米航空宇宙局（NASA）が深宇宙プロジェクトに目を向けるなか、長期間に及ぶ宇宙飛行が人の健康に与える影響については懸念もある。なかでも、微少重力による筋肉量や骨量の減少は比較的知られている問題だ。だが最近は、長期にわたるミッション後に地球に帰還した宇宙飛行士について、視覚のぼけや眼球の平坦化、視神経の炎症といった「視覚障害脳圧症候群［日本語版記事］が見られるという指摘もある。

この症候群は、脳脊髄液の変化が原因と考えられている。脳脊髄液は、脳室系とクモ膜下腔を満たす無色透明な液で、クッションのような働きをして、活動中の圧力変化から脳を守っている。科学者は現在、この髄液の位置変化によって生じそうな他の健康問題について調査中だ。宇宙長期滞在中に生じる、脳の各部位の大きさの変化の研究もそのひとつだ。

『Nature』誌のオープンアクセスジャーナル「npj Microgravity」に発表された新たな研究は、長期に宇宙空間にいた場合の脳構造の変化に関する初めてのデータを提供している。

ミシガン大学の研究者レイチェル・セドラーが率いるこの研究では、宇宙飛行士27人のMRI検査の結果が見直された。そのうち13人はスペースシャトルのミッションに就き、14人は国際宇宙ステーション（ISS）に約半年間滞在した。これらのデータは、NASAの「宇宙飛行士の健康の終身調査（Lifetime Surveillance of Astronaut Health：LSAH）から得られた。

データを分析したところ、側頭極や前頭極表面および眼窩周辺などの灰白質（神経細胞の細胞体が存在している部位）に「広範な」減少が見られ、宇宙での滞在時間が長かった宇宙飛行士のほうが影響は顕著だった。こうした変化は、脳脊髄液の移動も原因となっている可能性がある。

上の列は、ベッドレスト研究で生じた脳構造の変化。下の列は、宇宙空間での長期滞在で生じた脳構造の変化を表す。オレンジの部分は灰白質が増えたところ、青い部分は減ったところ（複数の研究対象を平均化したもの。左の2つが右半球、右の2つが左半球）。リリースによると、これら2つの変化は全体的には似ているが、「脚の動きを制御する脳の部位」については異なっているという。IMAGE COURTESY OF UNIV OF MICHIGAN

一方で、脚の動きを制御する脳の部位については灰白質量が増加していることもわかった。脳が微小重力状態での動き方の学習に励むうちに、脳のこれらの部位が成長した可能性がある。

これは予備的研究であり、宇宙飛行士に関する研究ではままあることだが、標本数は少ない。だが、基本的な結論を出すのには十分なデータが揃っている。第一に、脳は明らかに宇宙で可塑性を保ち、微小重力下で新たな運動技能を学習して順応している。第二に、宇宙での脳の反応は、全体的には、微小重力状態を模した長期臥床研究で見られた現象と似ているということだ。

この長期臥床研究（ベッドレスト研究）は、健康な志願者たちがわずかに下向きに傾いた姿勢で最長3カ月間、「寝たきり」状態で過ごしたものだ（欧州宇宙機関や日本の宇宙開発事業団などが協力した実験で、2002年の実験［日本語版記事］では実験完了後1万ドルが提供され、2008年の実験［日本語版記事］では、1カ月に5,000ドルが提供された）。