چه اتفاقی برای فضانورد مغزی در طی ماموریت به مریخ خواهد افتاد؟ هیچ چیز خوبی نیست. بر اساس یک مطالعه انکولوژی پرتودرمانی از دانشگاه کالیفرنیا، ایروین، ذرات مخربی که می توانند عملکرد شناختی را برای همیشه مختل کنند، رسوب می کنند. چارلز لیمولی و همکارانش دریافتند که قرار گرفتن در معرض ذرات باردار با انرژی بالا مانند پرتوهای کیهانی کهکشانی که فضانوردان را در پروازهای فضایی طولانی بمباران می کنند، باعث آسیب قابل توجهی به سیستم عصبی مرکزی می شود و منجر به اختلالات شناختی می شود.
لیمولی، استاد انکولوژی تشعشعی در دانشکده پزشکی کلتک در ایروین می‌گوید: «برای فضانوردانی که برای سفری دو یا سه ساله به مریخ آماده می‌شوند، بهترین خبر نیست. کاهش بهره وری، کمبود حافظه، از دست دادن تمرکز و توجه در طول پرواز فضایی می تواند بر فعالیت های حیاتی ماموریت تأثیر بگذارد. قرار گرفتن در معرض این ذرات همچنین می تواند منجر به اختلالات شناختی طولانی مدت در طول زندگی شود."
به عنوان بخشی از این مطالعه، دانشمندان (اکسیژن و تیتانیوم کاملا یونیزه) را با ذرات باردار در آزمایشگاه تابش فضایی ناسا در آزمایشگاه ملی بروکهاون تحت تابش قرار دادند و سپس آنها را به آزمایشگاه لیمولی فرستادند. دانشمندان دریافته اند که قرار گرفتن در معرض این ذرات منجر به التهاب مغز می شود و در انتقال سیگنال ها بین نورون ها اختلال ایجاد می کند. این تصاویر نشان می‌دهد که چگونه شبکه ارتباطی مغز با انقباضات در ساختار سلول‌های عصبی، به عنوان مثال، دندریت‌ها مختل می‌شود. تغییرات سیناپسی اضافی، همراه با تغییرات ساختاری، با توانایی سلول های عصبی برای انتقال موثر سیگنال های الکتروشیمیایی تداخل داشت. علاوه بر این، هنگام انجام وظایف رفتاری طراحی شده برای آزمایش یادگیری و حافظه، منجر به کاهش عملکرد همزمان شد.
این نوع از اختلالات شناختی جدی‌تر در بیماران مبتلا به سرطان مغز که دوزهای بالایی از تابش فوتون در طول درمان دریافت می‌کنند، رایج است. در مطالعه دیگری، لیمولی به بررسی اثرات شیمی درمانی و پرتودرمانی سر بر عملکرد شناختی می پردازد. لیمولی می‌گوید در حالی که نقص شناختی تنها ماه‌ها بعد در فضانوردان ظاهر می‌شود، زمان لازم برای پرواز به مریخ برای ایجاد کسری کافی است.
افرادی که برای مدت طولانی در ایستگاه فضایی بین‌المللی کار می‌کنند، با همان سطح بمباران پرتوهای کیهانی کهکشانی مواجه نمی‌شوند، زیرا هنوز در مگنتوسفر محافظ زمین هستند. ذرات تشعشعی که این پرتوهای کیهانی کهکشانی را تشکیل می دهند، بیشتر بقایای ابرنواختر هستند. کار لیمولی بخشی از برنامه تحقیقات انسانی ناسا است. بررسی چگونگی تأثیر تشعشعات کیهانی بر فضانوردان و کشف راه‌هایی برای کاهش این اثرات برای اکتشافات فضایی بیشتر انسان حیاتی است، زیرا این خطرات در درجه اول در مأموریت‌های مریخ و فراتر از سیاره سرخ آشکار می‌شوند.
لیمولی می گوید به عنوان یک راه حل جزئی، فضاپیما باید بسیار محافظت شده طراحی شود که در آن محیطی برای استراحت و خواب باشد. با این حال، ذرات پرانرژی به هر حال از آن عبور خواهند کرد و هیچ راهی واقعی برای اجتناب از آنها وجود ندارد. روش های پیشگیرانه مقداری امید می دهد. لیمولی می‌گوید: «ما در حال کار بر روی استراتژی‌های دارویی هستیم که شامل اجزایی است که رادیکال‌های آزاد را متصل کرده و از انتقال عصبی محافظت می‌کند. اما این نظریه هنوز نیاز به بهینه سازی و اصلاح دارد.
