双子の宇宙飛行士スコットとマーク・ケリーが科学のために体を貸し出す

今日の午後、NASAの宇宙飛行士スコット・ケリーとロシアの宇宙飛行士ミハイル・コルニエンコが国際宇宙ステーションでの1年間の滞在に向けて出発する。この記録破りの旅の目的は、研究者が宇宙での長期滞在に人間がどのように反応し、適応するかを理解するのを助けることである。結局のところ、私たちは近いうちに故郷の惑星からさらに遠くへ旅することができるようになるかもしれない。そして、無重力状態で長期間生活していると奇妙なことが起こるかもしれない。

幸いなことに、NASA の研究には地上での完璧な対照群がある。スコットの一卵性双生児の兄弟で、引退した宇宙飛行士のマーク・ケリーだ。この前例のないプロジェクトでは、10 回の調査で両者の遺伝子、分子、生理学的データを収集し、分析する。スコットとマークはほぼ同時に同じ検査を受けるため、宇宙飛行が身体に及ぼす影響について研究者に新たな手がかりがもたらされる。

数多くのテストの中には、長い間科学者を悩ませてきたものがある。それは、なぜ米国の宇宙飛行士の半数以上が長期の宇宙飛行中に視力や頭蓋内圧の変化を経験するのか？そして、その結果は地球上で眼疾患を治療する方法の答えになるのだろうか？

2011年に300人の宇宙飛行士を対象に行われた調査では、短期ミッションでは約30％、長期ミッションでは60％が視力低下を経験していることが判明した。宇宙での6か月間の滞在前と滞在後に詳細に調査された7人の宇宙飛行士は、網膜に綿毛斑と呼ばれるふわふわしたオフホワイトの斑点が現れたり、眼球と視神経の「盲点」が腫れたり、眼球の形が「平らになった」りと、さまざまな変化を経験した。

アメリカの宇宙飛行士の半数以上が長期の宇宙飛行中に視力の変化を経験するのはなぜでしょうか?

研究者たちは、微小重力状態により血液などの体液が下半身から頭部へ移動するのではないかと推測している。これが顔のむくみや鼻づまりを引き起こす可能性がある。NASAの科学者ジェニファー・フォガティは宇宙での視覚の変化に関する動画の中で、「ひどい風邪をひいたような感じだ」と語っている。

この理論を検証するのは簡単ではありません。頭蓋内圧は通常、脊髄穿刺を使用して測定されますが、これは最良の条件でも侵襲的な処置です。その代わりに、科学者は MRI、超音波、光干渉断層撮影法と呼ばれる光ベースの医療用画像技術などの非侵襲的な方法を使用しています。

「私たちの目標は、宇宙で起こる体液の変化を理解し、測定することです」と、このプロジェクトの共同研究者であるカリフォルニア大学サンディエゴ校の博士研究員ブランドン・マシアス氏は言う。「宇宙飛行前、飛行中、飛行後の変化の縦断的マップを作成したいと考えています。」彼らの発見は、緑内障など、民間人によくある目の病気の治療に役立つ可能性がある。

スコット氏は、血流、眼の構造、視神経の厚さを観察する眼科超音波検査の訓練を受けている。また、耳を通して測定し、頭蓋内圧を計算する新しい安全な技術も採用する。チビススーツと呼ばれる特殊な装置で下半身に負圧をかけ、それが頭から体液を排出するのに役立つかどうかをモニターする。

人間研究には、制御できない変数がつきものだ。そのひとつは、スコットはすでに引退した兄よりもかなり長い時間を宇宙で過ごしているということだ。それでも、カリフォルニア大学サンディエゴ校の主任研究者ブリンダ・ラナ氏は、この研究を「理想的なマウス実験」と表現し、科学実験に遺伝的に同一のマウスがよく使われることに賛同している。