La colonización de Marte podría poner a los astronautas en «riesgo de demencia crónica»

Las ratas expuestas a partículas cargadas irradiadas todavía mostraban signos de inflamación y daño cerebral seis meses después.

Los astronautas que viajan a Marte y más allá podrían estar en riesgo de demencia crónica, según una investigación de la Universidad de California en Irvine (UCI).

Al exponer ratas a partículas cargadas irradiadas y monitorear los cambios en sus células cerebrales, los investigadores encontraron evidencia de daño hasta seis meses después de la exposición inicial. Se le ha denominado el «cerebro espacial».

En particular, Charles Limoli y sus colegas de la UCI encontraron que la exposición a partículas altamente cargadas enérgicamente, como las que se encuentran en los rayos cósmicos a los que estarán expuestos los astronautas durante un vuelo espacial prolongado, causa un daño cerebral significativo a largo plazo, lo que provoca daños, deterioro cognitivo y demencia.

La investigación, publicada en Nature’s Scientific Reports, sigue a un estudio similar lanzado el año pasado que muestra los efectos a corto plazo en el cerebro de los rayos cósmicos galácticos.

«Esta no es una buena noticia para los astronautas en un viaje de ida y vuelta a Marte de dos o tres años», dijo el profesor Limoli.

«El entorno espacial presenta peligros únicos para los astronautas. La exposición a estas partículas puede dar lugar a una serie de posibles complicaciones del sistema nervioso central que pueden ocurrir con el tiempo y persistir mucho después de un desplazamiento espacial efectivo, como diversas deficiencias en el rendimiento, déficits de memoria, ansiedad, depresión y problemas en la toma de decisiones. Muchas de estas consecuencias negativas para el conocimiento pueden continuar y progresar a lo largo de la vida. «

Como parte del estudio, los roedores fueron sometidos a irradiación de partículas cargadas de oxígeno y titanio completamente ionizado en el Laboratorio de Radiación Espacial de la NASA en el Laboratorio Nacional Brookhaven en Nueva York, antes de ser enviados al laboratorio de la UCI de Limoli.

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Seis meses después de la exposición, los investigadores encontraron niveles significativos de inflamación en el cerebro y daño a las neuronas. Específicamente, las imágenes revelaron una reducción en las dendritas y la columna en estas neuronas. Esto mostró que la red neuronal del cerebro se vio afectada y una disminución de las dendritas interfirió con la transmisión de señales entre las células cerebrales.

Estas deficiencias eran similares a las que se utilizan para indicar un rendimiento deficiente en las tareas conductuales diseñadas para evaluar el aprendizaje y la memoria en humanos.

Además, el equipo de Limoli descubrió que la radiación afecta el «miedo a la extinción», un proceso en el que el cerebro suprime los recuerdos y asociaciones desagradables y estresantes. Un ejemplo dado por los investigadores es cuando alguien que casi se ahoga y le tiene miedo al agua aprende a nadar y a disfrutar del agua nuevamente.

«El déficit de la desaparición del miedo puede hacer que uno sea propenso a la ansiedad», dijo Limoli, «que podría volverse problemático durante un viaje de tres años hacia y desde Marte».

En particular, dijo, estos resultados de seis meses reflejan los resultados de seis semanas después de la irradiación de un estudio realizado en 2015, que apareció en la edición de mayo de Science Advances.

Tipos similares de disfunción cognitiva más severa son comunes en pacientes con cáncer de cerebro que han recibido tratamientos de radiación a base de fotones en dosis altas. En otra investigación, Limoli ha examinado el impacto de la quimioterapia y la irradiación craneal en la cognición.

Si bien los síntomas de la demencia en los astronautas tardarían meses en aparecer, el profesor Limoli dijo que el tiempo necesario para una misión a Marte «es suficiente para que se desarrollen tales deficiencias». Sin embargo, las personas que trabajan durante largos períodos en la Estación Espacial Internacional no enfrentan el mismo nivel de bombardeo con rayos cósmicos galácticos, porque todavía se encuentran en la magnetosfera protectora de la Tierra.

El trabajo de Limoli es parte del Programa de Investigación Humana de la NASA.

«Estudios recientes en nuestro laboratorio han confirmado los efectos adversos de la exposición a la radiación cósmica sobre la función del SNC. Las tareas cognitivas utilizadas en el presente estudio corroboran hallazgos previos e identifican déficits significativos a largo plazo en episodios, mapeo espacial, memoria de reconocimiento y discriminación compuesta. [in] lóbulos frontales y temporales que contienen el hipocampo, la mPFC y la corteza peririnal ”, escribieron los investigadores en su artículo.

«Estos nuevos datos revelan efectos nocivos adicionales relacionados con la desaparición del miedo y la ansiedad, donde la irradiación de partículas cargadas compromete la capacidad de disociar eventos y resultados adversos. El no moderar las reacciones a ciertos estímulos desagradables podría causar un aumento del estrés, la ansiedad y otras respuestas desventajosas en situaciones inesperadas o de emergencia. «

«La exploración de nuevos mundos no debe verse obstaculizada por el miedo a la exposición a la radiación cósmica, sino inspirar esfuerzos sólidos para comprendernos mejor» (Profesor Charles Limoli, Universidad de California, Irvine)

Los investigadores continuaron diciendo que tales condiciones podrían ser problemáticas para los astronautas y su capacidad para operar de manera eficiente durante una misión en el espacio profundo. Además, las deficiencias en la función ejecutiva indican complicaciones potenciales adicionales al realizar tareas complicadas o al tomar decisiones en situaciones estresantes.

«A diferencia de otras grandes aventuras de la humanidad, el espacio es verdaderamente la última frontera. La exploración de nuevos mundos extraños no debe verse obstaculizada por el miedo a la exposición a la radiación cósmica, sino inspirar esfuerzos sólidos para comprender un problema solucionable», concluyó el grupo de estudio.

Se están explorando soluciones parciales, dijo Limoli. Las naves espaciales podrían diseñarse para incluir áreas de protección mejoradas, como las que se utilizan para descansar y dormir. Sin embargo, estas partículas cargadas con mucha energía cruzarán la nave, sin embargo, agregó, «y realmente no hay escapatoria de ellas».

En otros lugares, los tratamientos preventivos ofrecen algo de esperanza. El desarrollo de contramedidas biológicas y de ingeniería más avanzadas diseñadas para proteger los circuitos neuronales del anfitrión de la exposición a la radiación cósmica está en curso y se incorporará en la planificación de la misión al espacio profundo. En particular, el grupo Limoli está trabajando en estrategias farmacológicas que involucran compuestos que eliminan los radicales libres y protegen la neurotransmisión.

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