人类的身体是在地球上进化的，所以太空让我们感到不适也就不足为奇了。在没有重力的情况下，国际空间站的宇航员会流失肌肉和骨骼（尽管他们每天都要花费数小时进行锻炼），视力开始下降，并产生奇怪的免疫系统。而穿梭于地球保护性磁泡之外的深层太空的随机粒子，也会威胁到人类大脑的精密功能。
科学家们多年来一直知道，深层太空中的辐射粒子除了会损害 DNA 外，还会对大脑造成严重破坏。然而，所有这些研究都是通过粒子加速器，在几分钟内对啮齿动物进行相当于数月到数年剂量的辐射照射得出的。第一项在模拟太空条件下测试小鼠的研究——借助一个能够缓慢释放辐射的新设施——证实了中子和光子粒子会严重扰乱它们的神经系统。该研究声称，如果人类的敏感度相似，那么在长达数年的火星任务中，五人乘组中的多名成员将遭受神经系统症状，例如焦虑加剧或记忆力受损。
“生物放射学领域有大量的文献表明，降低剂量率会使一切变得更好，”加州大学欧文分校放射学教授、合著者 Charles Limoli 说。“确实如此，但对大脑而言并非如此。”
科罗拉多州立大学一个由 NASA 资助的房间，其运作方式很像一艘宇宙飞船。一块放射性钋-252（californium-252）会发出中子和高能光线照射该区域，模仿前往火星的飞船内部环境。任何在该封闭区域内度过一整天的生物，所受到的辐射量（尽管粒子类型不同）与在深层太空一天所受到的辐射量相当。
四十只小鼠在辐射室中度过了六个月——这大约相当于单程前往火星的时间——而数量相同的对照组则享受着地球磁场的全部保护作用。之后，研究人员将这些小鼠送往三个实验室，从三个层面研究了它们的神经系统发生了什么变化。
在细胞层面，研究人员发现，与未受辐射的小鼠相比，海马体（大脑中与记忆相关的区域）中受辐射的大脑细胞的活动更难被触发。这些发现与网络层面的结果相吻合，表明海马体中的神经元群体协同工作的能力下降，无法像与记忆和学习相关的活动那样一起放电。但 Limoli 认为，辐射损伤可能还会影响大脑的其他区域。
“请记住，这些动物是[完全]暴露的。没有理由怀疑只有一个大脑区域受到影响，”他说。“简而言之，大脑的电路活动受到了干扰。”
辐射还扰乱了动物的行为。Limoli 和他的团队对小鼠进行了一系列测试，旨在揭示它们精神状态的各种方面。例如，科学家们安排了与其他小鼠的社交活动来测试它们的群居性，并将乐高玩具换成笼子里的橡皮鸭子，看看小鼠是否会注意到新事物。他们还教会受试小鼠在听到特定音调后会害怕电击，然后取消电击，看看啮齿动物需要多长时间才能意识到危险已经消失。
受辐射影响的小鼠在各项测试中的表现均不如对照组。在社交活动中，太空小鼠平均花费的时间是“社交恐惧”的两倍。当笼子里出现新玩具时，它们检查的时间只有对照组的三分之一。在电击停止后，它们继续害怕电击的可能性增加了三分之一。
总而言之，这项最近在《eNeuro》杂志上发表的结果描绘了一幅画面：太空辐射会导致宇航员——他们需要以最佳的精神和身体状态工作——变得孤僻、焦虑、健忘和恐惧。而这些精神和情绪上的变化，将叠加在长达六个月的狭窄空间内与少数几个人相处的副作用之上。没有人知道这些啮齿动物的结果在多大程度上能转化为人类，但研究人员估计，在前往火星的途中，五分之一的宇航员会经历辐射引起的焦虑，三分之一的人会出现记忆问题。
更重要的是，这些测试都是在小鼠离开辐射室三到六个月后进行的，这表明存在长期的影响。“这是一个大问题，”Limoli 说。“这不是一种会上去又下来然后恢复正常的东西。”
Limoli 的同事 Vipan Parihar 过去曾研究过辐射对小鼠的影响，他称这项研究的发现“非常棒”，并表示这些发现将对未来的宇航员产生深远的影响。特别是，他指出受辐射的小鼠难以忘记恐惧，这表明宇航员在切换任务时可能会遇到困难，并可能更容易患上创伤后应激障碍（Post Traumatic Stress Syndrome）。
尽管如此，两位研究人员都强调，虽然辐射可能是火星任务面临的最大技术挑战之一，但并非必然是“拦路虎”。由尚未开发的材料制成的航天器和宇航服可以阻挡粒子，未来的药物也可以缓解穿透进来的辐射最严重的影响。他们说，在这个早期阶段，重要的是帮助世界各地的航天机构了解会发生什么。
“阿波罗计划的宇航员在太空停留了两周。而这些（前往火星的）宇航员将在那里待两年半，”Limoli 说。“NASA 不想遭受灾难性的意外。”
