Bolehkah kita melindungi otak dari sinaran kosmik?
Ketika kita bersiap untuk memasuki era perjalanan ruang angkasa yang baru, kita mesti mencari cara untuk mengelakkan risiko kesihatan yang ditimbulkan oleh persekitaran kosmik. Sinaran ruang dalam, khususnya, diketahui mengganggu fungsi kognitif. Adakah penyelidik telah menemui cara untuk menguruskan kerosakan itu?
Ini adalah malam menjemput angkasawan untuk menjelajah ruang dalam, menjajah dan membuat planet lain, dan merancang pelancongan angkasa.
Tetapi perjalanan angkasa datang dengan risiko kesihatannya sendiri.
Satu ancaman utama datang dari radiasi kosmik, yang boleh membahayakan sistem saraf pusat, mengubah fungsi kognitif dan membawa kepada gejala yang serupa dengan yang terdapat pada penyakit Alzheimer.
Dengan misi penjajahan mereka ke Marikh yang direncanakan pada tahun 2030-an, NASA - serta syarikat swasta yang berminat dengan konsep perjalanan angkasa - telah mencari cara yang berkesan untuk melindungi angkasawan dari bahaya radiasi.
Sejauh ini, para penyelidik memfokuskan terutamanya pada bagaimana meningkatkan kapal angkasa dan pakaian pelindung bagi pelancong luar untuk menangkis sinaran kuat ini.
Namun, sekarang, penyelidik dari University of California, San Francisco - yang diketuai oleh Susanna Rosi - telah mulai mengembangkan rawatan yang dapat mengimbangi neurodegenerasi yang dipicu oleh sinar kosmik.
Hasil eksperimen mereka, yang mereka lakukan pada model tetikus, kini diterbitkan dalam jurnal Laporan Ilmiah.
'Sinaran kosmik boleh mempengaruhi jangka panjang otak'
Penyelidikan sebelumnya yang dilakukan oleh Rosi dan pasukan mendapati bahawa, setelah tikus terkena tahap radiasi kira-kira setara dengan apa yang mungkin dihadapi oleh angkasawan manusia semasa misi angkasa lepas, keupayaan mereka untuk membezakan antara objek yang tidak dikenali dan yang tidak dikenali telah terganggu.
Biasanya, apabila tikus berhadapan dengan dua objek - satu yang baru dan tidak diketahui oleh mereka dan satu yang sebelumnya mereka terokai - mereka akan menghabiskan lebih banyak masa untuk membiasakan diri dengan objek baru.
Namun, binatang-binatang yang terkena radiasi cenderung menghabiskan waktu yang sama untuk menjelajahi kedua-dua objek tersebut, yang menunjukkan kepada para penyelidik bahawa tikus telah lupa bahawa mereka telah terkena salah satu dari keduanya.
Gejala lain yang ditunjukkan oleh tikus termasuk masalah dengan interaksi sosial dan rasa kegelisahan yang meningkat. Rosi dan pasukan menyatakan bahawa ini mungkin disebabkan oleh kesan radiasi kuat pada mikroglia, atau sel-sel saraf yang terdapat di otak dan saraf tunjang yang merupakan bahagian dari mekanisme imun sistem saraf pusat.
Apabila mikroglia diaktifkan, mereka boleh menyebabkan gejala - seperti gangguan ingatan ingatan - yang konsisten dengan gangguan neurodegeneratif.
Ini sebahagiannya disebabkan oleh fakta bahawa mereka didorong untuk memusnahkan sinapsis, atau hubungan yang terbentuk antara sel-sel otak yang memungkinkan mereka menyampaikan maklumat.
"Kami mulai memiliki bukti bahawa paparan radiasi ruang dalam dapat mempengaruhi fungsi otak dalam jangka panjang, tetapi sejauh yang saya tahu, tidak ada yang menjelajahi kemungkinan tindakan pencegahan yang dapat melindungi otak astronot terhadap tahap pendedahan radiasi ini. "
Susanna Rosi
Kompaun baru menunjukkan janji
Dalam kajian baru itu, Rosi dan rakan-rakannya berkolaborasi dengan penyelidik dari Loma Linda University di California untuk mencari terapi yang dapat mengatasi kesan radiasi pada otak.
Mereka memulai dengan eksperimen serupa pada tikus, di mana mereka terdedah kepada dos radiasi yang serupa dengan yang mungkin mempengaruhi pengembara angkasa lepas.
Selepas seminggu, tikus diberi diet terkawal secara berkala selama 15 hari, atau yang termasuk rawatan dengan sebatian eksperimen yang disebut PLX5622.
Diet PLX5622 berfungsi dengan mengurangkan mikroglia dalam sistem saraf pusat. Dalam penelitian yang lalu, perawatan PLX5622 terbukti melindungi fungsi kognitif pada tikus yang terdedah kepada penyinaran kranial sebagai bentuk terapi barah. Rosi dan pasukan mengambil keputusan dari keputusan ini.
Eksperimen baru-baru ini juga memberikan hasil yang memberangsangkan. Pertama, para saintis menyedari bahawa, walaupun pada awalnya mereka tidak menunjukkan gangguan kognitif, dalam 3 bulan dari penyinaran awal, tikus diet kawalan menunjukkan pengenalan objek baru yang terganggu.
Namun, tikus yang telah menerima terapi PLX5622 tidak menunjukkan kerosakan pada ingatan ingatan.
Dalam membandingkan otak tikus dari setiap kumpulan, para penyelidik mendedahkan bahawa mereka dari kumpulan kawalan menunjukkan banyak mikroglia yang diaktifkan dan telah kehilangan banyak sinapsis, sementara mereka dari kumpulan terapi PLX5622 kelihatan sihat.
Kenapa ini? Rosi dan pasukan percaya bahawa dengan memaksa sistem saraf pusat untuk menghilangkan mikroglia yang diaktifkan, sel-sel saraf baru yang sihat datang untuk menggantikannya, yang membolehkan tikus mengekalkan fungsi kognitif normal.
"Ini bukti yang benar-benar kemas, pertama bahawa menghidupkan semula mikroglia otak dapat melindungi fungsi kognitif berikutan pendedahan radiasi, dan kedua bahawa kita tidak semestinya perlu dirawat segera setelah pendedahan radiasi agar ubat itu berkesan," jelas Rosi.
Walau bagaimanapun, para penyelidik tidak teruja dengan potensi terapi eksperimen ini untuk pelancong angkasa. Dadah menggunakan mekanisme yang serupa dengan PLX5622 telah diuji dalam ujian klinikal untuk rawatan barah.
Ini bererti bahawa ubat-ubatan tersebut dapat memberikan banyak masalah kepada mereka, termasuk gangguan kognitif setelah rawatan barah.
"NASA sangat berminat untuk mencari cara memastikan keselamatan dan kejayaan angkasawan semasa perjalanan angkasa lepas," kata penulis bersama kajian Karen Krukowski
"Tetapi," tambahnya, "angkasawan adalah populasi yang kecil - sangat menggembirakan bahawa penemuan ini berpotensi membantu mencegah pelbagai bentuk gangguan kognitif yang lain."
