Биология

Описан механизм влияния космической радиации на мозг

Источником галактических лучей могут быть взрывы звездных скоплений, подобных этому в Магеллановом облаке

Gemini South Telescope/Travis Rector/University of Alaska Anchorage

Коллектив российских ученых изучил влияние галактических космических лучей на психоэмоциональное состояние и умственные способности крыс. Аналогичное космическому воздействие частиц на мозг помимо негативных может вызывать и ряд положительных эффектов — в частности, улучшить способности к ориентированию в пространстве. Эффекты и гипотетические механизмы их возникновения исследователи описали в журнале Neuroscience.

Орбитальные полеты человека не моделируют радиационную среду межпланетного пространства, а потому естественное изучение эффектов галактических космических лучей — основной преграды для дальних космических путешествий с участием человека — невозможно. Ранее исследования показали, что помимо негативных эффектов космическая радиация может приводить к лучшим результатам в когнитивных тестах и лучшей ориентации в пространстве. Однако механизм феномена до сих пор оставался неизвестным.

Группа российских ученых из ФГБУ «НМИЦПН им. В. П. Сербского» Минздрава России, Объединенного института ядерных исследований и МГУ, поддержанная Российским фондом фундаментальных исследований, задалась целью выяснить механизмы этого явления. Для этого крыс подвергли радиации, сравнимой по составу и дозам с той, что получили бы астронавты за время 860-дневной межпланетной миссии (полет до Марса в одну сторону занял бы около 180 дней). После комбинированного облучения тяжелыми заряженными частицами и гамма-лучами контрольную и экспериментальную группу разделили на две подгруппы, в которых провели серию когнитивных тестов в молодом и во взрослом возрасте соответственно.

Когнитивные тесты показали, что после облучения крысы стали более тревожными, однако у зрелых животных этот эффект нивелировался. Подвергшиеся радиации крысы демонстрировали более высокие показатели в тестах на ориентирование в пространстве в сравнении с контрольными группами. Молекулярные исследования мозга выявили, что у крыс из контрольной и опытной групп в мозге отличались концентрации глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Эти молекулы выполняют функцию нейромедиаторов в центральной нервной системе: глутамат передает возбуждающие импульсы — возбуждает, а ГАМК — тормозные. По мнению ученых, разница в поведенческих тестах обусловлена изменением баланса этих нейромедиаторов-антагонистов.

«Снижение уровня ГАМК вызывает так называемое растормаживание ЦНС (активацию серотонинергической и глутаматергической систем в неокортексе), что сопровождается усилением двигательной активности, ситуативной тревоги и повышением производительности обучения в ряде когнитивных тестов. Мы предполагаем, что повышение уровня фермента ГАМК-аминотрансферазы ответственно за этот эффект», — отметил ведущий автор исследования, старший научный сотрудник лаборатории психофармакологии ФГБУ «НМИЦПН им. В. П. Сербского» Минздрава России Виктор Кохан.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.