辐射、大脑与探索宇宙

新的研究表明,电离辐射可能导致神经退行性疾病。对于行星际或星际物种来说,其影响可能是深远的。

C. 沙夫 2016

加入我们的科学爱好者社区!

本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


在地球相对厚实的大气层和保护性磁场之外,宇宙充满了电离辐射。这些快速移动的粒子对生物学的普遍风险早已显而易见,但具体的危险仍在调查中。

我们太阳系中主要的电离辐射危害来自高能银河宇宙射线 (CGR)——极难屏蔽,以及与太阳日冕物质抛射事件相关的零星太阳高能粒子 (SEP)。SEP 主要由低能量质子组成——但数量非常庞大。

最近的两项研究增加了现有证据,表明大脑可能特别容易受到 GCR 和 SEP 的影响,从而导致类似阿尔茨海默病的隐匿性退化效应。其中一项研究由 Parihar 等人 进行,考察了宇宙辐射对小鼠的详细影响。这些不幸的啮齿动物在行为任务中能力下降,大脑也发生了一系列变化——包括神经连接复杂性的转变、形态以及大脑中的炎症。最重要的是,暴露 6 个月后,小鼠仍然表现出认知障碍,这表明人类可能会遭受记忆问题、焦虑和严重的判断问题。


支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


另一项研究由 Kempf 等人(也使用小鼠)进行,考察了来自地球暴露(从航空旅行到医疗扫描仪)的低剂量电离辐射的影响,也发现了辐射产生的分子特征的证据。这些特征与阿尔茨海默病病例中看到的特征相似。这并不意味着您即将因飞行或去看医生而屈服于退行性神经系统疾病,但这确实表明,从长远来看——尤其是在辐射更高的环境中——大脑可能会受到损害。

对于任何超出近地轨道的载人航天任务来说,这都不是好消息。对于人类长期居住在火星等地方来说,也不是好消息。火星稀薄的大气层和缺乏强偶极磁场意味着 GCR 和 SEP 更容易穿透到行星表面——在那里它们还可以通过与任何原子核碰撞产生次级粒子喷射。

当然,你可以屏蔽辐射。但这也很棘手——它会给航天器增加非常可观的质量,并为任何行星基地增加额外的后勤障碍。如果你想外出活动——我们设想的火星先驱殖民者可能会想这样做——这尤其是一个问题。

可以公平地说,还需要进行更多的研究。我们可能会发现情况并没有看起来那么糟糕,我们也可能能够找到解决办法(快速的行星际旅行会有所帮助)。但我认为这些问题为未来更长远的发展提出了一些有趣的问题,也许也为宇宙中其他地方的任何生物智能提出了问题。

GCR 很可能是一种普遍存在的危害。如果生命系统以类似于我们的方式运作,那么它们很可能在提供某种保护(大气层、海洋系统、冰层顶棚)的行星环境中产生和进化。那么,当生物智能决定步入宇宙时会发生什么呢?

也许他们会发现,生物学不适合以非常狭隘的方式探索宇宙。选择是待在离家近的地方,或者用新的东西取代有机基质——也许是将探索任务交给机器。人工生命可能也会面临 GCR 的难题——毕竟这是物理学——但也许它可以被设计成能够承受更多的损伤。

如果机器是真正的宇宙探险家,那么就不能保证它们会符合我们长期以来对“外星人应该是什么样子”的任何幻想。它们可能一直在我们身边溜走,而我们却浑然不觉。

 

 

© . All rights reserved.