Johns Hopkins Wissenschaftler berichten, dass Ratten, die hochenergetischen Teilchen ausgesetzt sind, simuliert Bedingungen Astronauten auf einer langfristigen Weltraum -Mission konfrontiert , zeigen Lücken in Aufmerksamkeit und langsameren Reaktionszeiten , auch wenn die Strahlenbelastung ist bei extrem niedrigen Dosisbereichen .
Die kognitiven Beeinträchtigungen - die eine große Teilmenge bei weitem nicht alle , der Tiere betroffen, aber - offenbar , um Protein Veränderungen im Gehirn verknüpft werden , sagen die Wissenschaftler . Die Ergebnisse, wenn festgestellt gilt beim Menschen zu halten , empfehlen kann es möglich sein , eine biologische Marker, um die Strahlungsempfindlichkeit der Auswirkungen auf den menschlichen Gehirns vorhersagen, vor der Bereitstellung zu tiefen Raum zu entwickeln. Die Studie, die von der NASA National Space Biomedical Research Institute finanziert , wird in der April- Ausgabe der Zeitschrift Radiation Research beschrieben .
Wenn Astronauten außerhalb des Magnetfeldes der Erde , Raumschiffe nur begrenzte Abschirmung von Strahlung , erklärt Studienleiter Robert D. Hienz , Ph.D., Associate Professor für Verhaltensbiologie an der Johns Hopkins University School of Medicine . Wenn sie nehmen Weltraumspaziergänge oder arbeiten außerhalb ihrer Fahrzeuge , werden sie auf die vollen Auswirkungen der Strahlung von Sonneneruptionen und intergalaktischen kosmischen Strahlung ausgesetzt sein , sagt er, und da weder der Mond noch Mars haben eine planetenweite Magnetfeld , werden Astronauten relativ hohe Strahlungspegel ausgesetzt wird, auch wenn sie an diesen Flächen zu landen.
Aber nicht jeder die gleiche Weise beeinflusst werden , deuten darauf hin, seine Experimente . "In unserem abgestrahlt Ratten fanden wir, dass 40 bis 45 Prozent hatte diese Aufmerksamkeit bedingten Defizite , während der Rest waren scheinbar unberührt ", sagt Hienz . " Wenn die gleiche beweist beim Menschen wahr und wir können diese anfälliger für Strahlung die Auswirkungen erkennen, bevor sie schädlich ausgesetzt sind , können wir in der Lage, den Schaden zu mindern . "
Wenn ein Biomarker können für den Menschen identifiziert werden können , könnte es sogar darüber hinaus reichen bei der Bestimmung der besten Behandlungsmethode für Patienten, die Strahlentherapie bei Hirntumoren oder festzustellen, welche Patienten ein höheres Risiko von radiometrischen medizinischen Behandlungen haben , merken die Forscher .
Zurück Forschung hat geprüft , wie gut der Strahlung ausgesetzten Ratten zu tun mit grundlegenden Lernaufgaben und Labyrinthe , aber diese neue Johns Hopkins Studie konzentrierte sich auf Tests, die genau imitieren die Selbsttests für die Eignung für die derzeit von Astronauten auf der Internationalen Raumstation vor der Mission verwendet -kritisch Veranstaltungen wie Weltraumspaziergänge . Ähnliche Fitness-Tests sind auch für Soldaten , Piloten und Fernfahrern genutzt .
Bei einem solchen Test, sieht ein Astronaut einen leeren Bildschirm auf einem Handheld-Gerät und wird aufgefordert, den Bildschirm tippen , wenn ein LED-Leuchten Zähler auf. Die normale Reaktionszeit sollte weniger als 300 Millisekunden betragen. Die Ratten im Experiment sind in ähnlicher Weise vermittelt , um eine lichtTastemit ihren Nasen berühren und werden dann getestet, um zu sehen, wie schnell sie reagieren.
Um die neue Studie durchzuführen, wurden Ratten zunächst für die Prüfungen ausgebildet und dann in Upton , NY, in dem ein Beschleuniger erzeugt die hochenergetischen Protonen- und SchwerionenstrahlungPartikel , die normalerweise im Raum auftreten, auf Long Island zu Brookhaven National Laboratory übernommen. Der Ratten Köpfe wurden in unterschiedlichem Maß an Strahlung, die Astronauten würden normalerweise während der Langzeitmissionen zu erhalten ausgesetzt , während andere Ratten wurden schein- Expositionen gegeben .
Nachdem die Ratten zu Johns Hopkins kehrte , waren sie jeden Tag für 250 Tage getestet. Die strahlungsempfindliche Tiere (19 von 46) zeigten alle Anzeichen einer Wertminderung , die bei 50 bis 60 Tage nach der Exposition begonnen und blieb bis zum Ende der Studie.
Verfällt der Aufmerksamkeit in 64 Prozent der empfindlichen Tieren aufgetreten , antwort Erhöhungen der impulsive in 45 Prozent eingetreten und langsamer Reaktionszeiten in 27 Prozent aufgetreten. Die Wertminderungen waren nicht abhängig von Strahlendosis . Zusätzlich können einige der Ratten überhaupt nicht erholen ihr Defizit über die Zeit , andere zeigten eine Erholung über die Zeit.
Die strahlungsempfindliche Ratten, die höhere Strahlendosen erhalten hatten, eine höhere Konzentration von Transportern für die Neurotransmitter Dopamin , die eine Rolle bei der Wachsamkeit und Aufmerksamkeit spielt , sagt Catherine M. Davis , Ph.D., ein Postdoctoral Fellow in der Abteilung für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften und die Studie der erste Autor.
Die Dopamin -Transportsystem erscheint in strahlungsempfindlichen Ratten beeinträchtigt , weil die Neurotransmitter ist wahrscheinlich nicht in der Art und Weise sollte es für das Gehirn , um richtig funktionieren werden entfernt , sagt sie. Menschen mit genetischen Unterschiede zu Dopamin Transport, fügt sie hinzu , haben sich als noch schlimmer von der Art der geistigen Fitness -Tests , um die Astronauten und Ratten gleichermaßen gegeben habe .
Davis sagt, sie möchte nicht strahlungsempfindliche Astronauten aus den künftigen Missionen zum Mond oder Mars gehalten sehen, aber sie möchte diese Astronauten bereit sein, besondere Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen, um ihr Gehirn , wie das Tragen von zusätzlichen Abschirmung oder nicht auf der Bühne Platz zu schützen Spaziergänge.
« Wie bei anderen Bereichen der personalisierten Medizin , würden wir uns bemühen, individuelle Behandlung und Prävention Pläne für Astronauten Wir glauben würden anfälliger für kognitive Defizite von Strahlung zu schaffen «, sagt sie .
Aktuelle Astronauten nicht als auf die schädlichen Auswirkungen der Strahlung ausgesetzt , Davis sagt , weil die Internationale Raumstation ISS fliegt in einer Umlaufbahn niedrig genug, dass das Magnetfeld der Erde weiterhin Schutz zu bieten.
Während der Johns-Hopkins- Team untersucht die möglichen Auswirkungen der Strahlung auf das Gehirn während einer Weltraum -Mission , andere NASA -Forschungsgruppen an den möglichen Auswirkungen der Strahlung auf andere Teile des Körpers und suchen , ob es Krebsrisiko erhöht .