우주 비행, 인간 뇌 위치 바꾼다…"균형감각에도 영향" [우주로 간다]

美 연구진, PNAS에 관련 논문 발표

(지디넷코리아=이정현 미디어연구소)우주 비행이 인간의 뇌 위치까지 바꿀 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

우주과학 매체 스페이스닷컴은 장기간 미세중력 환경에 노출된 우주비행사의 뇌가 두개골 안에서 실제로 이동하고 회전하는 변화가 관측됐다고 최근 보도했다.

우주 비행이 우주 비행사의 뇌에 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. (사진=PNAS/ Wang, Odor 외)

미국 매사추세츠공과대학(MIT) 레이첼 세이들러 교수 연구진은 장기 우주 비행이 인체 핵심 장기 중 하나인 뇌에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 우주비행사들의 자기공명영상(MRI) 촬영 데이터를 분석했다. 이번 연구 결과는 12일 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표됐다.

우주인의 뇌, 뒤·위쪽으로 이동…최대 2.52mm 이동

연구진은 우주 임무 전후 MRI 촬영 자료를 제공한 우주비행사 15명의 뇌 변화를 분석했다. 여기에 다른 우주비행사 11명의 기존 MRI 자료와, 미세중력 환경을 모사하기 위해 장기간 머리를 아래로 기울인 상태로 진행한 침상 안정(head-down tilt) 실험 참가자 24명의 데이터까지 종합해 비교했다.

분석 결과 미세중력 환경에 노출된 이들의 뇌는 시간이 지나면서 뒤쪽과 위쪽으로 이동하는 경향을 보였다.

연구진들은 참가자들을 우주 체류기간 2주, 6개월, 1년인 그룹으로 나눠 뇌 위치 변화를 분석했다. (사진=PNAS/ Wang, Odor 외)

연구진은 뇌 전체의 움직임을 단순 추적하는 방식 대신 뇌를 130개 영역으로 세분화해 각 부위를 개별적으로 분석했다. 그 결과 여러 영역이 두 개의 공간 축에서 유의미한 변위를 보였으며, 이는 특정 부위에 국한된 변화가 아닌 뇌 전반에 걸친 광범위한 재배치가 일어났음을 시사한다.

또 참가자들을 우주 체류기간 기준으로 약 2주, 6개월, 1년 그룹으로 나눠 살펴본 결과, 모든 그룹에서 뇌의 상당 부분에 위치 변화가 관찰됐다. 특히 체류 기간이 가장 긴 참가자들의 경우 일부 영역에서 최대 2.52mm의 변위가 측정됐다.

뇌 위치 변화, 균형 감각 저하와도 연관

연구진은 뇌의 위치 변화가 우주비행사들의 지구 귀환 후 수행 능력에도 영향을 미치는지 분석했다. 우주에서 돌아온 뒤 즉시 회복되지 않는 기능 중 하나는 내이(內耳) 기반의 방향 감각으로, 많은 우주비행사들이 귀환 이후 균형 감각 저하를 경험하는 것으로 알려져 있다.

연구진은 감각 관련 뇌 영역에서 나타난 위치 변화가 우주 비행 이후 우주비행사들이 겪는 균형 감각 저하 정도와 상관관계가 있음을 확인했다.

우주비행사들은 보통 귀환 후 약 1주일이면 일상 활동이 가능할 정도로 회복되는 것으로 알려져 있지만, 뇌의 물리적 변화는 최대 6개월까지 지속되는 양상이 관찰됐다고 연구진은 설명했다.

연구진은 이번 연구를 통해 미세중력이 뇌 해부학적 구조에 미치는 영향을 보다 명확히 확인했으며, 동시에 지상에서 진행되는 시뮬레이션 기술의 한계도 드러났다고 밝혔다.

이정현 미디어연구소(jh7253@zdnet.co.kr)