Durante el transcurso de una misión en el espacio profundo, los astronautas se encuentran habitualmente en diversos grados de peligro. Dependiendo de los thrillers de ciencia ficción de Hollywood que elijas, Estos intrépidos exploradores están a merced de alienígenas maliciosos, computadoras psicóticas, o colisiones con asteroides o desechos espaciales. Si bien todas estas pueden ser posibles preocupaciones, remoto o de otra manera, De hecho, el mayor peligro real para los astronautas puede ser uno que no se puede ver:la radiación espacial.

La atmósfera y el campo magnético de la Tierra, proteger en gran medida la vida en el planeta de la radiación cósmica. Cuando los astronautas viajan más allá de esa burbuja protectora, partículas energéticas llamadas rayos cósmicos galácticos bombardean sus cuerpos. Se cree que los rayos cósmicos galácticos son los restos de supernovas y contribuyen al entorno de radiación espacial junto con los protones y los núcleos de helio expulsados ​​de nuestro Sol.

Nuestro grupo estudia cómo la exposición a la radiación afecta la salud humana. La consecuencia más preocupante de estas exposiciones a la radiación son los efectos adversos en el cerebro de los astronautas. Según los resultados de nuestro nuevo estudio en ratones, La exposición a los rayos cósmicos afecta la función cerebral y causa problemas de aprendizaje. memoria y estado de ánimo que puede, si los resultados son ciertos para los humanos, influir en la capacidad de una persona para adaptarse y responder en situaciones inesperadas o estresantes. Este resultado podría poner en peligro la seguridad de los astronautas y el éxito de la misión.

Simulando la radiación espacial en la Tierra

Nosotros, junto con otros biólogos de radiación, están específicamente preocupados por los astronautas porque, con nuestra tecnología actual, no hay forma de protegerlos o resguardarlos de la radiación espacial.

Las partículas de radiación cósmica que viajan cerca de la velocidad de la luz chocan con la nave espacial y generan productos de fragmentación que incluyen neutrones. Estos productos de fragmentación todavía tienen energía para atravesar el cuerpo humano. A medida que los neutrones interactúan con otros núcleos del cuerpo, producen radicales libres, moléculas reactivas que pueden dañar las membranas celulares, ADN y otras estructuras finas en órganos. En el cerebro, mis co-investigadores y yo creemos, Dañan las estructuras microscópicas de las células del cerebro. o neuronas. Estos incluyen regiones de las dendritas, proyecciones en forma de hilo que se conectan a otras células cerebrales, mielina y sinapsis que son vitales para formar redes y comunicarse.

Muchos investigadores financiados por la NASA han estado estudiando el impacto de la exposición a la radiación en los astronautas y la evidencia sugiere que el cerebro resultará dañado por la exposición a la radiación espacial. Los resultados actuales promoverán la comprensión de los investigadores sobre los peligros de la exposición a la radiación espacial en la función cerebral y nos permitirán desarrollar estrategias para prevenir estos problemas y facilitar la exploración espacial humana segura.

En el espacio profundo las exposiciones a la radiación ocurren poco a poco a lo largo de todo el viaje. Ese fue un elemento de los viajes espaciales para el que no teníamos ningún dato hasta hace poco. En esos estudios previos, las exposiciones a la radiación se administraron a los roedores en cuestión de minutos. Eso no simula con precisión lo que experimentaría un astronauta en una misión a Marte.

Los físicos de la Universidad Estatal de Colorado han desarrollado una instalación que permite a los investigadores realizar una exposición a la radiación en el espacio profundo muy lenta y mucho más realista:1 miliGray de radiación todos los días.

Usando la instalación de neutrones de Colorado, Usamos esta exposición a la radiación espacial simulada para medir su efecto en el cerebro de los ratones.

Conexiones rotas y recuerdos perdidos

Después de exponer a los ratones a esta radiación de neutrones de bajo nivel durante seis meses, examinamos sus neuronas. Estas son las células especializadas que utilizan corrientes eléctricas para comunicar información y almacenar recuerdos en todo el cerebro. Mis coautores y yo descubrimos que en los cerebros de los ratones irradiados, los circuitos que conectaban las neuronas en redes ya no podían comunicarse de manera eficiente. Esto podría deberse a daños en las estructuras finas de las neuronas, o conexiones en algunos circuitos neuronales que pueden estar completamente rotas. Cualquiera de los cambios podría disminuir negativamente la función cognitiva.

También utilizamos los ratones irradiados para ver si los cambios neuronales inducidos por la radiación se correlacionaban con problemas de comportamiento que podrían representar un riesgo para los astronautas en una misión en el espacio profundo.

El resultado de nuestros estudios de comportamiento demostró que los ratones expuestos a neutrones durante seis meses tenían problemas de aprendizaje. adaptando y almacenando recuerdos. Por ejemplo, estos ratones tenían menos probabilidades de estar interesados ​​en un juguete nuevo que se había colocado en su campo de pruebas en comparación con un juguete que ya habían visto antes. Los ratones de control, por otra parte, Tomaría mucho más tiempo explorar el juguete nuevo que el viejo. De manera similar en otra prueba, era menos probable que a los ratones irradiados les importara que uno de los juguetes hubiera sido trasladado a un lugar diferente. Estos comportamientos sugieren una función de memoria deteriorada.

Problemas sociales

Los ratones irradiados, en comparación con sus homólogos no irradiados, también tenían más probabilidades de evitar las interacciones sociales y tenían dificultades para disociarse u olvidar un evento adverso que sucedió en el pasado. Estos cambios inducidos por la radiación espacial indican un aumento de los niveles de ansiedad.

En total, La comparación del comportamiento de ratones normales no expuestos con ratones que recibieron los seis meses de radiación de neutrones reveló cambios en la función cerebral que son representativos de lo que sucedería con los cerebros humanos en el espacio y podrían afectar significativamente la capacidad de los astronautas para responder bajo estrés o en situaciones inesperadas. . De hecho, cuando realizamos cálculos traduciendo los hallazgos de nuestros estudios de comportamiento de roedores en riesgo humano, estimamos que en una tripulación de cinco astronautas que viajan a Marte y regresan, esperaríamos que al menos uno de los miembros presente graves déficits en la función cognitiva cuando regrese a la Tierra.

Nuestro trabajo es solo un estudio y los resultados deben replicarse, pero plantea la posibilidad aleccionadora de que la exposición a la radiación cósmica galáctica pueda representar un obstáculo significativo para los viajes al espacio profundo. Al igual que con los otros desafíos tecnológicos, aunque, esperamos que los investigadores encuentren una solución. Quizás este sea el desarrollo de nuevos materiales que de alguna manera protejan a los astronautas de esta radiación. Quizás esto sea a través de suplementos dietéticos o farmacológicos.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.