La NASA prévoit d’envoyer une mission avec équipage sur Mars au cours des 20 prochaines années, mais une étude récente indique que le voyage pourrait être plus dangereux que prévu. De nouvelles données ont montré que l’exposition aux rayons cosmiques pourrait gravement altérer les fonctions cognitives d’un astronaute au cours d’une mission de longue durée dans l’espace lointain.
Dans un laboratoire, des chercheurs de l’université de Californie à Irvine (États-Unis) ont simulé les conditions difficiles de l’espace lointain en soumettant un groupe de souris à des explosions de particules accélérées, semblables aux rayons cosmiques. Les résultats indiquent que les souris irradiées avaient des temps de réponse plus lents, étaient oublieuses et même confuses.
“Ce n’est pas une bonne nouvelle pour les astronautes déployés pour un voyage aller-retour de deux à trois ans vers Mars”, a déclaré l’un des membres de l’équipe, Charles Limoli, professeur de radio-oncologie, dans un communiqué de presse. “Les baisses de performance, les déficits de mémoire et la perte de conscience et de concentration pendant les vols spatiaux peuvent affecter les activités critiques de la mission, et l’exposition à ces particules peut avoir des conséquences négatives à long terme sur la cognition tout au long de la vie.”
Les rayons cosmiques – sous-produits d’explosions galactiques telles que les supernovae – sont des particules chargées de haute énergie qui traversent l’espace à toute vitesse. Ils peuvent pénétrer facilement la coque d’un vaisseau spatial et les os humains, et causer des dommages importants au système nerveux central du corps.
Sur Terre, la magnétosphère agit comme une bulle protectrice, nous protégeant des effets néfastes de ces rayons, mais l’atmosphère ténue de Mars n’offre pas une telle protection. Notre magnétosphère s’étend sur 56 000 kilomètres (35 000 miles) au-dessus de la surface de la Terre, et à ce titre, même les astronautes à bord de la Station spatiale internationale sont protégés contre ces rayons nocifs.
Dans l’étude, publiée dans Science Advances et menée au Space Radiation Laboratory de la NASA au Brookhaven National Laboratory à New York, un groupe de souris génétiquement modifiées a été soumis à des faisceaux d’ions d’oxygène et de titane accélérés aux deux tiers de la vitesse de la lumière – le même type d’ions que l’on trouve dans les rayons cosmiques galactiques. Les souris ont été génétiquement modifiées pour avoir des neurones fluorescents, ce qui a permis aux scientifiques d’étudier plus facilement les changements dans leur cerveau.
Six semaines après l’exposition, les souris irradiées avaient 30 à 40 % de dendrites en moins – les branches entre les neurones qui transportent les signaux électriques – que le groupe témoin. L’exposition au souffle des rayons cosmiques a déclenché la dégradation des dendrites et a persisté dans le temps. Cette perte de dendrites est associée au déclin mental observé chez les patients souffrant de la maladie d’Alzheimer et de maladies neurologiques similaires.
Les deux groupes de souris ont ensuite été soumis à une batterie de tests cognitifs destinés à tester leurs fonctions d’apprentissage et de mémoire. De nouveaux objets étaient placés parmi des objets familiers et l’équipe a observé que les souris irradiées s’embrouillaient plus facilement et manquaient de curiosité par rapport au groupe témoin. Si les mêmes changements devaient se produire chez les astronautes pendant leur séjour dans l’espace, leur capacité à réagir rapidement ou à se rappeler des informations serait affectée.
Les missions sur Mars devant durer entre deux et trois ans, tout effet de l’exposition aux rayons cosmiques aurait largement le temps de se manifester. La capacité des astronautes à accomplir les tâches de la mission, telles que le multitâche et la conduite d’expériences de recherche, ainsi que leur santé cognitive globale, pourraient être compromises. Limoli et son équipe ne pensent pas que le niveau d’altération serait tel qu’un astronaute ferait échouer un vaisseau spatial, mais ils pourraient facilement faire échouer une expérience.
Le cerveau est un système complexe et des études à plus long terme sont nécessaires pour comprendre tous les effets des rayons cosmiques et déterminer si les changements structurels et comportementaux observés chez les souris sont permanents.