Под воздействием радиации подопытные крысы превратились в активных исследователей
Под воздействием космических лучей подопытные крысы стали более активными и любопытными. Их течение было смоделировано в Институте физики высоких энергий им. А.А. Логунова, а поведение грызунов оценивали ученые из Национального медицинского исследовательского центра психиатрии и наркологии им. В.П. Сербского. Результаты исследования опубликованы в Международном журнале молекулярных наук.
Фото: unsplash.com
Всем известно, что ионизирующее излучение — это поток высокоэнергетических частиц, которые летят к нам из космоса. Самым опасным их типом являются высокоэнергетические тяжелые заряженные частицы — ядра элементов тяжелее гелия. Они могут повреждать ДНК, клетки, вызывать катаракту, нарушения кроветворения, рак. Наиболее подвержены радиационному воздействию члены космических экипажей на МКС, где нет защиты от ионизирующего излучения.
Однако их мозг озадачил исследователей на Земле. Полученные данные МРТ показали, что есть одна структура мозга, которая, в отличие от всех остальных, не уменьшается в размерах и никак не страдает при полете в объеме. Это сенсомоторная кора — область, отвечающая за восприятие и контроль движений тела.
Магнитно-резонансная томография мозга крысы с областью анализа, выделенной фиолетовыми линиями. Фото: Виктор Кохан.
Как сообщил «МК» Российский научный фонд, ученые из Института химии им. В.П. Сербского и их коллеги решили разобраться, что происходит в сенсомоторной коре головного мозга под воздействием ионизирующего излучения.
Эксперимент проводился на 28 крысах. Чтобы воссоздать эффект космической радиации, которому подвергаются астронавты во время дальних космических полетов, ученые облучали крыс экспериментальной группы гамма-квантами в течение 24 часов. Затем головы животных дополнительно облучали потоком высокоэнергетических ядер углерода-12. Суммарная доза полученной ими радиации примерно в три раза превышала годовую дозу, которую астронавты получают на МКС.
Ученые наблюдали за животными в течение семи месяцев. Сначала они изучали их поведение. Оказалось, что облученные животные проходили на 56% большее расстояние и стояли в позах ориентации на 65% чаще, чем необлученные животные. Когда ученые поместили в коробку новый объект — скульптуру японского бога Хотея — облученные крысы приближались к объекту на 95% чаще и проводили около него на 117% больше времени.
Авторы исследования пришли к выводу, что облучение грызунов приводило к высокой двигательной активности, активному исследовательскому поведению, а также к повышению ситуативной тревожности (они замирали дольше крыс контрольной группы перед тем, как зайти в центральную зону бокса). Поведение крыс вернулось к норме только через семь месяцев.
Экспериментальная установка (бокс) «открытое поле». Фото: Виктор Кохан.
Во второй группе у животных оценивали концентрацию нейротрофиновых белков, поддерживающих жизнеспособность нейронов сенсомоторной коры. Оказалось, что при воздействии ионизирующего излучения количество этих белков увеличивается более чем на 50%. Это может быть одним из факторов, благодаря которым ионизирующее излучение препятствует истончению сенсомоторной коры. Однако причиной изменений может быть и усиление двигательной активности крыс, вызванное радиацией.
Есть и третье, пожалуй, самое удивительное открытие: радиация вызвала эффект развития самих нейронов. По мнению авторов статьи, это явление в будущем может быть использовано как физиотерапевтический подход при лечении некоторых заболеваний центральной нервной системы: болезни Паркинсона, инсульта, эпилепсии и других.