斯科特·凯利将于今天晚些时候返回地球，他在轨道上连续度过了340天（这是美国人中的最长纪录）。在接下来的几个月里，NASA的科学家们将继续分析凯利和他的双胞胎兄弟马克在过去一年中提供的无数样本，包括血液、DNA拭子和各种身体扫描。虽然凯利在太空中的一年足以引起对其体内每个器官生理功能的广泛研究，但NASA能够同时研究他的双胞胎兄弟的事实，使得这项研究更加强大。
双胞胎为科学家们提供了独特的机会。事实上，科学家们对双胞胎的需求如此之大，以至于俄亥俄州Twinsburg每年都会举办一个年度双胞胎博览会，科学家们在那里设立展位，希望能吸引双胞胎参与他们的研究。
当科学家们开始研究双胞胎时，他们依赖于一个基本前提，即双胞胎共享部分或全部相同的基因，并且在相似的环境中长大。他们经常利用双胞胎研究某些习惯（如吸烟或饮食习惯）对健康的影响，或者观察某种治疗是否有效。例如，在20世纪70年代，莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）推测维生素C可以有效治疗普通感冒。为了验证这个想法，研究人员招募了几对同卵双胞胎，并在100天内让其中一个双胞胎服用维生素C补充剂，另一个服用安慰剂。最终，他们要么都感冒了，要么都没生病，从而证伪了鲍林的理论。
研究同卵双胞胎可以更好地确定某种特征、疾病或障碍是更多地受遗传还是受环境影响。
但在最近几年，双胞胎提供了更强大的数据。同卵双胞胎，也称为单卵双胞胎，拥有完全相同的基因。但是随着他们的成长，同卵双胞胎虽然仍然常常看起来惊人地相似，但可能会产生细微的差异：一个双胞胎比另一个高几英寸，或者一个双胞胎的体重或面部特征明显不同，很容易与另一个双胞胎区分开来。但是，因为他们共享完全相同的基因组，科学家们将这些差异归因于环境。因此，通过研究同卵双胞胎，研究人员可以更确定地了解环境如何与我们的基因相互作用，以及如何影响我们的健康和外貌——这是一个被称为表观遗传学的概念。研究同卵双胞胎的基本思想是，结果可以更好地确定某种特征、疾病或障碍是更多地受遗传还是受环境影响。
虽然环境对身高等某些特征只有很小的影响，但表观遗传学已被发现对许多癌症、自身免疫性疾病和精神疾病有很强的影响。通过长期跟踪同卵双胞胎，研究人员可以找出哪些基因和哪些环境因素共同作用可能导致某种疾病的发生。
对NASA来说，这种环境变化至关重要。作为同卵双胞胎，斯科特和马克·凯利拥有完全相同的基因，但在过去一年中，他们的生活环境却截然不同。斯科特在过去一年中一直在一个非常不寻常的微重力环境中度过，而马克则在地球上一个更自然的环境中度过。与此同时，NASA一直在对他们两人进行几乎所有能做的医学测试。因此，当他们分析结果时，他们将试图更好地理解长期太空旅行对人体的影响。
通过拥有一个精确的基因复制品来比较结果，研究人员可以更确定是环境还是基因导致了这些差异。
异卵双胞胎，也称为异性双胞胎，也很重要。就像任何兄弟姐妹一样，他们共享50%的相同基因，但他们也是完全相同的年龄，所以研究他们比研究一般的兄弟姐妹更好，因为年龄可以排除在方程式之外。然而，一些最有力的双胞胎研究实际上是在同一情况下研究同卵和异卵双胞胎。如果同卵双胞胎和异卵双胞胎同样有可能拥有某种特征或疾病，那么该特征仅受遗传影响的可能性就小得多。
在NASA的情况下，双胞胎研究的样本量是最小的，只有一对双胞胎，而且没有异卵双胞胎可以进行比较。此外，还有一些其他变量需要考虑；凯利双胞胎在这一年里并没有吃同样的食物，而食物已知会影响肠道微生物组，NASA正在研究这一点。
然而，NASA的双胞胎研究是一项开创性的研究，有望指导科学家们找出斯科特·凯利的基因是如何受到他一年太空生活的影响的，并最终使太空飞行更安全。
