🔧На сайте запланированы технические работы
25.12.2025 в промежутке с 18:00 до 21:00 по Московскому времени (GMT+3) на сайте будут проводиться плановые технические работы. Возможны перебои с доступом к сайту. Приносим извинения за временные неудобства. Благодарим за понимание!
🔧Site maintenance is scheduled.
Scheduled maintenance will be performed on the site from 6:00 PM to 9:00 PM Moscow time (GMT+3) on December 25, 2025. Site access may be interrupted. We apologize for the inconvenience. Thank you for your understanding!

 

The Behavioral Effect of Low Dose Carbon Ions Irradiation on Mice in Short-Term Period

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The active introduction of ion therapy for the treatment of oncological diseases, as well as long-term plans for the exploration of deep space, where crews will be exposed to galactic radiation, the spectrum of which is dominated by protons and high-energy ions - carbon and iron, urgently pose the task of assessing the effect of ions on cognitive functions in order to increase the effectiveness of radiotherapy and ensure the safety of space flights.

Purpose: To study the effect of a therapeutic beam of carbon ions with an energy of 450 MeV/n at the Bragg peak at a dose of 0.7 Gy on the behavior of laboratory mice in the early period after irradiation.

Material and methods: Experiments were carried out on 2-month-old male mice of the SHK (28–32 g.). Before irradiation, the animals were placed on a platform in special containers. Irradiation with a uniform beam of carbon ions with an energy of 450 MeV/n in the Bragg peak at a dose of 0.7 Gy, formed by a “wobbler” magnet, was carried out in the U-70 RBS Collective Use Center (Protvino). Two days after irradiation, the following set of methods was used to assess the general activity, spatial learning, long-term and short-term hippocampus-dependent memory of mice: “open field”, Barnes maze and a novel object recognition test.

Results: It was found that mice whole-body irradiated with a therapeutic beam of carbon ions at a dose of 0.7 Gy do not significantly exhibit an altered model of locomotor and psychoemotional behavior, but they show a deterioration in the memory trace on the 3rd day after training and a violation of episodic memory in the novel object recognition test.

Conclusion: The obtained results complement the accumulating literature data on the effects of low doses of heavy charged particles, and in particular accelerated carbon ions, on the cognitive abilities and behavior of laboratory animals, emphasizing the need to evaluate the observed effects dynamically after exposure.

Авторлар туралы

S. Sorokina

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Email: nellipopovaran@gmail.com
Pushchino

V. Pikalov

A.A. Logunov Institute of High Energy Physics

Email: nellipopovaran@gmail.com
Protvino

N. Popova

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Email: nellipopovaran@gmail.com
Pushchino

Әдебиет тізімі

  1. Krukowski K., Grue K., Becker M., Elizarraras E., Frias E.S., Halvorsen A., Koenig-Zanoff McK., Frattini V., Nimmagadda H., Feng X., Jones T., Nelson G., Ferguson A.R.,RosiS. The Impact of Deep Space Radiation on Cognitive Performance: From Biological Sex to Biomarkers to Countermeasures. Sci Adv. 2021;7:42:eabg6702. doi: 10.1126/sciadv.abg6702
  2. Cucinotta F.A., Cacao E. Predictions of Cognitive Detriments from Galactic Cosmic Ray Exposures to Astronauts on Exploration Missions. Life Sci Space Res (Amst). 2020;25:129-135. doi: 10.1016/j.lssr.2019.10.004
  3. Rosi S., Belarbi K., Ferguson R.A., Fishman K., Obenaus A., Raber J., Fike J.R. Trauma-Induced Alterations in Cognition and Arc Expression Are Reduced by Previous Exposure to56Fe Irradiation. Hippocampus. 2012;22:544-554. doi: 10.1002/hipo.20920
  4. Sorokina S.S., Malkov A.E., Shubina L.V., Zaichkina S.I., Pikalov V.A., Low Dose of Carbon Ion Irradiation Induces Early Delayed Cognitive Impairments in Mice. Radiat. Environ. Biophys. 2021;60:61–71. doi: 10.1007/s00411-020-00889-0
  5. Sorokina S.S., Zaichkina S.I., Rozanova O.M., Shemyakov A.E., Smirnova E.H., Dyukina A.R., Malkov A.E., Balakin V.E., Pikalov V.A. The Early Delayed Effect of Accelerated Carbon Ions and Protons on the Cognitive Functions of Mice. Biol. Bull. 2020;47: 1651–1658. doi: 10.1134/S1062359020120109
  6. Sorokina S.S., Pikalov V.A., Gromova D.S., Popova N.R. Cranial Irradiation of Carbon Ions Effect on the Recognition Memory in Mice. Biol. Bull. 2024;12 (In press).
  7. Rola R., Sarkissian V., Obenaus A., Nelson G.A., Otsuka S., Limoli C.L., Fike J.R. High-LET Radiation Induces Inflammation and Persistent Changes in Markers of Hippocampal Neurogenesis. Radiat. Res. 2005;164;4:556–560. doi: 10.1667/RR3412.1
  8. Liu Y., Yan J., Sun C., Li G., Li S., Zhang L., Di C., Gan L., Wang Y., Zhou R., Si J., Zhang H. Ameliorating Mitochondrial Dysfunction Restores Carbon Ion-Induced Cognitive Deficits via Co-activation of NRF2 and PINK1 Signaling Pathway. Redox Biol. 2018;17:143–157. doi: 10.1016/j.redox.2018.04.012
  9. Zanni G., Deutsch H., Rivera P., Shih H.-Y., LeBlancJ., Amaral,W., Lucero, M., Redfield R., DeSalle M., Chen B., Whoolery C., Reynolds R., Yun S., Eisch A. Whole-Body12C Irradiation Transiently Decreases Mouse Hippocampal Dentate Gyrus Proliferation and Immature Neuron Number, but does not Change New Neuron Survival Rate. Int. J. Mol. Sci. 2018;19:3078. doi: 10.3390/ijms19103078
  10. Serrano C., Dos Santos M., Kereselidze D., Beugnies L., Lestaevel P., Poirier R., Durand C. Targeted Dorsal Dentate Gyrus or Whole Brain Irradiation in Juvenile Mice Differently Affects Spatial Memory and Adult Hippocampal Neurogenesis. Biology. 2021;10;3:192. doi: 10.3390/biology10030192
  11. Belyaeva A.G., Shtemberg A.S., Nosovsky A.M., Vasil’eva O.N., Gordeev Yu.V., Kudrin V.S., Narkevich V.B., Krasavin E.A., Timoshenko G.N., Lapin B.A., Bazyan A.S. Effect of High-Energy Protons and12C Carbon Ions on the Cognitive Functions of Monkeys and the Content of Monoamines and their Metabolites in Peripheral Blood. Neurochemistry. 2017;34;1:1–9.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».