Dù du hành không gian đã được chứng minh là chứa đầy nguy hiểm, một nghiên cứu vừa được công bố hôm nay trong tờ PLOS ONE đã chỉ ra rằng bức xạ vũ trụ - thứ bao trùm lấy các nhà phi hành gia ở các chuyến thám hiểm đi vào sâu trong không gian, ví dụ như tới Sao Hỏa – có thể đẩy nhanh thời gian mắc Hội chứng Alzheimer.
“Bức xạ vũ trụ là một điều rất nguy hiểm với các phi hành gia trong tương lai,” theo phát biểu của Giáo sư – Tiến sĩ M. Kerry O’Banion, tại Khoa Thần kinh Sinh học và Giải phẫu tại Trung tâm sức khỏe Đại học Rochester, cũng là tác giả chính của nghiên cứu này. “Việc tiếp xúc với bức xạ trong không gian có thể gây hại sức khỏe ví dụ như gây ra ung thư đã được biết từ lâu. Nhưng đây là nghiên cứu đầu tiên cho thấy mức tiếp xúc với bức xạ ngang với trong một chuyến đi tới Sao Hỏa có thể gây ra các vấn đề về nhận thức, và sẽ đẩy nhanh những thay đổi trong não bộ dẫn tới Hội chứng Alzheimer.”
Trong khi không gian chứa đầy các bức xạ, từ trường của Trái Đất bảo vệ hành tinh và chúng ta khỏi những hạt này ở quỹ đạo gần mặt đất. Tuy nhiên, khi các phi hành gia rời khỏi quỹ đạo, họ sẽ phải tiếp xúc với các đợt dòng bức xạ liên tục. Với những cảnh báo phù hợp, các phi hành gia có thể được bảo vệ khỏi những bức xạ nguy hiểm từ Mặt Trời. Nhưng cũng có nhiều dạng bức xạ vũ trụ khác mà không thể được chặn lại hoàn toàn.
Bởi vì bức xạ này tồn tại ở mức thấp, phi hành gia ở trong không gian càng lâu, mức bức xạ càng tăng. Đây là một trong những mối lo của NASA khi tổ chức này lên kế hoạch các chuyến đi của những con tàu thám hiểm có người lái tới một tiểu hành tinh vào năm 2021 và tới Sao Hỏa năm 2035. Cả chuyến đi tới Hành tinh Đỏ có thể mất đến ba năm cả đi và về.
Trong hơn 25 năm, NASA đã tài trợ các nghiên cứu để xác định các nguy cơ sức khỏe có thể của các chuyến du hành vũ trụ nhằm đưa ra các giải pháp thích hợp và quyết định liệu những nguy cơ này cho phép đưa con người vào các chuyến thám hiểm dài ngày sâu trong không gian.
Cho tới bây giờ, một vài nghiên cứu đã chỉ ra bức xạ vũ trụ có thể gây ra ung thư, bệnh tim mạch, cũng như các dị tật về cơ và xương. Nghiên cứu mới này lần đầu tiên đã đi sâu vào ảnh hưởng của bức xạ vũ trụ lên hệ thần kinh, và đặc biệt là các quá trình sinh học trong não bộ dẫn tới sự hình thành của Hội chứng Alzheimer. O’Banion – người đã tập trung nghiên cứu cách bức xạ ảnh hưởng tới hệ thần kinh trung ương – và nhóm của ông đã làm việc với NASA suốt hơn tám năm.
Các nhà nghiên cứu đã tập trung vào ảnh hưởng của một dạng bức xạ đặc biệt, được gọi là các hạt khối lượng cao, điện tích cao (HZE). Các hạt này được đẩy qua không gian với vận tốc rất lớn từ lực của vụ nổ các ngôi sao, và mang rất nhiều dạng. Trong nghiên cứu này các nhà khoa học đã tập trung vào phân tử sắt. Không giống như proton của hydro được tạo thành trong các đám cháy của không gian, khối lượng của các hạt HZE ví dụ như sắt, cùng với vận tốc của chúng, cho phép chúng có thể thấm vào các vật thể rắn như tường và tấm bảo vệ của một con tàu vũ trụ.
“Bởi vì các hạt sắt bay rất nhanh, về góc độ xây dựng rất khó để có thể thiết kế một tấm rào bảo vệ hiệu quả để ngăn các hạt này,” theo lời của O’Banion. “Về cơ bản, chúng ta sẽ phải bọc một con tàu trong một lớp chì hoặc bê tông dày 6 feet (khoảng 1,8 mét).
Một phần của nghiên cứu đã được thực hiện ở Phòng thí nghiệm Bức xạ không gian của NASA tại Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven trên đảo Long Island. NASA đã đặt trung tâm nghiên cứu tại Brookhaven để tận dụng các máy gia tốc hạt ở đây. Các máy này có thể cho vật chất va chạm ở vận tốc rất cao và có thể tái tạo các hạt bức xạ tìm thấy trong không gian.
Các nhà nghiên cứu đặc biệt muốn kiểm tra liệu bức xạ không gian có thể đẩy nhanh các triệu chứng sinh học và nhận thức của Hội chứng Alzheimer, đặc biệt ở những đối tượng đã bắt đầu bị mắc. Để làm được điều này, họ đã thử nghiệm các ảnh hưởng trên các mô hình động vật của Hội chứng Alzheimer. Các mô hình cụ thể đã được nghiên cứu kĩ lưỡng và các nhà khoa học đã hiểu được chính xác các giai đoạn trong sự phát triển của Hội chứng.
Tại Brookhavem, các động vật thí nghiệm đã phải tiếp xúc với lượng lớn bức xạ, gồm có các bức xạ ở mức ngang với trong một chuyến du hành tới Sao Hỏa. Tại Rochester, một nhóm các nhà nghiên cứu – gồm có Jonathan Cherry, một học viên cao học tại URMC, tác giả đầu tiên của nghiên cứu – đã đánh giá các ảnh hưởng về nhận thức và sinh học của các tiếp xúc này. Con chuột thí nghiệm đã trải qua một chuỗi thí nghiệm trong đó chúng phải nhớ lại các đồ vật hay vị trí cụ thể. Các nhà nghiên cứu đã nhận thấy rằng những con chuột phải tiếp xúc với bức xạ thường không thực hiện được những bài thử này sớm hơn khi các triệu chứng thường xuất hiện, gợi ý rằng thần kinh trung ương của chúng đã bị hư hại.
Bộ não của những con chuột này cũng cho thấy triệu chứng của sự thay đổi các mạch máu và mật độ cao hơn bình thường chất beta amyloid, một loại protein tích tụ trong não và là một trong những triệu chứng của hội chứng này.
“Những nghiên cứu này chỉ rõ rằng sự tiếp xúc với bức xạ không gian có thể đẩy nhanh sự phát triển của Hội chứng Alzheimer,” theo lời của O’Banion. “Đây là một lí do nữa để NASA phải cẩn thận hơn trong các chuyến du hành tiếp theo.”
Các đồng tác giả gồm có Tiến sĩ Jacqueline Williams, Tiến sĩ John Olschowka tại URMC và Tiến sĩ Bin Liu, Jeffrey Frost và Tiến sĩ Cynthia Lemere tại Trường Y Harvard. Nghiên cứu này được NASA tài trợ.
Quỳnh Chi (VACA)
Theo Science Daily
