复杂的33束模拟银河系宇宙辐射暴露对雄性小鼠的认知功能和前额叶皮层神经递质网络产生影响
Rajeev I Desai1,2,3, Brian D Kangas4,5, Oanh T Luc4,5
1Department of Psychiatry, Harvard Medical School, Boston, MA, 02115, USA. rdesai@mclean.harvard.edu.
Nature communications
|November 27, 2023
概括
银河系宇宙辐射 (GCR) 暴露会损害小鼠的注意力和反应时间,改变前额叶皮层 (PFC) 中的多巴胺和神经递质网络. 这可能解释了在太空探索期间的神经认知缺陷.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 太空医学 太空医学
- 辐射生物学 辐射生物学
背景情况:
- 深空探索对宇航员健康构成风险,特别是长期暴露于银河系宇宙辐射 (GCR) 的风险.
- 假设GCR暴露会对任务成功至关重要的认知功能产生负面影响.
研究的目的:
- 在动物模型中研究急性和慢性GCR暴露对神经认知功能的影响.
- 检查GCR对神经递质系统的影响,特别是多巴胺 (DA) 和前额叶皮层 (PFC) 的其他关键神经递质.
主要方法:
- 雄性小鼠被暴露于模拟的GCR.
- 行为测试评估了奖励灵敏度,注意力和反应时间.
- 测量了PFC中神经递质水平和对 (K+) 刺激的反应.
- 使用相关性和机器学习分析来评估神经递质网络重组.
主要成果:
- 暴露于GCR并没有影响奖励灵敏度,但注意力受损和反应时间增加.
- 在PFC中 (K+) 刺激的多巴胺 (DA) 释放量增加,但在GCR暴露后暂时中断.
- 慢性GCR暴露增加了其他神经递质的水平,观察到与剂量相关的差异.
- 暴露于GCR改变了PFC神经递质网络中的因果关系和连接强度.
结论:
- 太空辐射,特别是GCR,对注意力和反应时间等认知功能产生不利影响.
- 暴露于GCR会重组PFC神经递质网络,特别是涉及多巴胺,这可能是观察到的神经认知缺陷的基础.
- 这些发现凸显了与长期太空任务相关的关键神经风险.
