우주 조건 시뮬레이션을 위해 60일간 침상에 누운 자원봉사자
우주인은 우주의 무중력이 신체에 미치는 영향 등 여러 가지 문제에 직면한다. 뼈 밀도가 감소하고, 근육이 위축되며, 신체액이 이동하면 시력 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해 12명의 자원봉사자가 인공중력과 사이클링 운동을 병행한 침상 휴식(Bed Rest with Artificial Gravity and Cycling Exercise, BRACE) 연구에 참여하고 있다. 우주 의학 및 생리학 연구소(MEDES)가 수행하고 유럽우주국(ESA)과 프랑스 우주국(CNES)이 지원하는 이 연구에서는 인공중력이 우주인에게 미치는 영향을 조사한다.
연구 설계
20~45세의 건강한 남자로 구성된 참가자는 다음과 같이 3개 그룹으로 나뉘었다.
- 대조군: 60일 동안 침대에서 휴식
- 사이클링과 함께 침대에서 휴식: 침대에서 휴식을 취하고 정기적으로 사이클 머신에서 운동
- 사이클링과 원심분리기와 함께 침대에서 휴식: 침대에서 휴식을 취하고, 사이클을 타며, 인공중력을 시뮬레이션하기 위해 원심분리기에서 주기적으로 회전
모든 참가자는 항상 어깨 한쪽을 침대에 닿게 해야 한다. 그들은 4년 동안 19,300달러를 지급받는다.
생리적 측정
연구자들은 60일간 침상 휴식 기간 전후에 다음을 포함한 다양한 생리적 검사를 실시한다.
- 신경학적 건강
- 심혈관 건강
- 대사 건강
- 근육 건강
- 뼈 건강
- 요로, 혈액, 안과 및 심리적 평가
이러한 측정을 통해 과학자들은 인공중력이 인체에 미치는 영향을 이해하는 데 도움이 된다.
우주와 지구에 대한 응용
인공중력은 장기 우주 임무에 나서는 우주인의 건강을 개선할 수 있다. 또한 다음과 같은 지구인에게도 적용될 수 있다.
- 노인
- 침상환자
- 근골격계 질환이 있는 사람
- 골다공증이 있는 사람
BRACE와 같은 침상휴식 연구는 인체에 대한 고정의 영향을 보여주는 가치 있는 통찰력을 제공한다. 이 연구는 수술이나 중병에서 회복 중인 환자를 위한 재활 프로그램에 적용될 수 있다.
침대에서 사이클링을 하면 우주인의 뼈 건강이 개선된다.
BRACE 연구는 유럽에서 처음으로 침상휴식 프로토콜에 사이클링을 포함한 연구다. 연구자들은 사이클링이 우주인의 뼈 밀도를 유지하는 데 도움이 될 수 있다고 믿는다.
이전 연구에 따르면 침상휴식은 한 달에 1~1.5%의 뼈 밀도 감소로 이어질 수 있다. 이는 우주에서 수개월 또는 수년을 보낼 수 있는 우주인에게 중대한 우려 사항이다.
사이클링은 뼈 밀도를 유지하는 데 도움이 될 수 있는 체중 지지 운동이다. BRACE 연구에 사이클링을 통합함으로써 연구자들은 인공중력이 뼈 건강에 미치는 영향에 대해 더 자세히 알아보기를 바란다.
인공중력 사이클링은 우주인의 심혈관 건강을 개선한다.
인공중력 사이클링은 우주인의 심혈관 건강도 개선할 수 있다. 우주에서는 무중력으로 인해 신체액이 이동하여 심장과 혈관에 압력을 가한다. 이는 혈량이 감소하고 혈압이 떨어지는 것으로 이어질 수 있다.
인공중력 사이클링은 혈류를 증가시키고 혈압을 유지함으로써 이러한 영향을 상쇄하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 장기 우주 임무에 나서는 우주인의 심혈관 문제 위험을 줄일 수 있다.
결론
BRACE 연구는 인공중력이 인체에 미치는 영향에 대한 가치 있는 통찰력을 제공한다. 이 연구는 우주에 있는 우주인의 건강과 이동성이 제한된 지구인의 건강을 개선하는 새로운 방법을 이끌어 낼 수 있다.