げっ歯類の宇宙飛行士は、火星旅行は私たちを不安にさせ、物忘れを招き、恐怖感を与えるだろうと示唆している

人間の体は地球上で生活するために進化したので、宇宙で混乱するのは当然のことです。重力がなければ、国際宇宙ステーションの宇宙飛行士は筋肉や骨が衰え（毎日何時間も運動しているにもかかわらず）、視力が低下し、免疫システムがおかしくなります。また、地球の保護磁気バブルの外側の深宇宙を飛び回る不規則な粒子は、人間の心の繊細な機能も混乱させる恐れがあります。

科学者たちは何年も前から、深宇宙で見つかる放射線粒子がDNAを傷つけるだけでなく、脳にも大きなダメージを与えることを知っていた。しかし、その研究はすべて、粒子加速器を使って、数か月から数年分の放射線を数分間でネズミに照射するという実験から生まれたものだった。ゆっくりと放射線を照射できる新しい施設の助けを借りて、現実的な宇宙環境下でネズミをテストした初の研究は、中性子と光子粒子がネズミの神経系を著しく混乱させることを裏付けた。人間も同様に敏感なら、5人乗りの乗組員のうち複数人が、数年に及ぶ火星ミッション中に不安の増加や記憶障害などの神経症状に苦しむだろうと研究は主張している。

「放射線生物学の世界には、線量率を下げるとすべてが良くなることを示唆する文献が山ほどある」と、カリフォルニア大学アーバイン校の放射線学教授で共著者のチャールズ・リモリ氏は言う。「確かにそうだが、脳には当てはまらない」

コロラド州立大学にあるNASAの資金援助による部屋は、宇宙船のような働きをする。放射性カリホルニウム252の塊が中性子と高エネルギー光線を周囲に浴びせ、火星行きの宇宙船の内部を再現する。この囲いの中で丸一日過ごす生物は、粒子の種類は異なるものの、深宇宙で一日過ごした後とほぼ同じ量の放射線を浴びることになる。

40匹のマウスが放射線室で6か月間（火星への片道旅行とほぼ同じ期間）過ごし、同じサイズの対照群は地球の磁場の保護効果をフルに享受した。その後、研究者らはマウスを3つの研究室に送り、3つのレベルで神経系に何が起こったかを調査した。

細胞レベルでは、放射線に被ばくした海馬（記憶に関連する脳の部分）の脳細胞は、被ばくしていない部分のニューロンよりも活動を起こしにくいことを研究者らは発見した。これらの発見は、海馬のニューロンの集団が協力しにくくなり、記憶や学習に関連する形で一緒に発火しなくなったことを示唆するネットワーク レベルの結果と一致した。しかし、リモリ氏は、放射線による損傷は脳の他の領域にも及ぶ可能性があると示唆している。

「これらの動物は完全に被爆していたことを思い出してください。脳の1つの領域だけが影響を受けていると疑う理由はありません」と彼は語った。「簡単に言えば、脳の回路活動が乱れてしまったのです。」

放射線はマウスの行動にも悪影響を及ぼした。リモリ博士らはマウスの精神状態のさまざまな側面を明らかにするため、一連のテストを実施した。たとえば、科学者らはマウスの外向性をテストするために他のマウスと遊ぶ日を手配したり、マウスが新入りに気づくかどうかを調べるためにマウスのケージの中にレゴの代わりにゴム製のアヒルを入れたりした。また、マウスに特定の音が鳴った後に電気ショックを恐れるように教え、その後電気ショックを止めて、危険が去ったことにマウスが気づくまでにどのくらいかかるか調べた。

放射線にさらされたマウスは、全般的に普通のマウスより成績が悪かった。遊びの際、宇宙マウスは反社会的行動をとる時間が平均して普通のマウスの2倍だった。新しいおもちゃがケージに現れたとき、それを調べるのに費やす時間は普通のマウスの3分の1だった。電気ショックが止まった後も、そのおもちゃを恐れ続ける可能性は普通のマウスの3分の1だった。

総合的に見て、最近eNeuro 誌に発表された研究結果は、宇宙放射線が宇宙飛行士（精神的にも肉体的にも最高の状態で活動する必要がある）を内向的、不安的、物忘れが激しく、恐怖心を持つようにする様子を描き出している。そして、こうした精神的、感情的な変化は、限られた人数の人間と 6 か月間閉じ込められたことによる副作用にさらに加わることになる。げっ歯類の結果が人間にどの程度当てはまるかは誰にも分からないが、研究者らは、火星に向かう途中で 5 人に 1 人の宇宙飛行士が放射線による不安を経験し、3 人に 1 人が記憶障害に悩まされると推定している。

さらに、これらのテストはすべて、マウスが放射線室から出てきてから 3 ～ 6 か月後に行われたため、影響は長期にわたることが示唆されている。「これは大きなことです」とリモリ氏は言う。「これは上がったり下がったりして正常に戻るものではありません。」

リモリ氏の同僚で、今回の研究には関わっていないが、過去にマウスに対する放射線の影響を研究したビパン・パリハール氏は、今回の研究結果を「素晴らしい」と呼び、将来の宇宙飛行士に広範囲にわたる影響を及ぼすだろうと述べた。特に、放射線を浴びたマウスが恐怖を忘れにくいことは、宇宙飛行士が一つの作業から別の作業に切り替えるのに苦労し、心的外傷後ストレス症候群にかかりやすくなる可能性を示唆していると指摘した。

それでも、両研究者は、放射線は火星ミッションにとって最大の技術的課題の一つかもしれないが、必ずしも致命的ではないと強調する。まだ知られていない材料で作られた宇宙船や宇宙服は、粒子をその場で止めることができるだろうし、将来的には、放射線が通過した際の最悪の影響を緩和する薬も開発されるかもしれない。この初期段階では、世界の宇宙機関が何を予期すべきかを知る手助けをすることが重要だと研究者らは言う。

「アポロ宇宙飛行士は2週間宇宙にいました。これら[火星行きの宇宙飛行士]は2年半宇宙に滞在することになります」とリモリ氏は言う。「NASA​​は悲惨な驚きに遭いたくないのです。」