Chúng ta có thể bảo vệ não khỏi bức xạ vũ trụ không?
Khi chúng ta chuẩn bị bước vào một kỷ nguyên mới của du hành vũ trụ, chúng ta phải tìm cách tránh những rủi ro về sức khỏe do môi trường vũ trụ gây ra. Đặc biệt, bức xạ không gian sâu được biết là làm suy giảm chức năng nhận thức. Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách nào để hoàn tác thiệt hại đó chưa?
Đây là thời điểm trước khi cử các phi hành gia khám phá không gian sâu, định cư và tạo địa hình cho các hành tinh khác, đồng thời lập kế hoạch du lịch vũ trụ.
Nhưng du hành vũ trụ đi kèm với những rủi ro sức khỏe của riêng nó.
Một mối đe dọa chính đến từ bức xạ vũ trụ, có thể gây hại cho hệ thần kinh trung ương, làm thay đổi chức năng nhận thức và dẫn đến các triệu chứng tương tự như trong bệnh Alzheimer.
Với các sứ mệnh thuộc địa của họ lên sao Hỏa được lên kế hoạch ngay từ những năm 2030, NASA - cũng như các công ty tư nhân quan tâm đến các khái niệm du hành vũ trụ - đã tìm kiếm những cách hiệu quả để bảo vệ các phi hành gia khỏi tác hại của bức xạ.
Cho đến nay, các nhà nghiên cứu chủ yếu tập trung vào cách tăng cường tàu vũ trụ và trang phục bảo hộ cho những người du hành ngoài không gian để chống lại bức xạ mạnh này.
Tuy nhiên, giờ đây, các nhà điều tra từ Đại học California, San Francisco - do Susanna Rosi đứng đầu - đã bắt đầu phát triển một phương pháp điều trị có thể bù đắp sự thoái hóa thần kinh do tia vũ trụ gây ra.
Kết quả thí nghiệm của họ, mà họ thực hiện trên các mô hình chuột, hiện đã được công bố trên tạp chí Báo cáo khoa học.
'Bức xạ vũ trụ có thể ảnh hưởng đến não lâu dài'
Nghiên cứu trước đây do Rosi và nhóm thực hiện đã phát hiện ra rằng, sau khi những con chuột tiếp xúc với mức bức xạ gần tương đương với mức mà các phi hành gia con người có thể gặp phải trong nhiệm vụ ngoài không gian, khả năng phân biệt giữa các vật thể quen thuộc và không quen thuộc của chúng bị suy giảm.
Thông thường, khi chuột đối mặt với hai đối tượng - một đối tượng mới và chưa được biết đến và một đối tượng mà chúng đã khám phá trước đây - chúng sẽ dành nhiều thời gian hơn để làm quen với đối tượng mới.
Tuy nhiên, những con vật đã tiếp xúc với bức xạ có xu hướng dành một khoảng thời gian như nhau để khám phá cả hai vật thể, điều này gợi ý cho các nhà nghiên cứu rằng những con chuột đã quên rằng chúng đã tiếp xúc với một trong hai vật thể đó.
Các triệu chứng khác mà những con chuột xuất hiện bao gồm các vấn đề về tương tác xã hội và cảm giác lo lắng cao độ. Rosi và nhóm nghiên cứu lưu ý rằng điều này có thể do tác động của bức xạ mạnh lên microglia hoặc các tế bào thần kinh được tìm thấy trong não và dây thần kinh cột sống là một phần của cơ chế miễn dịch của hệ thần kinh trung ương.
Khi kích hoạt microglia, chúng có thể gây ra các triệu chứng - chẳng hạn như suy giảm khả năng nhớ lại - phù hợp với các triệu chứng của rối loạn thoái hóa thần kinh.
Điều này một phần là do chúng được thúc đẩy để phá hủy các khớp thần kinh, hoặc các kết nối được hình thành giữa các tế bào não cho phép chúng truyền tải thông tin.
“Chúng tôi đang bắt đầu có bằng chứng cho thấy việc tiếp xúc với bức xạ không gian sâu có thể ảnh hưởng đến chức năng não về lâu dài, nhưng theo tôi biết, chưa ai khám phá ra bất kỳ biện pháp đối phó nào có thể bảo vệ não của các phi hành gia chống lại mức độ phơi nhiễm bức xạ này. ”
Susanna Rosi
Hợp chất mới cho thấy hứa hẹn
Trong nghiên cứu mới, Rosi và các đồng nghiệp đã hợp tác với các nhà nghiên cứu từ Đại học Loma Linda ở California để tìm ra một liệu pháp có thể chống lại tác động của bức xạ lên não.
Họ bắt đầu với một thí nghiệm tương tự trên chuột, trong đó chúng được tiếp xúc với một liều lượng bức xạ tương tự như liều lượng có thể ảnh hưởng đến một nhà du hành vũ trụ sâu.
Sau một tuần, những con chuột được cung cấp một chế độ ăn uống thường xuyên, có kiểm soát trong 15 ngày, hoặc một chế độ ăn bao gồm điều trị bằng hợp chất thử nghiệm có tên PLX5622.
Chế độ ăn kiêng PLX5622 hoạt động bằng cách làm suy giảm microglia trong hệ thần kinh trung ương. Trong nghiên cứu trước đây, phương pháp điều trị PLX5622 đã được chứng minh là bảo vệ chức năng nhận thức ở những con chuột được chiếu xạ sọ như một hình thức điều trị ung thư. Rosi và nhóm nghiên cứu đã đưa ra gợi ý từ những kết quả này.
Các thí nghiệm gần đây cũng mang lại kết quả đáng khích lệ. Đầu tiên, các nhà khoa học nhận thấy rằng, mặc dù ban đầu chúng không có biểu hiện suy giảm nhận thức, nhưng trong vòng 3 tháng kể từ lần chiếu xạ ban đầu, những con chuột ăn kiêng đối chứng đã bị suy giảm khả năng nhận dạng đối tượng mới.
Tuy nhiên, những con chuột được điều trị bằng PLX5622 đã chứng minh rằng không có tác hại nào đối với khả năng nhớ lại trí nhớ.
Khi so sánh não của những con chuột từ mỗi nhóm, các nhà nghiên cứu tiết lộ rằng những con từ nhóm đối chứng có nhiều microglia được kích hoạt và bị mất nhiều khớp thần kinh, trong khi những con từ nhóm trị liệu PLX5622 trông khỏe mạnh.
Tại sao thế này? Rosi và nhóm nghiên cứu tin rằng bằng cách buộc hệ thống thần kinh trung ương loại bỏ các microglia đã được kích hoạt, các tế bào thần kinh mới, khỏe mạnh sẽ thay thế chúng, cho phép những con chuột duy trì chức năng nhận thức bình thường.
“Đây thực sự là bằng chứng rõ ràng, đầu tiên rằng việc khởi động lại microglia của não có thể bảo vệ chức năng nhận thức sau khi tiếp xúc với bức xạ và thứ hai là chúng ta không nhất thiết phải điều trị ngay sau khi tiếp xúc với bức xạ để thuốc có hiệu quả,” Rosi giải thích.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu không chỉ hào hứng với tiềm năng của liệu pháp thử nghiệm này đối với những người du hành vũ trụ. Thuốc khai thác cơ chế tương tự như PLX5622 đã được thử nghiệm trong các thử nghiệm lâm sàng để điều trị ung thư.
Điều này có nghĩa là những loại thuốc như vậy có thể giải quyết tốt một loạt các vấn đề, bao gồm cả suy giảm nhận thức sau quá trình điều trị ung thư.
“NASA rất quan tâm đến việc tìm cách đảm bảo cả sự an toàn của phi hành gia và sự thành công của sứ mệnh trong chuyến du hành không gian sâu,” đồng tác giả nghiên cứu Karen Krukowski lưu ý
“Nhưng,” cô nói thêm, “các phi hành gia là một dân số nhỏ - thật thú vị khi những phát hiện này có thể giúp ngăn ngừa nhiều dạng suy giảm nhận thức khác”.
