Demenz als Preis für Marsreisen

Zukünftige Mars-Astronauten könnten unter kognitiven Problemen leiden. (Künstlerische Darstellung, Credit: Sergydv/iStock)

Werden sich Mars-Besucher überhaupt noch an Details ihrer spannenden Reise erinnern? Diese Frage werfen nun die Ergebnisse von Tierversuchen auf: Die kosmische Strahlung bei Flügen in die Tiefen des Weltalls könnte demnach die geistige Leistungsfähigkeit von Astronauten deutlich beeinträchtigen. Inwieweit Schutzmaßnahmen die Entwicklung eines "Space Brains" vermindern können, bleibt fraglich.

"Das sind schlechte Nachricht für Astronauten auf einer zwei bis drei Jahre dauernden Mission zum Mars", sagt Charles Limoli von der University of California in Irvine. "Die Weltraumumgebung stellt ein einzigartiges Gefahrenpotenzial für Astronauten dar: Die  kosmische Strahlung führt möglicherweise zu einer Reihe von Komplikationen im zentralen Nervensystem, die während der Reise auftreten und noch lange anhalten können", erklärt der Strahlenexperte. "Konkret könnte es zu Gedächtnisstörungen, Angst, Depressionen, Beeinträchtigungen der Entscheidungsfähigkeit und weiteren Leistungseinbußen kommen. Viele dieser negativen Folgen können den weiteren Verlauf des Lebens überschatten und fortschreiten", resümiert Limoli die Befürchtungen, welche die aktuellen Studienergebnisse aufwerfen.

Versuchstiere mit "Space Brain"

Im Rahmen der Studie untersuchten er und seine Kollegen Nagetiere, die zuvor Teilchenstrahlung ausgesetzt worden waren, wie sie einer möglichen Belastung durch eine lange Weltraumreise entsprechen. Die kosmische Strahlung ist eine hochenergetische Teilchenstrahlung, die von der Sonne, der Milchstraße und von fernen Galaxien ausgesendet wird. Sie besteht vorwiegend aus Protonen, daneben aus Elektronen und vollständig ionisierten Atomen. Vor diesem Bombardement wird das Leben auf der Erde durch das Erdmagnetfeld geschützt. Um den Effekt der Strahlung im Weltraum zu simulieren, bestrahlten die Forscher ihre Versuchstiere mit vollständig ionisierten Sauerstoff und Titan.

Die anschließenden Untersuchungen ergaben: Noch sechs Monate nach der Exposition fanden die Forscher bei den Tieren ein erhebliches Maß an Gehirnentzündungen und Schädigung von Neuronen. Detailuntersuchungen zeigten, dass das neuronale Netz des Gehirns durch den Verlust der Fortsätze der Neuronen beeinträchtigt worden war. Dadurch werden die Übertragung von Signalen zwischen den Gehirnzellen gestört. Diese Effekte traten parallel zu schlechten Leistungen der bestrahlten Tiere in kognitiven Tests auf: Ihre Lernfähigkeit und Gedächtnisleistung war beeinträchtigt. Aus Untersuchungen von Patienten mit Hirntumoren, die eine Strahlentherapie erhalten haben, sind ähnliche Effekte bekannt, sagen die Forscher.

Demenz, Ängste, Leistungseinbußen

Außerdem fanden sie nun Hinweise darauf, dass die Strahlung die Fähigkeit zur Auflösung von Ängsten schwächt. Es handelt sich dabei um einen Prozess, durch den der Verstand unangenehme oder belastende Erfahrungen wieder positiv besetzt. Beispielweise wie wenn jemand, der beinahe ertrunken ist, wieder Freude an Wassersport entwickelt. "Defizite in dieser Überwindungs-Funktion könnten anfällig für Angst machen. Im Verlauf einer dreijährigen Reise zum und vom Mars könnte das problematisch werden", sagt Limoli. Wie er betont, sind die Astronauten der Internationalen Space Station (ISS) nicht derart von der kosmischen Strahlung bedroht. Sie befindet sich noch innerhalb des schützenden Magnetfeldes der Erde und sind dadurch deutlich weniger Strahlung ausgesetzt.

Doch was bedeutet dies nun für die geplanten Reisen zum Mars? Limoli und seine Kollegen suchen momentan nach Möglichkeiten, das Risiko einzuschränken. Die Raumfahrzeuge müssten speziell abgeschirmte Bereiche bieten, vor allem wo die Astronauten schlafen oder sich ausruhen. Allerdings werden die hochenergetisch geladenen Teilchen das Schiff wohl dennoch durchdringen – "es scheint kein wirkliches Entkommen zu geben" so Limoli. Einen Kompromiss könnten vorbeugende Behandlungen bieten: Die Wissenschaftler erforschen pharmakologische Strategien, bei denen bestimmte Substanzen freie Radikale abfangen und damit letztlich die Nervenfunktionen schützen.

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