Los rayos cósmicos galácticos (GCR) representan una amenaza seria para la salud de los astronautas durante misiones en el espacio profundo. Las posibles alteraciones funcionales del sistema nervioso central (SNC) bajo la exposición a GCR pueden ser críticas para el éxito de la misión. A pesar de los evidentes efectos negativos de la radiación ionizante, se han revelado una serie de efectos neutros o incluso positivos de la irradiación por GCR en las funciones del SNC en experimentos en tierra con roedores y primates. Esta revisión se centra en los efectos de la exposición a GCR en el estado emocional y la cognición, enfatizando los efectos positivos y sus posibles mecanismos. Integramos estos datos con los efectos de GCR en la neurogénesis adulta y la agregación de proteínas patológicas, formando una imagen completa. Concluimos que la exposición a GCR causa efectos multidireccionales en la cognición, que pueden estar asociados con alteraciones en el estado emocional. Sin embargo, la irradiación en dosis relacionadas con el espacio no tiene efecto o tiene efectos que mejoran el rendimiento en la resolución de tareas de alta cognición y tareas con un alto nivel de motivación. Suponemos un modelo de cambios en la neurotransmisión después de la irradiación, aunque los mecanismos moleculares de este fenómeno no se comprenden completamente.