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太空对人类有多危险？( 三 )

太空对人类有多危险？
和眼睛一样 ， 我们的整个大脑也悬浮在液体中 。 在一项对34名宇航员的研究中 ， 科学家采集了他们执行任务前后的核磁共振图像 ， 发现微重力诱导的大脑变化可能是永久性的：基本上就是大脑向上转移时受到压缩 ， 以及大脑的中央沟变窄 。 中央沟是大脑最为显著的脑沟之一 ， 在皮层的顶部附近分隔顶叶和额叶 。 这些都是大脑中控制精细运动和高级执行功能的部分 。 在国际空间站上呆的时间越长 ， 这些变化就越严重 。宇宙辐射的威胁无论是在地球上还是在国际空间站上 ， 我们都免受大多数宇宙辐射的影响 ， 这些辐射也被称为星系宇宙射线或高能重粒子（HZE） 。 偶尔也会有一些粒子会窜入大气层 ， 撞击上层大气 ， 造成二级和三级粒子的级联 。通常的情况是 ， 宇宙射线与大气中含量最丰富的两种原子——氮和氧——发生碰撞 ， 释放出中子、电子 ， 以及更奇特的物质 ， 如μ介子、π介子、α粒子 ， 甚至X射线 。 不过 ， 厚厚的大气层会使宇宙辐射在到达地表之前衰减或被吸收 。 事实上 ， 直到1912年 ， 奥地利物理学家维克多·弗朗茨·赫斯才通过装有静电计的高空气球探测到了宇宙射线 。 与普通人群相比 ， 喷气式飞机驾驶员和空乘人员受到的辐射水平更高 ， 其中大部分是宇宙辐射 。阿波罗任务的宇航员亲眼见到了宇宙辐射的影响 。 经常会有个别宇宙粒子穿过宇航员的眼窝 ， 产生闪光 。 这就是“宇宙射线可视现象” ， 其中的生物学过程尚不清楚 。 可能是一束宇宙射线撞击到视神经 ， 或者穿过凝胶状的玻璃体 ， 产生一系列亚原子粒子级联 ， 就像大气层中发生的过程一样 。太空对人类有多危险？
阿波罗任务的宇航员在前往月球的途中经过了磁层 ， 他们每隔3到7分钟就能感觉到一次闪光 。 对闪光的描述有很多种 ， 这可能表明了不同的物理相互作用 。 据报道 ， 宇航员看到了点状、星状、条纹状 ， 或者类似彗星、斑块或云团的形状 。 宇航员还报告称 ， 即使闭上眼睛也没用 ， 在他们想要睡觉的时候也会出现闪光 。当然 ， 眼睛只是身体的一小部分 。 宇宙射线可视现象的存在 ， 暗示着我们整个身体都会受到宇宙辐射的影响；每秒钟都会有成千上万的射线穿过你 。 在星际空间中度过一年 ， 你体内三分之一的DNA都会被宇宙射线切割成碎片 。 人体自身的DNA修复机制无法控制这种损害 。 还必须记住的是 ， 我们在太空中并不孤单 。 人体携带着数十亿的细菌、病毒和真菌 ， 它们以微生物群的形式存在 ， 在维持健康方面发挥着重要作用 ， 比如肠道中的微生物群就有助于消化食物 。 宇宙辐射可能杀死这些微生物 ， 或者以其他方式导致微生物突变 ， 对人体造成未知的危险 。只有非常厚的防护罩 ， 或者在飞船或基地周围建立某种微型磁气圈 ， 才能阻止宇宙射线的威胁 。 无论是对太空飞行 ， 还是对太空生活 ， 这都有重大影响 。 在月球、火星和其他地方建立基地时 ， 一旦超出磁气圈范围 ， 不管距离太阳有多远 ， 如果没有适当的防护 ， 我们都会被宇宙射线淹没 。 在磁气圈外部工作时 ， 你将被迫承受眼睛里的闪光 ， 面临不可估量的损害 ， 更不用说这种辐射暴露的其他后果 。 与科幻作品中愚蠢的比喻相反 ， 宇宙射线并不会给人带来超人的力量 。太空对人类有多危险？
啮齿动物和空间辐射实验的研究结果一直模棱两可 。 美国加州大学欧文分校医学院的放射肿瘤学教授查尔斯·利莫里（Charles Limoli）主持了一项由NASA资助的研究 ， 将实验室小鼠暴露在相当于6个月火星单程旅行的辐射环境中 。 该团队发现 ， 辐射会造成严重的长期脑损伤 ， 包括认知障碍和痴呆 ， 这是小鼠大脑炎症和神经元受损的结果 。 小鼠脑细胞的树突和棘突急剧减少 ， 就像一棵树失去了叶子和树枝 ， 从而扰乱神经元之间的信号传输 。 辐射还会影响大脑的某些区域 ， 通常与抑制先前不愉快和压力联想有关 。 这一抑制过程被称为“恐惧记忆消除” ， 如果被破坏 ， 就会导致焦虑 。 利莫里在2016年的研究中指出：“对于被派往火星进行两到三年往返旅行的宇航员来说 ， 这可不是好消息 。 ”然而 ， 和许多动物实验中经常看到的一样 ， 该研究的剂量率在每分钟0.05至0.25戈瑞（Gy）之间 ， 远高于人类在火星任务中所预期的辐射剂量 。 据估计 ， 为期6个月的火星任务所受到的辐射总剂量为1戈瑞（=100rad） ， 在任务期间均匀分散 。 科学家没办法将小鼠安置在一个连续6个月持续暴露在太空辐射下的栖息地 ， 而是在布鲁克海文国家实验室NASA空间辐射实验室中 ， 用粒子加速器发出的大量辐射轰击小鼠 ， 然后进行6个月的“观察” 。 但是 ， 剂量率很重要 。 1小时内喝6瓶啤酒可能会让你醉倒 ， 但是在6小时里喝6瓶啤酒 ， 你也许并无大碍 。 相同的辐射量 ， 不同的暴露速率 ， 会带来不同的结果 。 我们需要设计更好的研究 ， 来真正测试宇航员到达火星时依然保持神志清醒 ， 还是被辐射“灌得酩酊大醉” 。


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