宇宙科学

宇宙空間の状況をシミュレートするために60日間ベッドで過ごすボランティア

宇宙飛行士は、微小重力が自分たちの身体に及ぼす影響など、宇宙空間で数多くの課題に直面しています。骨密度は低下し、筋肉は収縮し、体液が移動するため、視力の問題が生じます。

これらの影響に対抗するために、12人のボランティアが人工重力とサイクリング運動による安静臥床（BRACE）研究に参加しています。宇宙医学・生理学研究所（MEDES）が実施し、欧州宇宙機関（ESA）とフランス宇宙機関（CNES）が支援するこの研究は、人工重力が宇宙飛行士に及ぼす影響を調査しています。

研究デザイン

20～45歳の健康な男性で構成される参加者は3つのグループに分けられます。

• 対照群：60日間安静臥床
• サイクリングによる安静臥床：安静臥床中にサイクリングマシンで定期的に運動
• サイクリングと遠心分離機による安静臥床：安静臥床、サイクリング、および人工重力をシミュレートするために遠心分離機の中で定期的に回転

すべての参加者は、常に少なくとも片方の肩をベッドに接地させていなければなりません。彼らは4年間にわたって19,300ドルを受け取ります。

生理学的測定

研究者は、60日間の安静臥床期間の前後に、次を含むさまざまな生理学的検査を実施します。

• 神経学的健康状態
• 心血管の健康状態
• 代謝の健康状態
• 筋の健康状態
• 骨の健康状態
• 尿、血液、眼科、心理学的評価

これらの測定は、科学者が人工重力が人体に及ぼす影響を理解するのに役立ちます。

宇宙と地球への応用

人工重力は、長期間の宇宙ミッションにおける宇宙飛行士の健康状態を向上させる可能性があります。また、次のような地球上の人々にも応用できる可能性があります。

• 高齢者
• 寝たきり患者
• 筋骨格系の疾患がある人
• 骨粗鬆症の人

BRACEのような安静臥床研究は、固定が人体に及ぼす影響に関する貴重な洞察を提供します。この研究は、手術や重病から回復中の患者のリハビリテーションプログラムに適用できます。

ベッドでのサイクリングは、宇宙飛行士の骨の健康状態を向上させます

BRACE研究は、安静臥床プロトコルにサイクリングを含めたヨーロッパ初の研究です。研究者らは、サイクリングが宇宙飛行士の骨密度を維持するのに役立つと考えています。

以前の研究では、安静臥床により骨密度が毎月1～1.5％減少する可能性が示されています。これは、宇宙で数か月あるいは数年を過ごす可能性のある宇宙飛行士にとって重大な懸念事項です。

サイクリングは、骨密度を維持するのに役立つ荷重運動です。BRACE研究にサイクリングを組み込むことにより、研究者らは人工重力が骨の健康状態に及ぼす影響についてさらに多くのことを学ぶことを期待しています。

人工重力サイクリングは、宇宙飛行士の心血管の健康状態を向上させます

人工重力サイクリングは、宇宙飛行士の心血管の健康状態も向上させる可能性があります。宇宙空間では、重力の欠如により体液が移動し、心臓と血管に圧力がかかります。これにより、血流量が低下し、血圧が低下する可能性があります。

人工重力サイクリングは、血流を増やし、血圧を維持することにより、これらの影響を相殺するのに役立ちます。これにより、長期間の宇宙ミッションにおける宇宙飛行士の心血管の問題のリスクが低減する可能性があります。

結論

BRACE研究は、人工重力が人体に及ぼす影響に関する貴重な洞察を提供しています。この研究により、宇宙空間の宇宙飛行士と、地球上で運動能力が制限されている人々の健康状態を向上させる新しい方法が生まれる可能性があります。