벨기에 앤트워프대학교(University of Antwerp) 연구팀이 이끄는 새로운 연구에 따르면, 우주의 미세 중력(microgravity)이 뇌 구조를 바꿀 수 있다고 합니다. 연구팀은 6개월 간 우주에서 미션을 수행하고 돌아온 우주비행사의 두뇌를 미션수행 전과 후로 나눠 비교해본 결과 이같은 사실을 알아냈다고 하는데요. 심지어 어떤 변화들은 미션을 수행하고 돌아온 지 7개월이 지나도 계속됐다고 합니다.
국제연구팀은 우주비행사 중 남성 10명을 대상으로 MRI 스캔을 실시했습니다. 이들의 평균 나이는 44세였으며, 미션 수행동안 우주에 체류한 기간은 평균 189일이었다고 합니다. 연구팀은 총 3번에 걸쳐 MRI 스캔을 실시했는데요. 첫 번째 측정은 우주비행을 나가기 전에 이뤄졌으며 두 번째 측정은 우주 비행 9일 후, 마지막 세 번째로는 우주 비행 209일 후인 약 7개월 뒤에 측정했다고 합니다.
<New England Journal of Medicine>에 게재된 내용에 따르면. 연구팀은 우주비행사의 뇌에서 신경세포가 모여있는 회백질의 체적이 감소한 점을 발견했습니다. 또한, 연구팀은 뇌 구조 중 특히 안와전두피질(orbitofrontal cortex)과 측두엽(temporal cortex)에 영향을 미치는 걸 발견했습니다. 참고로 안와전두피질은 의사결정 및 기타 인지 과정에 관여하는 대뇌피질 부위입니다. 측두엽은 감각 정보 입력과 기억 형성 과정에서 중요한 역할을 하는 곳입니다.
연구팀은 백질(white matter) 역시 축소된 점을 발견했는데요. 백질은 회백질 사이를 연결하는 조직이며, 정보를 전달하는 통로로 알려져 있습니다. 또한, 뇌척수액(cerebrospinal fluid) 역시 변화가 감지됐습니다. 뇌척수액은 뇌와 척수에 존재하는 무색투명한 액체로 생성, 순환, 분해의 과정을 거치며 항상 일정량을 유지합니다. 또한, 노폐물을 제거하고 뇌를 보호하는 역할을 합니다. 그런데 중력이 없는 공간에 노출될 경우, 뇌척수액의 유체는 머리쪽으로 이동해 그곳에 쌓이게 된다고 합니다.
이 연구의 주요저자인 Angelique Van Ombergen 박사는 "회백질과 백질, 그리고 뇌척수액에서 변화가 발생했다"며 "이 중 몇몇 변화는 미션 수행 후 7개월이 지나서 측정해도 여전히 계속됐다"고 밝혔습니다. 회백질은 미션 수행 전과 7개월 후의 측정치가 비슷했지만 뇌척수액의 경우 변화가 지속됐습니다.
이러한 변화는 장기간 우주비행 후 안구 및 시각 이상과 같은 임상 결과와 관련 있을 수 있다는 것을 보여줍니다. 이 연구는 뇌의 구조 변화에 초점을 맞춰 진행됐지만, 이러한 변화가 신체 기능에 어떤 영향을 미칠지 주목하지는 않았습니다. 하지만 연구팀은 향후 더 자세히 조사해 뇌가 정상적으로 돌아오는데 얼마 만큼의 시간이 걸릴지 연구할 계획이라고 하는데요.
Van Ombergen 박사는 "우주비행사에 대한 임상 결과를 완전히 밝힐 수 있는 전향적 연구(prospective sturies)가 필요하다"고 현지 매체를 통해 전했습니다. 가령, 우주비행사의 뇌에서 무슨 일이 벌어지고 있는지 알고 싶은 경우 뇌 스캔 결과나 임상 실험 결과 혹은 행동 데이터를 결합해 연구해야 한다고 말합니다.
장기간 우주비행이 시작될 가까운 미래에, 이와 같은 연구는 더 필요할 것으로 보입니다. Van Ombergen 박사는 우주 비행으로 인한 생리학적 해로운 영향을 극복할 수 있는 대안으로 '인공중력'을 이야기합니다. 인공중력이 개발된다면, 우주 여행으로 야기될 수 있는 뼈와 근육량 감소, 혹은 전정계(vestibular system) 이상으로 발생하는 현기증과 매스꺼움을 막아줄 수 있을 거라고 합니다. 혹은 뇌의 변화를 일으킬 수 있는 잠재적 위험을 누그러뜨릴 수 있을지도 모른다는 분석입니다.
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