अंतरिक्ष नाजुक मनुष्यों के लिए खतरनाक जगह हो सकती है। पृथ्वी की कक्षा में उद्यम करने के इच्छुक लोगों को अत्यधिक तापमान, तंग क्वार्टरों, अलगाव की लंबी अवधि और गुरुत्वाकर्षण के बिना जीवन के दुर्बल शारीरिक प्रभावों जैसे स्वास्थ्य खतरों पर बातचीत करनी चाहिए। क्षुद्रग्रह या मंगल ग्रह की यात्रा की उम्मीद करने वाले अंतरिक्ष यात्रियों के लिए चीजें और भी अधिक कठिन हो जाएंगी।
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गहरी-अंतरिक्ष यात्रा के सबसे बड़े खतरों में से एक असंबंधित ब्रह्मांडीय विकिरण का लंबे समय तक संपर्क है, जो डीएनए को नुकसान पहुंचा सकता है और अपने जीवनकाल में कैंसर जैसे विकासशील रोगों की एक अंतरिक्ष यात्री की संभावना को बढ़ा सकता है। अब, चूहों में शोध से पता चलता है कि मंगल मिशन का प्रयास करने वाले पहले लोगों को एक और अधिक तत्काल समस्या होगी: मस्तिष्क क्षति। मस्तिष्क पर बमबारी करने वाली कॉस्मिक किरणों के परिणामस्वरूप संज्ञानात्मक और स्मृति हानि हो सकती हैं जो कुछ ही महीनों में प्रकट होंगी।
गेलेक्टिक कॉस्मिक रेडिएशन पिछले सुपरनोवा विस्फोटों से उत्पन्न उच्च-ऊर्जा कणों से बना है जो हमारे सौर मंडल के माध्यम से आते हैं। नासा ने शरीर में प्रत्येक प्रणाली पर अंतरिक्ष विकिरण के अल्पकालिक और दीर्घकालिक प्रभावों की जांच करते हुए कई अध्ययनों को प्रायोजित किया है, जिससे पता चलता है कि इन किरणों का जीवनकाल में जैविक ऊतक पर विनाशकारी प्रभाव हो सकता है।
पिछले अध्ययनों ने सुझाव दिया कि विकिरण जोखिम भी संज्ञानात्मक हानि का कारण बन सकता है, जिसमें अल्जाइमर जैसी मनोभ्रंश की शुरुआत भी शामिल है। अब चार्ल्स लिमोली, कैलिफोर्निया इरविन स्कूल ऑफ मेडिसिन विश्वविद्यालय में विकिरण ऑन्कोलॉजी के एक प्रोफेसर हैं, और उनकी टीम ने प्रदर्शित किया है कि कॉस्मिक किरणों की अपेक्षाकृत कम खुराक भी तंत्रिका संबंधी असामान्यताओं की एक विशिष्ट श्रृंखला को प्रेरित करेगी जो एक गोल-यात्रा मिशन के दौरान खुद को प्रकट कर सकती है। मंगल ग्रह पर, जिसकी भविष्यवाणी दो से तीन साल तक की जाती है।
लिमोली कहते हैं, "मेरी राय में, यह पहला अध्ययन है, जो वास्तव में बहुत सारे ढीले छोरों को एक साथ जोड़ता है और संज्ञानात्मक शिथिलता का कारण बनने के लिए एक तंत्र प्रदान करता है"
विकिरण के "माइंड सुन्न" प्रभावों का अध्ययन करने के लिए, शोधकर्ताओं ने छह महीने पुराने चूहों के कई समूहों की जांच की - जो माउस के वर्षों में अंतरिक्ष यात्रियों की अनुमानित औसत आयु है। टीम ने मंदाकिनीय ब्रह्मांडीय विकिरण में पाए जाने वाले ऊर्जावान आवेशित कणों की कम या उच्च खुराक के साथ चूहों को नष्ट कर दिया। ये कण जीवित ऊतक में इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित करते हैं जो तब फ्री रेडिकल प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करते हैं, जिससे शरीर की कोशिकाओं और ऊतकों में परिवर्तन होता है। हालांकि फ्री रेडिकल प्रतिक्रियाएं मिलीसेकेंड के भीतर होती हैं, सेलुलर असामान्यताएं जिनके कारण वे महीनों या वर्षों में बनाते हैं, इसलिए शोधकर्ताओं ने सेलुलर शरारत को प्रकट करने की अनुमति देने के लिए विकिरणित चूहों के परीक्षण से छह सप्ताह पहले इंतजार किया।
परिणामों से पता चला है कि विकिरणित चूहों को उनके वातावरण में रखी नई वस्तुओं का पता लगाने की क्षमता में काफी बिगड़ा हुआ था, एक ऐसा कार्य जो एक स्वस्थ सीखने और स्मृति प्रणाली को आकर्षित करता है। “जो जानवर सामने आए थे, वे जिज्ञासा खो गए। उन्होंने नवीनता का पता लगाने की अपनी प्रवृत्ति खो दी, ”लिमोली कहते हैं।
विशेष रूप से, टीम ने औसत दर्जे के प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में विकिरण-प्रेरित संरचनात्मक परिवर्तनों की खोज की, जो मस्तिष्क क्षेत्र है जो उच्च-कार्य प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार है जो स्मृति कार्यों के दौरान लगे हुए हैं। इन बिगड़ा हुआ क्षेत्रों में न्यूरॉन्स ने डेन्ड्राइट्स नामक संरचनाओं की जटिलता और घनत्व में कमी दिखाई, जो आने वाले सेलुलर संदेशों के लिए एंटीना के रूप में कार्य करते हैं और पूरे मस्तिष्क में सूचनाओं के कुशल आदान-प्रदान के लिए आवश्यक हैं। अनुसंधान दल ने PSD-95 में परिवर्तन की खोज की, एक प्रोटीन जो न्यूरोट्रांसमिशन के लिए महत्वपूर्ण है और यह सीखने और स्मृति के साथ भी जुड़ा हुआ है।
डेंड्राइट में सेलुलर परिवर्तन सीधे संज्ञानात्मक प्रदर्शन से संबंधित थे - सबसे बड़े संरचनात्मक परिवर्तन वाले चूहों में सबसे खराब प्रदर्शन परिणाम थे। और यद्यपि इन कमियों को प्रकट होने में समय लगा, वे स्थायी प्रतीत होते हैं।
लिमोली नोट करते हैं कि जब काम चूहों में किया गया था, तो उनके अध्ययन में देखा गया नुकसान बहुत कुछ दिखता है, जो मनोभ्रंश जैसी न्यूरोडीजेनेरेटिव स्थितियों से पीड़ित मानव मस्तिष्क में देखा गया दोष है। लिमोली कहते हैं, "क्योंकि इस प्रकार के बदलाव न्यूरोडीजेनेरेटिव स्थितियों में भी पाए गए हैं और उम्र बढ़ने के दौरान होते हैं, यह कृंतक और मनुष्यों दोनों के दिमाग में विकिरण क्या करता है, इसके लिए एक तार्किक पृष्ठभूमि प्रदान करता है।"
लिमोली का कहना है कि आज के अंतरिक्ष यात्रियों में इस प्रकार के दोषों को किसी ने भी नहीं देखा है क्योंकि अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर काम करने वाले लोग "पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर द्वारा संरक्षित होते हैं, जो किसी भी चीज़ की रक्षा करता है"। और जबकि अंतरिक्ष यात्री जो चंद्रमा की यात्रा करते थे, उन्हें पृथ्वी के चुंबकीय आलिंगन द्वारा संरक्षित नहीं किया गया था, उनकी अपेक्षाकृत छोटी यात्राओं में उन लोगों के एक अंश तक सीमित एक्सपोज़र का स्तर होगा जो मंगल ग्रह पर एक मिशन का अनुभव करेंगे।
जबकि इस प्रयोग के परिणाम हड़ताली थे, अन्य विशेषज्ञ इस बात पर जोर देते हैं कि लोगों के विकिरण के प्रभावों के बारे में निश्चित निष्कर्ष बनाने के लिए अभी भी पर्याप्त डेटा की कमी है। न्यू हैम्पशायर विश्वविद्यालय में अंतरिक्ष प्लाज्मा भौतिकी के एसोसिएट प्रोफेसर नाथन श्वार्ड्रन कहते हैं, "द्वितीय विश्व युद्ध में भयावह घटनाओं के अध्ययन से हमें बहुत सारी जानकारी दी गई है।" लंबे समय तक विकिरण के उच्च स्तर के संपर्क में आने पर जैविक प्रणालियों का क्या होता है। मुझे लगता है कि यहां एक संभावित जोखिम है, लेकिन हम वास्तव में अभी तक इसे समझ नहीं पाए हैं। "
तो क्या किया जायें? नासा वर्तमान में अधिक उन्नत परिरक्षण तकनीकों की जांच कर रहा है जो लंबे समय तक मिशन पर अंतरिक्ष यात्रियों को गहरे अंतरिक्ष में बेहतर रक्षा कर सकती हैं। लिमोली का कहना है कि इंजीनियर जहाज के कुछ क्षेत्रों के भीतर परिरक्षण क्षमताओं को भी बदल सकते हैं, जैसे कि अंतरिक्ष यात्री सोते हैं, या स्पेस वॉक के लिए विशेष हेलमेट के साथ लोगों को फिट करते हैं।
श्वेड्रॉन, जिसका अनुसंधान मुख्य रूप से विकास उन्नत परिरक्षण पर केंद्रित है, का कहना है कि गैलेक्टिक कॉस्मिक विकिरण से ऊर्जा इतनी अधिक है कि यह संभावित समस्याग्रस्त तरीकों से परिरक्षण सामग्री के साथ बातचीत करता है। "क्या होता है कि उच्च-ऊर्जा विकिरण ढाल को हिट करता है और फिर माध्यमिक कणों के स्नान का उत्पादन करता है। न्यूट्रॉन संभवतः इसका प्राथमिक उदाहरण हैं। ”ये उच्च-ऊर्जा कण फिर शरीर के साथ बातचीत कर सकते हैं, जिससे मुक्त कणों की प्रतिक्रिया और बाद में ऊतक क्षति हो सकती है।
आगे बढ़ते हुए, लिमोली और उनकी टीम ने प्रयोगों को डिजाइन करने की योजना बनाई जो अधिक सटीक रूप से गैलेक्टिक कॉस्मिक किरणों के लिए मानव जोखिम का अनुकरण करते हैं और वैकल्पिक अंतर्निहित तंत्र और सेल प्रकारों की जांच करते हैं जो संज्ञानात्मक घाटे के प्रसार में योगदान कर सकते हैं। वह औषधीय हस्तक्षेपों की भी जांच कर रहा है जो इस विकिरण से मस्तिष्क के ऊतकों की रक्षा कर सकते हैं।
लिमोली का कहना है, "हमारे पास कुछ आशाजनक यौगिक हैं जो संभवतः काफी मदद करेंगे।" "यह एक सौदा ब्रेकर नहीं है - यह ऐसा कुछ है जिसे हमें समझने और जागरूक होने की आवश्यकता है ताकि हम गार्ड से पकड़े न जाएं।"
