Ruang bisa menjadi tempat berbahaya bagi manusia yang rapuh. Mereka yang bersedia menjelajah ke orbit Bumi harus merundingkan bahaya kesehatan seperti suhu ekstrem, ruang sempit, periode isolasi yang lama dan efek fisiologis kehidupan yang melemahkan tanpa gravitasi. Hal-hal akan semakin kasar bagi para astronot yang berharap melakukan perjalanan ke asteroid atau Mars.
Konten terkait
- Apa yang Terjadi pada Tubuh Manusia di Luar Angkasa?
- Dimanakah Semua Alien? Berlindung Dari Radiasi Semesta
- Implan Otak Dapat Mampu Shock Shock Memories Kembali Ke Bentuk
- Boulder Asteroid Akan Menjadi Batu Loncatan dalam Perjalanan ke Mars
Salah satu ancaman terbesar dari perjalanan ruang-dalam adalah paparan radiasi kosmik yang terus-menerus, yang dapat merusak DNA dan meningkatkan peluang seorang pelancong luar angkasa untuk terserang penyakit seperti kanker dalam hidup mereka. Sekarang, penelitian pada tikus menunjukkan bahwa orang pertama yang mencoba misi Mars akan memiliki masalah lebih cepat: kerusakan otak. Sinar kosmik membombardir otak dapat mengakibatkan gangguan kognitif dan memori yang akan terwujud hanya dalam beberapa bulan.
Radiasi kosmik galaksi terbuat dari partikel berenergi tinggi yang berasal dari ledakan supernova masa lalu yang datang melalui sistem tata surya kita. NASA telah mensponsori banyak penelitian yang menyelidiki efek jangka pendek dan jangka panjang dari radiasi ruang pada setiap sistem dalam tubuh, mengungkapkan bahwa sinar ini dapat memiliki efek yang menghancurkan pada jaringan biologis seumur hidup.
Studi sebelumnya menunjukkan bahwa paparan radiasi juga dapat menyebabkan gangguan kognitif, termasuk onset awal demensia seperti Alzheimer. Sekarang Charles Limoli, seorang profesor onkologi radiasi di University of California Irvine School of Medicine, dan timnya telah menunjukkan bahwa dosis sinar kosmik yang relatif rendah pun akan menyebabkan serangkaian kelainan saraf tertentu yang dapat bermanifestasi sendiri selama misi perjalanan pulang pergi. ke Mars, yang diperkirakan berlangsung selama dua hingga tiga tahun.
"Ini adalah studi pertama, menurut pendapat saya, yang benar-benar mengikat banyak jalan keluar bersama dan menyediakan mekanisme untuk apa yang terjadi menyebabkan disfungsi kognitif, " kata Limoli, yang timnya melaporkan hasilnya hari ini di Science Advance .
Untuk mempelajari efek radiasi "mematikan pikiran", para peneliti memeriksa beberapa kelompok tikus enam bulan — perkiraan rata-rata usia astronot pada tahun-tahun tikus. Tim mengecam tikus dengan partikel bermuatan energi dosis rendah atau tinggi mirip dengan yang ditemukan pada radiasi kosmik galaksi. Partikel-partikel ini menggantikan elektron dalam jaringan hidup yang kemudian memicu reaksi radikal bebas, yang menyebabkan perubahan sel dan jaringan tubuh. Meskipun reaksi radikal bebas terjadi dalam milidetik, kelainan seluler yang ditimbulkannya terbentuk dalam beberapa bulan atau bahkan bertahun-tahun, sehingga para peneliti menunggu enam minggu sebelum menguji tikus yang diradiasi untuk memungkinkan kerusakan seluler terungkap.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tikus iradiasi secara signifikan terganggu dalam kemampuan mereka untuk mengeksplorasi objek baru yang ditempatkan di lingkungan mereka, tugas yang memanfaatkan pembelajaran yang sehat dan sistem memori. “Hewan-hewan yang terekspos kehilangan rasa ingin tahu. Mereka kehilangan kecenderungan untuk mengeksplorasi hal-hal baru, ”kata Limoli.
Secara khusus, tim menemukan perubahan struktural akibat radiasi di medial prefrontal cortex, wilayah otak yang bertanggung jawab untuk proses tingkat tinggi yang diketahui terlibat selama tugas-tugas memori. Neuron di daerah yang terganggu ini menunjukkan pengurangan kompleksitas dan kepadatan struktur yang disebut dendrit, yang bertindak sebagai antena untuk pesan seluler yang masuk dan sangat penting untuk pertukaran informasi yang efisien ke seluruh otak. Tim peneliti juga menemukan perubahan pada PSD-95, protein yang penting untuk transmisi saraf dan juga terkait dengan pembelajaran dan memori.
Perubahan seluler pada dendrit berhubungan langsung dengan kinerja kognitif — tikus dengan perubahan struktural terbesar memiliki hasil kinerja yang paling buruk. Dan meskipun kekurangan ini membutuhkan waktu untuk terwujud, mereka tampaknya permanen.
Limoli mencatat bahwa, sementara pekerjaan dilakukan pada tikus, kerusakan yang terlihat dalam penelitian mereka terlihat sangat mirip dengan kerusakan pada otak manusia yang menderita kondisi neurodegeneratif seperti demensia. "Karena jenis-jenis perubahan ini juga telah ditemukan dalam berbagai kondisi neurodegeneratif dan terjadi selama proses penuaan, ini memberikan latar belakang logis untuk apa radiasi yang dilakukan pada otak tikus dan manusia, " kata Limoli.
Kemungkinan tidak ada yang melihat jenis cacat ini pada astronot saat ini karena orang yang bekerja di Stasiun Luar Angkasa Internasional "dilindungi oleh magnetosfer Bumi, yang membelokkan apa pun yang memiliki muatan, " kata Limoli. Dan sementara para astronot yang melakukan perjalanan ke bulan tidak dilindungi oleh pelukan magnet Bumi, perjalanan mereka yang relatif singkat akan membatasi tingkat paparan pada sebagian kecil dari mereka yang akan berpengalaman dalam misi ke Mars.
Sementara hasil percobaan ini sangat mengejutkan, para ahli lainnya menekankan bahwa masih ada kekurangan data yang cukup untuk membuat kesimpulan definitif tentang efek radiasi manusia. "Banyak informasi yang telah kami ekstrapolasi dari studi peristiwa bencana dalam Perang Dunia II, " kata Nathan Schwadron, associate professor fisika plasma ruang angkasa di Universitas New Hampshire. "Kami hanya tidak memiliki banyak pengetahuan tentang apa yang terjadi pada sistem biologis ketika terpapar radiasi tingkat tinggi dalam waktu lama. Saya pikir ada potensi risiko di sini, tapi kami benar-benar belum memahaminya. ”
Jadi apa yang harus dilakukan? NASA saat ini sedang menyelidiki teknologi perisai yang lebih maju yang dapat melindungi astronot dengan lebih baik dalam misi jangka panjang ke luar angkasa. Para insinyur juga dapat mengubah kemampuan perisai di wilayah tertentu kapal, seperti tempat para astronot tidur, atau menyesuaikan orang-orang dengan helm khusus untuk berjalan di luar angkasa, kata Limoli.
Schwadron, yang penelitiannya terutama berfokus pada pengembangan perisai canggih, mengatakan energi dari radiasi kosmik galaksi sangat tinggi sehingga berinteraksi dengan bahan pelindung dengan cara yang berpotensi bermasalah. “Yang terjadi adalah radiasi energi tinggi mengenai perisai dan kemudian menghasilkan rendaman partikel sekunder. Neutron mungkin adalah contoh utama dari hal ini. ”Partikel berenergi tinggi ini kemudian dapat berinteraksi dengan tubuh, memicu reaksi radikal bebas dan kerusakan jaringan selanjutnya.
Ke depan, Limoli dan timnya berencana untuk merancang eksperimen yang lebih akurat mensimulasikan paparan manusia terhadap sinar kosmik galaksi dan menyelidiki mekanisme dan tipe sel yang mendasari alternatif yang dapat berkontribusi pada proliferasi defisit kognitif. Dia juga menyelidiki intervensi farmakologis yang dapat melindungi jaringan otak dari radiasi ini.
"Kami memiliki beberapa senyawa menjanjikan yang mungkin akan membantu sedikit, " kata Limoli. "Ini bukan pelanggar kesepakatan - ini adalah sesuatu yang perlu kita pahami dan waspadai sehingga kita tidak tertangkap basah."
