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从地球飞向宇宙人体会这样变化:辐射损害智力

2016-10-4 00:22| 发布者: shamir1126| 查看: 3009| 评论: 0

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摘要: 美国华人网-科技新闻-从地球飞向宇宙人体会这样变化:辐射损害智力 大鼠与小鼠的实验暗示,宇宙复杂的环境会增加宇航员风险管理难度,并降低空间记忆学习能力。 1783年6月一个阴雨的周三,第一只热气球在法国阿诺 ...

美国华人网-科技新闻-从地球飞向宇宙人体会这样变化:辐射损害智力


大鼠与小鼠的实验暗示,宇宙复杂的环境会增加宇航员风险管理难度,并降低空间记忆学习能力。

1783年6月一个阴雨的周三,第一只热气球在法国阿诺奈缓缓升空。它在3千英尺高空独自飘荡了3千米后,降落在一个葡萄园中。几个月后,为了进一步测试热气球的安全性,另一只热气球载着一只羊、一只鸭和一只公鸡在巴黎再次启程。经历相似飞行后,这些动物安然无恙地降落了(唯一的不幸是羊“随便”得到处都是)。随后人们开始尝试载人气球,航空时代正式拉开了序幕。

而今,翱翔天际似乎都成了老生常谈。人们已放眼其它星球,梦想着去火星甚至是更远的潜在“第二家园”。随之而来的新担忧则是探索者们的健康问题。这指的不再仅仅是火箭发射失败或宇航服失效对人类的影响,研究人员正试图知晓在长期外太空旅行的失重(微重力)与电离辐射环境中,人体会出现哪些复杂的潜在改变。

我们的身体在地球重力约束下进化出来,而失重会干扰这种状态,同时人体在太空中会持续受到高能原子与光子的“狂轰乱炸”,这些尤其会抑制大脑的思维过程,例如降低推理能力与记忆力,但科学家尚不清楚这究竟其原理。最近的两项研究利用小鼠与大鼠,帮助研究人员了解这些是如何发生。

在第一项研究中,科学家将小鼠后肢吊起较长一段时间来模拟微重力环境,并使用放射性钴模拟低水平伽马辐射环境。接着,他们对小鼠的冒险等行为进行了一系列测试。通过实验结束后,科学家发现了脑中水通道蛋白-4(AQP-4)水平升高。这种上升表明小鼠的血脑屏障受损,并且与冒险行为增加等细微行为变化有关。

同时受到微重力与辐射两种因素影响的小鼠倾向于采取冒险行为。这很可能意味着,前往火星的宇航员在外太空旅程中比平时更不愿规避风险,团队中有效的风险管理也更加困难。考虑到外太空严苛的环境,这或许会影响航天任务的成功。

而在另一项研究中,大鼠被长时间暴露在不同剂量的放射性铁粒子中。随后,研究人员利用巴恩斯迷宫训练(Barnes maze,圆桌边缘均匀分布20个小孔,其中只有一个是真正出口)对它们的空间记忆学习能力进行了测试。结果表明,受到高速铁原子轰炸(尤其是辐射剂量等同于太空旅行水平)的大鼠的空间记忆能力受到了明显干扰,寻找正确出口的时间较最初未接受训练时不减反增。

辐射剂量并非唯一的影响因素,遗传似乎也起着一定作用。观察发现,施加辐射对空间记忆能力较强的“优等生”大鼠并无明显影响,但那些“末等生”的空间记忆能力则随着辐射剂量的增强而明显降低。科学家推测,相似的遗传差异很可能也存在于人类中。

空间记忆学习是执行诸多航天任务的基础,这一发现很可能影响着下一阶段的太空探索方式。正如研究作者所认为,将来我们或许能够预先筛选出对辐射造成的神经中毒及异常行为反应具有较高耐受性的宇航员。

有研究人员认为,我们可能需要采用一些随飞船搭载的辐射防护措施。一些保护脑部的餐食及药物也十分必要,甚至可以考虑通过离心作用为宇航员提供人造重力。一项发表于 Scientific Reports 的研究已发现,与在地球磁气圈内的轨道上绕行的宇航员相比,探索月球的宇航员死于心血管疾病的几率要高出的四倍。

从地球飞向宇宙人体竟会有这样:损害智力


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