
在探索类火星任务中的宇航员,会暴露在低地球轨道所没有的辐射(宇宙射线)中。宇宙射线是由质子和高能量的电荷(HZE粒子)构成的。过去的研究表明,暴露在HZE 粒子下的幼鼠(约2个月大)会“加速老龄化”,这样老鼠会出现神经、认知方面的缺陷,也就是老年动物的特征。在短期(照射了1-4个月之后)时间会存在一种认知方面的缺陷,如反应动作、对害怕情绪的调节、在空间里的学习和记忆能力。然而,暴露于HZE粒子的长期后果,及与短期后果之间的关系仍没有完全确定。
最新的研究结果表明,暴露于一定剂量的HZE粒子还不足以影响暴露期间的认知表现,但可能会影响之后某个时间的表现。美国马里兰大学巴尔的摩县分校Bernard M. Rabin等学者在目前这个实验中的目的是评估暴露于(构成宇宙射线的光谱的)粒子与年龄相关的变化,将研究论文发表在科研出版社《Journal of Behavioral and Brain Science》(行为与脑科学期刊)2014年7月英文期刊上。宇宙射线照射在宇航员身上,有增加年龄的功效。研究对象是雄性的斯普拉-道来(氏)大鼠,暴露于粒子期间,体重在200-225g之间,年龄约为2个月大。实验前这些大鼠养在布鲁克海文国家实验室(BNL)里一个AAALAC认证的机构里。

实验在BNL里的美国宇航局太空辐射实验室(NSRL)里进行。该实验的剂量由NSRL人员使用平行板电离箱提供。在表1中我们可以看到大鼠暴露环境下的粒子种类、能量和剂量(dose)。新事物识别任务是对认知记忆的一项测试,大鼠们被放置在一个开放的场地(93cm×93cm)。刺激物形状多样、颜色各异。在调节日,会在场地上对称放置两个相同(熟悉)的刺激物,允许大鼠对刺激物加以熟悉(25-30s或15min)。之后在测试当天,24小时之后,大鼠被放回场地上(放置了一个熟悉的刺激物,一个新的刺激物),再次对这两个刺激物加以熟悉(25-30s或15min)。
通常大鼠会花更多的时间熟悉新的物体,但年老的老鼠和记忆受损的老鼠,会对新老两种物体话相同的时间。实验结果如图1-6所示(图略,点击查看原文),在图7中加以总结。在多数情况下,比较破坏掉新物体识别能力的剂量,老年动物的剂量小于等于年轻动物的剂量。


以图1为例,我们可以看到暴露在不同剂量的16O粒子下,年轻动物的物体认知记忆明显出现减退。这个实验表明了这些经过辐射照射后,大鼠不再能记住那些熟悉的对象。表现变差出现在照射了一个月之后。不但在辐射照射后,认知记忆没有任何恢复,而且实验还表明,老年机体比年轻机体对HZE粒子的效果更敏感。
实验结果表明,在生物的年龄、空间辐射对认知表现的影响之间存在相互作用。暴露在一定剂量的粒子或质子下,在一开始可能不会对认知表现造成影响,但可能会在生物年龄增长时产生影响。因此,在探索类任务结束后,可能会对参加任务的成员的生命质量造成影响。
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