啮齿动物宇航员称火星之旅将使我们焦虑、健忘和恐惧

人类的身体进化为在地球上生存，因此太空让我们感到困惑也就不足为奇了。没有重力，国际空间站上的宇航员会失去肌肉和骨骼（尽管每天锻炼数小时），视力开始变差，免疫系统也变得古怪。而在地球保护性磁泡之外的深空中飞驰的流氓粒子也有可能扰乱人类大脑的微妙功能。

多年来，科学家已经知道，深空中的辐射粒子除了会破坏 DNA 外，还会对大脑造成严重破坏。然而，所有这些研究都来自使用粒子加速器在几分钟内对啮齿动物进行长达数月甚至数年的辐射。首次在真实的太空条件下测试小鼠的研究（借助能够以缓慢滴流的方式输送辐射的新设备）证实，中子和光子粒子会严重破坏它们的神经系统。该研究声称，如果人类同样敏感，那么在为期多年的火星任务中，五人机组中的多名成员将出现神经系统症状，例如焦虑加剧或记忆力受损。

“放射生物学领域有大量文献表明，降低剂量率可以让一切都变得更好，”加州大学欧文分校放射学教授、合著者查尔斯·利莫利 (Charles Limoli) 表示。“没错，但对大脑来说并非如此。”

科罗拉多州立大学的一个由 NASA 资助的房间很像一艘宇宙飞船。放射性锎-252 块用中子和高能光线照射该区域，模拟火星飞船内部的情况。任何生物在封闭空间内待一整天都会受到与在深空待一天后一样多的辐射，尽管粒子类型不同。

四十只老鼠在辐射室里待了六个月——大约相当于一次单程火星之旅——而同样大小的对照组则享受地球磁场的全部保护。之后，研究人员将老鼠送往三个实验室，从三个层面研究它们的神经系统发生了什么变化。

在细胞层面，研究人员发现，与未受辐射的脑细胞相比，受辐射的海马体（与记忆有关的脑部部分）的脑细胞更难激发活动。这些发现与网络层面的结果相吻合，后者表明海马体中的神经元群变得无法合作，无法以与记忆和学习相关的方式一起激发。但利莫利认为，辐射损伤可能还会延伸到脑部的其他区域。

“请记住，这些动物是[完全]暴露的。没有理由怀疑只有一个大脑区域受到影响，”他说。“简而言之，大脑的回路活动被打乱了。”

辐射还会扰乱动物的行为。利莫利和他的团队对小鼠进行了一系列测试，旨在揭示它们心理状态的各个方面。例如，科学家们安排小鼠与其他小鼠一起玩耍，以测试它们的外向性，并在笼子里用橡皮鸭代替乐高玩具，看看小鼠是否会注意到新来者。他们还教实验对象在听到某种声音后害怕电击，然后取消电击，看看小鼠需要多长时间才能意识到危险已经消失。

接受辐射的老鼠在各方面的表现都不如其他老鼠。在玩耍时，太空鼠表现出反社会行为的时间平均是其他老鼠的两倍。当笼子里出现新玩具时，它们会花三分之一的时间检查它。电击停止后，它们继续害怕这些玩具的可能性增加了三分之一。

总而言之，最近发表在《eNeuro》杂志上的研究结果描绘了这样一种景象：太空辐射使宇航员（他们需要在最佳的精神和身体状态下工作）变得孤僻、焦虑、健忘和恐惧。这些心理和情绪变化会加剧六个月与同一群人困在密闭空间中的副作用。没有人知道啮齿动物研究结果在多大程度上适用于人类，但研究人员估计，五分之一的宇航员在前往火星的途中会经历辐射引起的焦虑，三分之一的宇航员会出现记忆问题。

此外，这些测试都是在小鼠离开辐射室三至六个月后进行的，表明其影响是长期的。“这很重要，”利莫利说。“这不是一个可以忽上忽下然后又恢复正常的事情。”

利莫里的同事维潘·帕里哈尔 (Vipan Parihar) 没有参与这项研究，但过去曾研究过辐射对老鼠的影响。他称这些发现“太棒了”，并表示这些发现将对未来的宇航员产生深远的影响。他特别指出，受辐射的老鼠难以忘记恐惧，这表明宇航员可能难以从一项任务切换到另一项任务，并且可能更容易患上创伤后应激障碍。

尽管如此，两位研究人员都强调，虽然辐射可能是火星任务面临的最大技术挑战之一，但它并不一定是最大的障碍。用未知材料建造的航天器和宇航服可以阻止粒子的传播，而未来的药物可以缓解辐射带来的最坏影响。他们说，在这个早期阶段，重要的是帮助世界各国的航天机构知道会发生什么。

“阿波罗宇航员在太空中待了两周。这些 [前往火星的宇航员] 将在太空中待两年半，”利莫利说。“NASA 不想遭遇灾难性的意外。”