장기간 우주 여행을 하면 뇌는 어떻게될까?

우주에 가고 싶다는 꿈과 낭만을 간직하고 있는 사람은 많을 것이다. 현재는 훈련된 우주 비행사 만이 우주의 미션에 참가하는 수준이지만, 가까운 미래에 우주 여행이 가능해질 날도 분명 올 것이다. 하지만, 목적지는 중력과 대기가 안정된 장소가 아니다. 인간의 몸에 다양한 영향이 미칠 가능성이 있다.


최신 연구에 따르면, 장기 체류 한 대부분의 우주 비행사의 뇌 구조에 어떤 중요한 변화가 일어나고 있는 것으로 밝혀졌다. 지구로 귀환 한 우주인은 시력이 저하되는 등의 특별한 증상을 앓는 일이 있지만, 혹시 관련이 있을지도 모른다.




- 장기 체류 한 우주 비행사의 뇌 구조에 변화가 일어났다


연구에서는, 우주 비행사 34명의 뇌를 우주로 출발하기 전과 지구로 귀환 한 후 측정했다. 우주 비행사 가운데 18명은 국제 우주 정거장에서 장기 체류자(평균 약 6개월), 16명은 우주 왕복선으로 비행 한 단기 체류자(평균 약 2주간)이다.



측정결과에서, 장기 체류 한 대부분의 우주 비행사의 뇌 구조에 어떤 중요한 변화가 일어나고 있는 것으로 밝혀졌다.


두개골의 뇌가 이동하고, 뇌의 상단에 있는 뇌척수액(뇌실 계와 지주막 하강을 충족하는 투명한 액체)으로 채워지는 공간이 좁아져 있었던 것이다. 한편, 단기 체류자에서는 그런 변화는 보이지 않았다.


또한 장기 체류자의 94퍼센트에 중심 홈(전두엽과 두정엽의 경계가되는 뇌 상단의 홈)이 좁아지고 있는 것도 확인되었다. 단기 체류자로 이 같은 현상을 볼 수 있었던 것은 19퍼센트 뿐이었다.


▼ 장기 체류 한 우주 비행사의 뇌 MRI


<A가 체류 전, B가 체류 후>


우주의 미세 중력 상태가 인체에 영향을 미치는 것은 이미 알려져 있었지만, 이번 연구는 장기 우주 체류가 뇌에 미치는 영향을 조사한 것으로 가장 포괄적인 시도의 하나이다.


- 귀환 한 우주인이 걸리는 질환과 관련성이 있을 가능성




"이러한 변화는 우주 정거장에서 귀환 한 우주 비행사가 경험하는 특별한 증상을 설명 할 수없다. 화성에 유인 비행 등 장기적인 우주 탐험을 계획하는 데 큰 문제가 될 가능성도 있습니다"라고 논문 저자 중 한 명인 미국 사우스 캐롤라이나 의과 대학의 마이클 안트매치 박사는 말하고 있다.



특히 우주 비행사에 흔히 볼 수 있는 시각 장애 뇌 압력 증후군(visual impairment inracranial pressure syndrome/ VIIP 증후군)이라는 증상을 이해하는 힌트가 될지도 모른다.


이것은 우주 비행사가 귀환 한 후, 시신경 원판의 팽창과 두개골 내의 압력 상승에 따라 시력이 저하되는 증상이다.


지금 VIIP 증후군의 상세한 원인은 불분명하지만, 이번 연구에서는 이를 개발 한 우주 비행사 3명 중 전원이 중심 홈이 좁아지는 현상이 발생했다. 또한, 이 중 1명은 뇌 영상에서 뇌가 상향으로 이동되었다는 것이 확인되었다.




연구팀은 뇌의 상향 이동과 그에 따른 뇌 상부 조직 "혼잡"이 뇌척수액의 흐름을 방해하기 때문에, 두개골 내의 압력이 상승하여 시신경이 팽창하는 것이 아닐까 추측하고 있다.



이것은 어디까지나 가설이며, 그것을 확인하려면 앞으로 더 연구가 필요하다. 또한 이러한 변화가 만성적인 것인지, 혹은 어느 시점에서 회복 여부도 향후 연구를 기다리지 않으면 안된다.(이번 연구는 우주 비행사가 귀환 한 후 10일 경과 후 뇌의 측정을 실시)




이러한 연구는 장기간의 우주 여행을 안전하게 하기 위해서는 필수적인 것이다. 우주 환경에 노출되면 인체에 영구적으로 미치는 영향은 아직 완전히 이해되지 않고있다.