излучения, — как минимум до 2030-х годов, когда планируются пилотируемые экспедиции на Луну.
Вступите в группу, и вы сможете просматривать изображения в полном размере
Это интересно
+1
|
|||
Последние откомментированные темы:
-
Ответы на детские вопросы про "Лунную Афёру"
(1)
kauperwud
,
28.02.2022
-
Космический корабль в несколько километров: все, что известно о новом проекте Китая
(2)
андрей1
,
27.02.2022
-
ЗАГАДКИ "ПАРАДОКСА ФЕРМИ" БОЛЬШЕ НЕТ?
(3)
donskarloss@gmail.com
,
27.02.2022
-
Марсианские реки
(1)
donskarloss@gmail.com
,
27.02.2022
-
Семь спорных причин считать, что на Земле существовали цивилизации до людей
(1)
donskarloss@gmail.com
,
24.02.2022
20250127094425