火星暴露在宇宙射线中的实验鼠会出现脑损伤，暗示着长时间的太空飞行也会对宇航员的大脑活动造成影响。加州大学辐射生物学家及神经科学家Charles Limoli说道，现在人们开始担心宇宙射线会影响大脑认知，这种影响在人类或啮齿类动物身上都很有可能发生。由于NASA想在未来20年左右的时间内把人类送上火星，科学家们想知道暴露在宇宙射线中的人类大脑会发生什么。
NASA想确保宇航员的大脑能够处于最佳表现状态。成年人的大脑相比身体其他部位来说有更强的抗辐射能力，这是因为在一个成熟的大脑中，大部分细胞已经停止分裂了，而肠子或骨髓中的细胞还在不断自我复制。当细胞在分裂过程中被辐射击中时，就会积累基因错误，最终导致癌症或其他问题。之前对于宇宙射线的研究更倾向于关注高能射线，例如x射线或γ射线。
但对宇航员影响更深的超高能宇宙射线——在宇宙中充斥的大量高速带电粒子——却没有被深入研究。这种射线绝大多数都是超新星爆炸引起的，比x摄像和γ射线的能量都更高，可以轻易穿透宇宙飞船和人的头骨。处于国际空间站的宇航员们是安全的，因为他们还在地磁的保护范围之内。但去火星或小行星带的远距离太空旅行就不可能了。地磁保护人类免遭高能宇宙射线的威胁。
利用NASA位于纽约的空间辐射实验室，科学家们用一种带电粒子模拟超高能宇宙射线——加速到2/3光速的氧和钛离子。6周之后，小鼠大脑中的树突减少了。Limoli没有预料如此严重的退化，他说：“退化的量级简直惊人。”树突的退化跟阿尔茨海默症等疾病均相关。在小鼠的学习和记忆实验中，受到粒子照射的小鼠与正常小鼠相比，对于同一位置出现的新物品缺少好奇心，面对新情况不太活跃且更容易困惑。
如果类似的是也发生在宇航员身上的话，也许他们应对突发事件和回忆过去的能力都会受到影响。虽然这种问题需要数月才能暴露，但对于来回飞行一圈需要三年的火星任务来说，时间已经足够长了。更重要的是，Limoli提到：“没有任何信号表明这些伤害会在日后好转。现在是否使用‘永久性’这个词我还在由于，但到目前为止并没有任何脑损伤会好转的迹象。看来，想去趟火星还真是困难重重、问题颇多呢。