2015년 미국 국립정신보건원 인간두뇌수집원 원장 바버라 립스카는 어느 날 갑자기 ‘이상하고 무시무시하게’ 변했다. 동네에서 길을 잃어 집을 찾지 못하는가 하면 가족들에게 뜬금없이 화를 낸다. 머리에 바른 염색약이 줄줄 흘러내리는 줄도 모르고 동네를 하염없이 달리고, 전날 먹은 피자가 플라스틱 덩어리라는 생각에 누군가 자신을 독살하려 한다는 망상에 시달린다. 30년 이상 동물과 인간의 뇌를 해부하고 정신질환의 원인에 대해 연구하던 뇌 과학자의 정신이 붕괴했다는 징후였다. 흑색종이 뇌에 전이돼 곳곳에 종양이 생겼던 립스카는 결과적으로 1~2년 사이에 건강을 회복했다. 심각한 뇌 기능장애를 겪은 사람이 치료에 성공하는 경우는 흔치 않은 터라 스스로도 극적이라고 여겼다. 자신의 특별한 경험을 다룬 이 에세이는 정신질환의 소용돌이에 빠져들었던 한 생존자의 투쟁기인 동시에 불안·망상·분노·기억상실에 빠진 뇌에 대한 한 과학자의 탐구기다. 립스카는 정신질환을 직접 경험한 과학자만이 할 수 있는 이야기를 신경과학적 지식을 바탕 삼아 생생하게 들려 준다. 뇌는 어떻게 정신질환을 만들어 내는지, 정신이 망가져도 알아채지 못하는 이유는 무엇인지, 스스로 통제할 수 없는 상황에 놓인 기분은 어떤 것인지, 뇌는 어떻게 우리를 인간답게 하는지에 대해. 정신을 잃었다가 되찾은 이후 립스카는 다른 사람의 감정과 곤경에 더 세심하게 주파수를 맞추게 됐다고 한다. 무엇보다 정신질환을 앓는 사람들에게 동질감을 느끼게 됐다는 그는 정신질환자에 대한 편견이 여전한 사회에 중요한 깨달음을 안긴다. 암이 환자의 잘못이 아닌 것처럼 정신질환 역시 환자의 잘못이 아니라는 점, 정신질환자를 대할 때는 깊은 이해와 공감이 필요하다는 점이다. 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr

“애들도 우울증을 겪을 수 있다고? 말도 안되는 소리”라고 할 수 있겠지만 의외로 아동 우울증에 시달리는 아이들이 많다. 아동 우울증은 어른들의 우울증과 달리 자신들이 좋아하는 일에는 적극적인 모습을 보이기 때문에 부모들도 쉽게 눈치채지 못하고 지나가는 경우가 많다. 그러나 평소와 달리 짜증이 늘고 평소 잘 하던 일도 어려워하거나 귀찮아하는 경우가 잦아지면 아동 우울증을 의심해봐야 한다고 한다. 그런데 야구나 축구, 농구처럼 또래들과 어울려 할 수 있는 운동을 한다면 아동 우울증을 예방하고 증상을 완화할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 미주리 워싱턴대 의대 심리·뇌과학과, 정신과학과, 방사선의학과, 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 인지과학과, 인간발달센터, 버몬트대 정신과학과, 버몬트 아동청소년가족센터 공동연구팀은 다른 아이들과 함께 하는 체육활동이 협동심과 사회성을 높일 뿐만 아니라 우울증을 예방하고 완화시키는데 도움이 된다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘생물정신과학 : 인지신경과학과 뉴로이미지‘ 최신호에 실렸다. 성인들의 우울증은 기억과 스트레스에 반응하는데 중요한 역할을 하는 뇌 부위인 해마가 수축되면서 나타날 수 있다고 알려져 왔다. 우울증상을 겪고 있는 아이들의 뇌를 분석한 결과도 비슷하다. 연구팀은 9~11세 남녀 어린이 4191명을 대상으로 뇌와 인지발달 검사를 실시했다. 연구팀은 스포츠를 비롯한 예체능 활동 참여와 우울증상에 관해 집중적으로 분석하는 동시에 뇌 스캔을 통해 해마의 부피를 측정했다. 그 결과 음악, 미술 같은 예술 분야나 스포츠 분야 활동에 참여하는 아이들이 그렇지 않은 아이들보다 우울증상이 덜 나타나는 것으로 분석됐다. 남자 아이들의 경우는 스포츠 분야, 특히 다른 또래 아이들과 함께할 수 있는 축구, 야구, 농구 같은 집단 체육활동이 우울증 감소에 도움이 됐으며 해마도 건강하게 유지된다는 사실을 밝혀냈다. 반면 여자아이들은 예체능 과외활동이 우울증 감소와 정신건강에 도움이 되지만 집단 체육활동에 대해서는 상관관계가 나타나지 않았다. 디에나 바흐 워싱턴대 의대 교수는 “이번 연구결과는 음악이나 미술, 체육 같은 예체능 활동이 남녀 청소년 모두의 뇌정신건강에 도움이 되며 특히 스포츠 활동은 남학생들의 우울증과 폭력성 감소에 도움이 된다”라며 “특히 학교에서도 학습과 함께 예체능 활동을 적절히 조화시키는 것이 아이들의 올바른 성장에도 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘사촌이 땅을 사면 배가 아프다.’ 표준국어대사전은 이 속담을 ‘남이 잘되는 것을 기뻐해 주지는 않고 오히려 질투하고 시기하는 경우를 비유적으로 이르는 말’이라고 설명한다. 하지만 사촌이 땅을 샀을 때 진짜 배가 아플 수도 있다. 몸과 마음은 연결돼 있기 때문이다. 약 100년 전 하버드 의대 생리학교실의 주임 교수였던 월터 캐논은 스트레스와 연관돼 나타나는 생리적 반응의 기전을 밝혀냈다. 캐논 교수 연구에 따르면 심박동 증가, 발한, 동공 확장 등과 같은 현상은 흉부 교감신경 뉴런이 활성화돼 부신 수질을 자극해 분비되는 물질에 의해 일어난다. 이 물질은 에피네프린과 노르에피네프린 등으로, ‘투쟁 또는 도피’에 대비하기 위한 일종의 예비 반응이다. 이런 반응은 각 기관의 기능에 영향을 준다. 장의 연동 운동을 억제해 소화가 안 되고 복통이 일어날 수도 있다. 사촌이 땅을 사면 정말 배가 아플 수 있는 건 이런 이유에서다. 반대로 부교감신경은 평온한 휴식 상태에서 더욱 활성화돼 심박동 속도를 늦추고 호흡을 안정시키며 장운동을 촉진하고 동공을 수축시킨다. 최근 연구 결과에 따르면 뇌와 부신 수질이 직접 연결될 수도 있다. 미국 피츠버그 의대의 피터 스트릭 교수는 이를 증명하려고 영장류를 대상으로 뉴런의 축삭돌기에서 세포체 방향으로 거슬러 올라가는 추적 물질을 주사했다. 그 결과 전두엽의 운동 피질, 감각 피질 영역, 내측 전전두엽 등에서 추적 물질이 발견됐다. 운동·감각 피질은 어떻게 움직여야 하는지 결정하는 데 중요한 기능을 한다. 내측 전전두엽은 우울증과 관련이 많은 뇌 영역이다. 이런 연구 결과는 뇌에서 일어나는 일이 직접적으로 신체의 스트레스 반응을 일으키는데 기여하고 있음을 시사한다. 몸과 마음, 그리고 뇌의 연결 관계는 ‘사촌이 땅을 사면 배가 아픈’ 것 정도로 그치지 않는다. 스트레스는 심장, 혈압, 신진대사에 광범위한 영향을 준다. 소위 ‘만병의 근원’이다. 마음과 뇌의 건강을 챙겨야 신체도 건강해질 수 있다는 것은 이제 부정할 수 없는 사실이 됐다. 이런 연결성을 생각할 때 신체의 신호는 마음과 뇌의 건강 상태를 반영하는 ‘바로미터’라고 할 수 있다. 이에 대한 면밀한 연구가 필요하다. 최근 개정된 ‘정신질환 진단 및 통계 편람분류 제5판’(DSM-5)은 ‘신체 증상 장애’라는 진단명을 사용한다. 이 진단명은 ‘신체 질환의 원인이 발견되지 않으나 이와 유사한 증상을 유발하는 정신질환’으로 정의한다. 질병 불안 장애, 통증 장애, 신체 이형 장애 등 뇌과학적으로 규명해야 할 질환들이 아직 많다. 흔히 우리는 ‘몸과 마음은 하나’라고 말한다. 하지만 뇌과학이 발달하면서 ‘몸과 뇌는 하나’라는 말로 바꿔야 할 때가 된 것 같다. 몸과 뇌의 연결성에 대한 연구가 활발히 진행돼 몸과 뇌 모두의 총체적인 건강을 이뤄가길 기대한다.

미국영화연구소(AFI)가 선정한 100대 영화에 포함된 마틴 스코세이지 감독의 1976년 작품 ‘택시 드라이버’와 1978년 마이클 치미노 감독이 만든 ‘디어 헌터’의 공통점은 뭘까.우선 주인공이 로버트 드니로라는 점. 그리고 트라우마라고 부르는 ‘외상 후 스트레스 장애’(PTSD)로 인해 삶이 망가져 버린 베트남전 참전 군인들의 모습을 그렸다는 점을 꼽을 수 있다. 이처럼 차마 눈 뜨고 볼 수 없을 정도로 참혹한 전장이나 예상치 못한 지진해일(쓰나미), 지진, 화산 같은 자연재해와 대형 사건사고에 노출된 사람들은 단 한 번의 경험으로 새겨진 트라우마 때문에 남은 삶을 정상적으로 영위해 나가기 힘들어하는 경우가 많다. 광유전학이나 뇌과학이 발달하면서 삶 자체를 위협하는 고통스러운 기억만을 족집게처럼 콕 찍어 없애는 방법들이 활발히 연구되고 있다. 기초과힉연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 신희섭 단장팀은 시각자극을 통해 PTSD를 치료하는 방법의 메커니즘을 밝혀내고 공포기억과 관련한 새로운 뇌 회로를 발견했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 14일자에 실렸다. 현재 신경정신과에서는 트라우마를 치료할 때 환자가 공포기억을 떠올리도록 한 뒤 빛을 이용해 눈동자를 좌우로 움직이도록 시각자극을 주는 ‘안구운동 민감 소실 및 재처리요법’(EMDR)을 활용하고 있다. EMDR은 트라우마로 남은 공포기억을 회상하면서 눈동자를 좌우로 움직이도록 함으로써 뇌의 정보처리 기능을 활성화시켜 두려웠던 기억을 저 멀리 사라지게 만드는 기법이다. 실제로 2001년 미국 9·11테러, 2004년 발생한 태국 쓰나미 사태, 1995년 일본 고베지진 때 살아남은 사람들의 공포기억을 치유하는 데 EMDR이 활용된 바 있다. EMDR이 트라우마 치료에 효과적이라는 것은 알려져 있지만 어떤 방식으로 작동돼 공포기억을 제거하는지는 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 특정 소리와 함께 전기충격을 줘 소리에 대한 공포기억을 심어 줬다. 공포기억이 생긴 생쥐는 소리만 들려도 몸이 얼어붙는 공포반응을 보이게 된다. 연구팀은 생쥐가 소리에 공포반응을 보일 때 좌우로 반복해서 깜박거리는 LED 빛을 보도록 하면 몸이 얼어붙는 공포반응이 빠르게 감소한다는 사실을 확인했다. 또 시간이 지난 뒤나 다른 장소에서 똑같은 상황에 맞닥뜨려도 공포반응이 나타나는 비율이 낮다는 것도 확인했다. 사람의 트라우마 치료에 사용되는 EMDR의 치료 효과가 생쥐에게서도 똑같이 나타난다는 것이다. 연구팀은 빛과 유전공학적 기법을 결합해 특정 세포를 조절하는 광유전학을 통해 뇌에서 안구 운동과 주의집중을 담당하는 상구와 중앙 내측 시상핵을 거쳐 기억이 저장되는 편도체에 이르는 신경회로가 공포기억을 관장하는 새로운 통로라는 사실도 밝혀냈다. 신희섭 단장은 “PTSD는 단 한 번의 충격적인 경험으로 형성되지만 기존의 약물과 심리치료 방식으로는 치유기간이 오래 걸린다”며 “이번에 발견한 공포기억 억제회로를 조절하는 약물이나 기술을 개발해 PTSD를 좀더 손쉽게 치료하는 방법을 찾을 것”이라고 말했다. IBS 신희섭 단장팀 연구 이전에 카이스트 생명과학과와 미국 존스홉킨스 의대, 컬럼비아 의대 공동연구팀은 뇌의 흥분성 신경세포에서 포도당과 유사한 물질을 대사할 수 있도록 만들어 주는 이노시톨 대사효소를 제거하면 공포기억이 빠르게 사라진다는 사실을 발견해 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1월 28일자에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국영화연구소(AFI)가 선정한 100대 영화에 포함된 마틴 스코세이지 감독의 1976년 작품 ‘택시 드라이버’와 1978년 마이클 치미노 감독이 만든 ‘디어 헌터’의 공통점은 뭘까. 우선 주인공이 로버트 드니로라는 점. 그리고 트라우마라고 부르는 ‘외상 후 스트레스 장애’(PTSD)로 인해 삶이 망가져 버린 베트남전 참전 군인들의 모습을 그렸다는 점을 꼽을 수 있다. 이처럼 차마 눈 뜨고 볼 수 없을 정도로 참혹한 전장이나 예상치 못한 지진해일(쓰나미), 지진, 화산 같은 자연재해와 대형 사건사고에 노출된 사람들은 단 한 번의 경험으로 새겨진 트라우마 때문에 남은 삶을 정상적으로 영위해 나가기 힘들어하는 경우가 많다. 광유전학이나 뇌과학이 발달하면서 삶 자체를 위협하는 고통스러운 기억만을 족집게처럼 콕 찍어 없애는 방법들이 활발히 연구되고 있다. 기초과힉연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 신희섭 단장팀은 시각자극을 통해 PTSD를 치료하는 방법의 메커니즘을 밝혀내고 공포기억과 관련한 새로운 뇌 회로를 발견했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 14일자에 실렸다. 현재 신경정신과에서는 트라우마를 치료할 때 환자가 공포기억을 떠올리도록 한 뒤 빛을 이용해 눈동자를 좌우로 움직이도록 시각자극을 주는 ‘안구운동 민감 소실 및 재처리요법’(EMDR)을 활용하고 있다. EMDR은 트라우마로 남은 공포기억을 회상하면서 눈동자를 좌우로 움직이도록 함으로써 뇌의 정보처리 기능을 활성화시켜 두려웠던 기억을 저 멀리 사라지게 만드는 기법이다. 실제로 2001년 미국 9·11테러, 2004년 발생한 태국 쓰나미 사태, 1995년 일본 고베지진 때 살아남은 사람들의 공포기억을 치유하는 데 EMDR이 활용된 바 있다.EMDR이 트라우마 치료에 효과적이라는 것은 알려져 있지만 어떤 방식으로 작동돼 공포기억을 제거하는지는 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 특정 소리와 함께 전기충격을 줘 소리에 대한 공포기억을 심어 줬다. 공포기억이 생긴 생쥐는 소리만 들려도 몸이 얼어붙는 공포반응을 보이게 된다. 연구팀은 생쥐가 소리에 공포반응을 보일 때 좌우로 반복해서 깜박거리는 LED 빛을 보도록 하면 몸이 얼어붙는 공포반응이 빠르게 감소한다는 사실을 확인했다. 또 시간이 지난 뒤나 다른 장소에서 똑같은 상황에 맞닥뜨려도 공포반응이 나타나는 비율이 낮다는 것도 확인했다. 사람의 트라우마 치료에 사용되는 EMDR의 치료 효과가 생쥐에게서도 똑같이 나타난다는 것이다. 연구팀은 빛과 유전공학적 기법을 결합해 특정 세포를 조절하는 광유전학을 통해 뇌에서 안구 운동과 주의집중을 담당하는 상구와 중앙 내측 시상핵을 거쳐 기억이 저장되는 편도체에 이르는 신경회로가 공포기억을 관장하는 새로운 통로라는 사실도 밝혀냈다. 신희섭 단장은 “PTSD는 단 한 번의 충격적인 경험으로 형성되지만 기존의 약물과 심리치료 방식으로는 치유기간이 오래 걸린다”며 “이번에 발견한 공포기억 억제회로를 조절하는 약물이나 기술을 개발해 PTSD를 좀더 손쉽게 치료하는 방법을 찾을 것”이라고 말했다. IBS 신희섭 단장팀 연구 이전에 카이스트 생명과학과와 미국 존스홉킨스 의대, 컬럼비아 의대 공동연구팀은 뇌의 흥분성 신경세포에서 포도당과 유사한 물질을 대사할 수 있도록 만들어 주는 이노시톨 대사효소를 제거하면 공포기억이 빠르게 사라진다는 사실을 발견해 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1월 28일자에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

언제부터인가 ‘꿀잠’이라는 신조어가 매스컴이나 광고에서 자주 보인다. 이 말이 널리 쓰이게 된 이유는 잘 자는 것에 대한 관심이 커진 측면도 있지만, 잠을 잘 시간이 부족하거나 ‘달지 않은’ 잠을 자는 날이 많아서가 아닐까 하는 생각이 든다. 꿀잠이 일상이 되지 못하고 ‘희망사항’이 된 현대인에게 뇌과학은 지속적으로 경종을 울리고 있다. 최근 이와 관련한 중요한 연구 결과가 발표됐다. 지난달 미국 세인트루이스 워싱턴대학교의 데이비드 홀츠만 교수팀은 사이언스지에 잠을 못 자면 알츠하이머 치매의 진행이 빨라진다는 사실을 입증한 흥미로운 논문을 게재했다. 이 연구에서 홀츠만 교수는 잠을 자지 못하면 ‘타우 단백질’이 뇌에서 확산하는 속도가 빨라진다고 보고했다. 알츠하이머 치매를 유발하는 것으로 알려진 주요 물질은 뇌속의 ‘아밀로이드베타’와 ‘타우 단백질’이다. 아밀로이드베타는 증상이 있기 10여년 전부터 뇌에 서서히 축적된다. 아밀로이드베타가 거의 최고조에 이를 즈음 타우 단백질이 증가하기 시작해 치매로 이행되는 결정적인 뇌 손상을 일으킨다. 이번 연구로 잠이 부족하면 아밀로이드베타가 증가하고 뇌 세포에 손상을 주는 타우 단백질이 뇌에서 빠르게 확산한다는 것이 명백해졌다. 원래 타우 단백질 농도는 깨어 있을 때 높아지고 잠을 잘 때 낮아진다. 매일 정기적으로 오르내린다. 야행성인 쥐는 깨어 있는 밤에 잠을 자는 낮보다 2배 정도 높은 타우 단백질 농도를 보인다. 이번 연구에서 낮에 쥐의 수면을 인위적으로 방해하자 평소보다 두 배나 높은 타우 단백질 농도를 보였다. 사람에서는 수면박탈 때 뇌척수액에서의 타우 단백질 농도가 1.5배 증가했다. 그러나 이런 연구방법론은 수면박탈 때 발생하는 스트레스의 영향을 피할 수 없다는 한계가 있었다. 그래서 연구팀은 각성을 유발하는 ‘상유두핵’이라는 뇌 부위에 특수한 수용체를 발현시키고 그 수용체와 작용할 수 있는 약물을 투여해 스트레스를 최소화한 수면박탈법을 시도했고, 이번에도 역시 타우 단백질의 증가를 확인할 수 있었다. 게다가 기억 기능과 밀접한 관계가 있는 ‘해마’ 부위에 타우 단백질을 주입하고 수면을 방해한 군과 정상 수면군을 4주 후에 비교했을 때 수면을 방해한 쥐의 해마에 타우 단백질이 넓게 퍼져 알츠하이머병이 가속됨을 확인했다. 2017년 우리나라는 노인 인구가 전체 인구의 14%를 넘어선 고령사회에 도달했다. 노인 인구에서 수면 문제는 매우 흔하면서도 간과하기 쉬운 증상이다. 전문가들은 수면 문제가 치매와 밀접한 연관이 있을 것으로 추정하고 있다. 이와 관련한 뇌과학 연구 결과들은 같은 방향을 가리키고 있다. 잘 자는 것이 치매를 예방할 수 있는지는 미지수이나 수면 문제가 치매를 악화시킬 수 있다는 것에 의견이 모인다. 뇌 건강을 위해 건강한 수면은 선택이 아니라 필수라는 것을 잊지 말아야겠다.

SF 영화를 보면 빛이나 초음파를 이용해 상대를 조종하거나 뇌파를 변화시키는 장면이 나온다. 사람을 조종하는 것은 아니지만 비정상적인 움직임을 보이는 뇌 부위를 초음파로 자극해 치료할 수 있는 방법이 나왔다. 카이스트 전기및전자공학부, 덴마크 공과대(DTU) 공동연구팀이 초소형, 초경량화시킨 미세초음파소자를 이용해 살아움직이는 쥐의 뇌에 초음파 자극을 줄 수 있는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘뇌 자극’ 3월호에 실릴 계획이다. 기존에는 뇌의 특정 영역을 미세하게 자극할 수 있는 심부뇌자극술과 광유전학을 이용해 빛으로 뇌를 자극하는 자극방법이 있지만 외과수술을 통해 칩이나 자극기기를 삽입해야 하기 때문에 임상에 적용이 쉽지 않다. 반면 경두개전기자극술과 경두개자기자극술은 외과수술 없이 비침습적으로 자극이 가능하지만 자극부위가 지나치게 넓고 뇌 깊이 자극할 수가 없어서 적용에 한계가 있다. 초음파는 비침습적이기 때문에 동물실험이나 인체에도 안전하게 사용할 수 있으며 초음파를 한 점에 집중시킬 수 있어 원하는 부위에 깊이 자극이 가능하다는 장점이 있다. 문제는 초음파 소자가 무거워 생쥐실험을 할 때도 반드시 고정하거나 마취를 시켜야만 했다.연구팀은 미소전자기계시스템(MEMS) 기술을 활용해 1g 미만의 초경량, 초음파 소자를 개발했다. 특히 생쥐의 몸에 맞는 중심주파수, 크기, 초점거리, 초음파 세기를 갖도록 만들었다. 이렇게 만들어진 초음파 소자를 이용해 쥐의 대뇌 운동피질을 자극해 쥐의 앞발을 움직이도록 했다. 그 결과 초음파 강도를 높일수록 운동피질이 더 많이 자극돼 쥐의 앞발이 더 빨리 움직이는 것을 확인했다. 이번 기술을 활용하면 쥐 뇌의 3~4㎜ 깊이까지 초음파가 도달할 수 있으며 쥐 뇌 전체 크기의 25%를 자극할 수 있다고 연구진은 설명했다. 현재 연구팀은 이번에 개발한 기술을 활용해 초음파가 수면에 미치는 영향을 연구 중에 있다. 이현주 카이스트 전기및전자공학부 교수는 “이번에 개발한 초경량 초음파 소자를 활용함으로써 고정되거나 마취된 상태가 아닌 살아움직이는 상태에서 초음파의 영향을 확인할 수 있게 됐다”며 “수면장애, 파킨슨병, 치매, 우울증 같은 여러 뇌 질환의 새로운 치료법 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오류 가능성 높여 정신장애 원인되기도신약이나 새로운 물질을 개발할 때는 항상 동물을 이용해 독성이나 부작용을 확인하는 전임상실험을 합니다. 제브라피시나 초파리, 생쥐도 활용되고 있지만 이런 동물들로 실험을 할 경우 사람에게 나타날 수 있는 문제점이 발견되지 않을 가능성이 높습니다. 그렇기 때문에 사람과 유전자 일치도가 93.5%에 이르는 원숭이로 실험을 하곤 합니다. 원숭이는 사람과 유사성 때문에 뇌과학 연구에서도 많이 활용되고 있습니다. 이스라엘 와이즈만 과학연구소, 텔아비브대 의대, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 신경외과 공동연구팀은 사람과 원숭이의 뇌를 비교 분석해 ‘뇌 소프트웨어’가 서로 다르다는 것을 밝혀냈습니다. 사람의 높은 지능은 물론 각종 정신장애의 원인도 다름 아닌 진화를 통해 장착된 뇌의 소프트웨어 때문이라는 것입니다. 이런 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 17일자에 실렸습니다. 그동안 많은 연구자들은 사람의 뇌를 이해하기 위해 이들 둘의 해부학적 차이(하드웨어)에만 주목해왔습니다. 그렇지만 이번 연구팀은 하드웨어가 아닌 소프트웨어인 뇌신호에 주목한 것입니다. 연구팀은 편도체와 대상피질에 주목해 비교했습니다. 진화적 관점에서 보면 원시적 영역인 편도체는 정서, 특히 공포감정과 공포기억에 관련돼 있으며 대상피질은 학습 같은 정교한 인지기능과 통제를 담당하는 것으로 알려져 있습니다. 뇌과학 연구의 궁극적 목표는 인간의 뇌에 대해 알고자 하는 것이지만, 사람의 뇌를 직접 연구하는 것은 쉽지 않은 일입니다. 멀쩡한 자신의 뇌를 열어 과학자들에게 공개하겠다고 나서는 사람은 없을테니 말입니다. 보통 뇌전증 환자들을 치료할 때는 뇌에 미세한 전극을 이식한 뒤 전기신호를 모니터링하면서 뇌의 어떤 부위에서 이상신호가 발생해 발작을 일으키는지를 찾습니다. 그 다음 이상신호를 유발시키는 손상된 뇌조직과 전극을 제거하는 수술을 하는 것이지요. 치료를 위해 전극이 심어져 있기 때문에 뇌전증 환자들은 이번처럼 뇌기능 연구에도 자발적으로 참여하기도 합니다. 연구팀 역시 뇌전증 수술을 받기 위해 전극을 이식받은 환자 7명과 원숭이 5마리를 대상으로 편도체와 대상피질의 뉴런 움직임을 비교했습니다. 연구팀은 두 영역에 있는 750여개의 뉴런을 대상으로 강건성(robustness)과 효율성(efficiency)을 분석했습니다. 강건성은 일부 뉴런이나 시냅스의 오작동이 있더라도 전체 시스템의 특성이 변하지 않는 성질을 말합니다. 반면 효율성은 정보처리의 속도를 위해 시스템 안정성을 희생하는 것을 의미합니다. 분석 결과 사람은 편도체나 대상피질 모두에서 강건성보다 효율성이 높은 것으로 나타났다고 합니다. 뇌의 효율성이 높다는 것은 환경에 빠르게 적응하기 위해 신경세포의 활성패턴을 빠르게 전환시킬 수 있다는 말이기도 합니다. 인간이 뇌의 효율적 활용을 위해 강건성을 희생한 것으로 해석할 수 있을 것입니다. 효율성 중심의 패턴 때문에 뛰어난 지적 능력을 발휘할 수 있겠지만 그만큼 오류 가능성도 높아집니다. 바로 이 오류가 정신장애라는 결과로 나타날 수 있다는 것이 연구진의 설명입니다. 연구진이 제시한 ‘강건성-효율성 상충가설’에 대해 많은 신경과학자들은 추가 연구를 통해 검증돼야 할 부분이지만 매우 흥미있는 내용이라고 평가하고 있습니다. 그런데 이번 연구 결과를 보면서 문득 스쳐지나간 생각입니다만, ‘이것이 신이 인간을 창조한 증거’라거나 ‘창조과학을 뒷받침하는 증거’라고 주장하는 사람들은 설마 없겠지요. edmondy@seoul.co.kr

치매에 대한 공포는 노년층 뿐만 아니라 곧 노인이 되는 중년층들에게도 있다. 알츠하이머나 치매 현상과는 관계없지만 청년층에서도 디지털 기기의 과도한 사용으로 인한 ‘디지털 치매’ 현상이 나타나고 있어 청년층들에게도 ‘기억을 잃는다는 것’에 대한 공포를 느끼고 있다. 그래서 간혹 물건을 놓고 오거나 약속을 깜박할 경우 ‘혹시 치매가 아닐까’라고 덜컥 걱정을 하는 경우도 많다. 국내 연구진이 피 한 방울만으로도 치매 여부와 진행 상황을 판단할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 서울대 의대 묵인희, 이동영 교수 공동연구팀은 베타아밀로이드와 함께 알츠하이머 유발물질로 주목받고 있는 타우 단백질의 뇌 축적 정도를 혈액검사만으로 예측할 수 있는 방법을 개발하고 뇌과학분야 국제학술지 ‘브레인’ 21일자 표지논문으로 발표했다. 알츠하이머는 치매 원인의 50~70%를 차지하고 있으며 뇌세포 손상이 진행된 이후 발견되면 근본적인 치료가 어렵기 때문에 조기 진단이 무엇보다 중요하다. 많은 경우 양전자 단층촬영(PET) 기술을 활용해 뇌에 알츠하이머 원인 단백질 축적 여부를 확인하는 조기진단을 하고 있지만 워낙 고가여서 환자들의 부담이 큰 상황이다. 연구팀은 혈중에 존재하는 타우 단백질 농도가 뇌 속 타우 단백질 축적과 밀접한 관계가 있을 것으로 보고 실험을 실시했다. 연구팀은 인지기능이 정상인 52명, 경도 인지장애를 앓고 있는 9명, 알츠하이머 치매 15명 총 76명을 대상으로 했다. 분석 결과 혈중 타우 단백질과 지금까지 알츠하이머의 또 다른 원인으로 잘 알려진 베타아밀로이드 비율이 밀접한 관계가 있을 뿐만 아니라 뇌의 타우 단백질 양과 해부학적 차원에서 알츠하이머 진행과정과 상관관계가 있음을 연구진은 밝혀냈다. 또 뇌 속 타우단백질 축적 유무에 따라 혈중 타우단백질 양도 매우 유의미함을 밝혀냈다. 실제로 혈중 타우 단백질 농도에 따라 민감도 80% 수준에서 뇌의 타우 축적을 91% 가량 예측하는데도 성공했다.묵인희 교수는 “이번 연구결과를 실용화하면 치매의 진행정도를 보다 정확히 예측할 수 있기 때문에 치매 예방, 진행억제에 기여할 것”이라며 “추가 연구를 통해 치매와 관련된 추가적 지표를 발굴하고 베타아밀로이드 예측기술을 함께 사용할 수 있도록 해 치매 예측의 정확도를 더욱 높일 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전 세계적으로 1억명 이상이 앓고 있는 치매나 뇌졸중 등 뇌신경질환의 진단및 예방, 치료기술 개발을 실용화하기 위해서는 뇌관련 첨단산업과 의료기관이 한곳에 결집해 협력할수 있는 클러스터 조성이 시급하다는 주장이 제기됐다. 17일 수원 라마다 플라자 호텔에서 열린 ‘뇌 과학-ICT-의료융합클러스터 조성을 위한 컨퍼런스’에서는 이를 포함한 다양한 의견이 나왔다. 이날 컨퍼런스는 신약개발업체인 (주)지엔티파마가 주최하고 보건복지부, 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 국토교통부, 한국뇌신경과학회, 뇌질환연구협의회가 후원했다. 지엔티파마는 난치성 질환인 뇌졸중·치매 치료제를 개발해 국내·외에서 임상시험 중에 있으며 국내 최초의 뇌 관련 의료복합단지인 ‘브레인 사이언스파크 조성 사업’을 추진중이다. 이날 컨퍼런스에서 세계신경과학회 회장과 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소장을 지낸 데니스 최(한국명 최원규) 미국 뉴욕스토니브룩의과대 석좌교수는 기조 강연을 통해 “급속히 발전하는 뇌과학에 힘입어 뇌·척수 등 신경질환의 치료 기술 개발이 활발히 진행되고 있고 뇌기반 인공지능이 4차 산업을 주도하고 있다”면서 “한국은 의료 수요와 함께 관련 기업의 연구개발 역량이 잘 갖춰져 있고 정부도 적극적인 지원 정책을 펴고 있는 만큼, 뇌관련 의료융합 클러스터가 필요하다”고 강조했다. 최교수는 또 “20년전에는 글로벌 뇌질환 신약개발 연구비가 한해에 약 100억달러(12조원)에 달했으나 시기적으로 너무 앞선 바람에 성과가 미흡했다”며 “이제는 실험실의 연구결과를 뇌질환 환자의 치료에 적용할 수 있는 다양한 기술과 임상연구가 가능해 지면서 한국에서도 세계가 주목할 만한 결과물이 속속 개발되고 있어 매우 고무적으로 생각한다”고 말했다. 이와관련, (주)지엔티파마가 과학기술정보통신부와 보건복지부, 경기도의 지원을 받아 개발한 치매치료제(AAD-2004)가 중증 치매에 걸린 반려견에서 치료 효과를 보였으며 뇌졸중 치료제(Neu 2000)는 중국에서 임상 2상 환자(237명) 등록을 끝내고 올 하반기 임상 3상에 들어간다. 지엔티파마는 이같은 성과물을 기반으로 수도권 지역에 브레인 사이언스 파크를 조성해 신약개발및 뇌질환 전문 의료시설, 뇌 연구원, 의료기기 기업, 로봇및 인공지등 등 혁신기술 개발업체를 유치한다는 계획이다. 최 교수는 “브레인 사이언스파크 조성 사업은 한국의 뇌산업을 한 단계 발전시킬 수 있는 멋진 비젼이다”면서 “이 계획이 완성된다면 삼성전자나 SK 하이닉스 등 IT산업 생태계와 바이오 기업이 만나 융복합 시너지를 발휘할 수 있는 절호의 기회가 될 것”이라고 전망했다. 허성오 한국뇌신경과학회장(한림대의대 교수)은 “현 정부는 2019년도 국가 R&D 예산을 전년도 대비 4.4% 증가한 20조 5000억원을 배정하는 등 신약개발을 포함한 미래 성장동력 창출에 힘을 모으고 있다”면서 “특히 뇌과학-ICT-의료융합클러스터 구축과 같은 인프라 구축사업은 무한 경쟁체제에 돌입한 글로벌 신약개발 시장에서 우리나라가 유리한 고지를 선점하는데 필수적인 핵심 전략이 될 것”이라고 강조했다.두번째 세션에서 지엔티파마 곽병주 대표도 ‘4차산업혁명과 치매’란 주제강연을 통해 “전 세계는 1억명이 넘는 치매와 뇌졸중 환자로 심각한 사회·경제적인 부담을 안고 있다. 이같은 문제는 4차산업혁명으로 반드시 해결해야할 과제로, 뇌과학·정보통신기술·의료기관이 긴밀히 협력할수 있는 브레인 사이언스 파크 조성 사업 등이 기반이 될 것”이라고 역설했다. 컨퍼런스에서는 이밖에 한국보건산업진흥원 좌용건 전문위원(4차 산업혁명 시대의 의료클러스터 육성정책)과 한국 자산관리연구원 고종완 원장(지역경제및 향후 전망) 등의 주제 강연이 있었다. 한편 이날 컨퍼런스에는 노웅래 민주당 국회의원, 김종천 과천시장, 이건한 용인시의회 의장 등 정치인과 학계및 의료계 관계자, 기업인, 지역 주민 등 400여명이 참석해 지엔티파마가 추진중인 브레인 사이언스파크 조성사업에 높은 관심을 보였다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

DGIST는 뇌·인지과학전공 유성운 교수팀이 뇌 면역세포인 미세아교세포의 자가포식 작용이 염증자극에 의해 조절되는 새로운 메커니즘을 규명했다고 8일(화) 밝혔다. 뇌 면역세포인 ‘미세아교세포’는 뇌 속 청소부로 뇌 조직에 누적된 해로운 물질을 없애는 역할을 한다. 자가포식 작용은 불필요하거나 독성을 지닌 세포 내부 물질을 제거하는데 중요한 작용으로, 일본의 오스미 요시노리 교수가 관련 연구로 2016년 노벨생리학상을 수상하기도 했다. 유 교수팀은 미세아교세포의 표면에 존재하는 ‘TLR4’라는 수용체에 염증유도 물질이 결합하면 세포 내에서 PI3K/Akt신호전달 경로가 활성화되며 자가포식 작용이 억제된다는 것을 밝혔다. 자가포식 작용 억제는 알츠하이머병을 일으키는 아밀로이드베타를 분해하는 능력 저하로 이어져 병을 악화시키는 것을 최초로 확인했다. 염증반응과 뇌세포 자가포식 작용이 퇴행성 뇌질환과 관련이 있음을 보여주는 연구는 계속돼 왔으나 관련 과정에 대한 이해는 아직까지 부족했다. 또한 미세아교세포와 반대로 우리 몸 다른 면역세포들은 염증자극에 의해 자가포식 작용이 더 활발해진다고 알려져 왔다. 따라서 이번 연구는 뇌세포의 자가포식 작용 연구를 통해 자가포식 작용에 문제가 발생할 경우 어떻게 뇌기능에 영향을 주는지를 이해해 뇌질환 치료에 중요한 단서를 제시해줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유 교수는 “퇴행성 뇌질환에 걸리면 항상 신경염증이 증가하는데, 이 때 염증 증가와 연관된 미세아교세포에서 자가포식 현상이 억제된다는 것은 알려져 있지 않았다”며 “뇌조직세포에 초점을 맞춰 신경염증과 자가포식 작용간의 연관성을 계속해서 연구한다면 앞으로 뇌질환 치료제 개발에 한층 더 다가갈 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 자가포식 분야 최고 권위 학술지인 ‘오토파지’ 저널에 지난 달 7일 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 뇌과학원천사업, 중견연구자 지원사업과 DGIST 뇌신경 가소성 기반 재활기전 및 재활기법의 융합연구 과제의 지원을 받아 진행했다. 이번 연구에는 DGIST 뇌·인지과학전공 이지원, 남혜리 박사과정 학생과 김은정 석사과정 학생이 공동 제1저자로 참여했으며, DGIST 뇌·인지과학전공 김은경 교수팀, 서울대학교 치의과대학 이성중 교수팀, 한국생명공학연구원 김선영 박사가 공동연구자로 참여했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

조울병은 조증과 우울증이 반복적으로 나타나는 주요 정신과 질환이다. ‘조증 삽화’는 과도한 자만심이나 과대 망상을 보이고 말을 멈추지 않는다. 여기에 수면 욕구 감소와 망상, 논리의 비약, 주의 산만, 과도한 쾌락 추구 등의 양상이 1주 이상 지속되는 것을 말한다. 반면 ‘우울 삽화’는 우울감, 의욕 상실, 의도치 않은 체중 감소, 불면 또는 과도한 수면, 안절부절 못하거나 피곤하고 무기력한 상태가 2주 이상 지속되는 것을 뜻한다.상반된 기분 상태가 모두 나타날 수 있는 질병이기에 ‘양극성 장애’라고도 한다. 한 번이라도 조증 삽화가 발생하면 우울 삽화가 있는지와 관계없이 1형 양극성 장애로 진단한다. 조증 삽화에 비해 상대적으로 심하지 않은 ‘경조증 삽화’와 우울 삽화가 반복되면 2형 양극성 장애로 진단한다. 다양한 스펙트럼의 양극성 장애 전체 유병률은 4.3%로 결코 드문 질환이 아니다. 하지만 정확한 뇌과학적 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 우선 유전적으로 동일하면 같은 질병에 걸릴까. 한 연구에 따르면 일란성 쌍둥이의 양극성 장애 일치율은 40~70%에 이른다. 다만 양극성 장애는 1개의 유전자 이상으로 설명할 수 있는 질환이 아니다. 다양한 유전자가 복합적으로 작용해 질병으로 발현되는 복잡한 질환이다. 하지만 최근에는 세포막에서 칼슘의 이동을 조절하는 ‘L 타입’ 전압 의존성 칼슘 채널 유전자가 주목받고 있다. 이 유전자가 양극성 장애와 연관성이 있다고 여러 연구에서 반복적으로 보고되고 있기 때문이다. 칼슘은 흔히 아는 것처럼 뼈를 이루는 주요 성분이기도 하지만, 세포 안에서는 ‘2차 신호 전달자’로 작용한다. 세포 기능을 조절하는 데 필수적인 물질이다. 따라서 칼슘 채널의 기능 이상 자체는 미세할지라도 통합적 뇌기능에는 중대한 영향을 미칠 수 있다. 거시적인 변화도 있다. 뇌영상 연구에서는 양극성 장애 환자의 뇌 속에 뇌척수액이 흐르는 ‘뇌실’이라는 공간이 정상보다 확장돼 있는 것이 발견됐다. 특히 삽화의 횟수가 많을수록 뇌실 확장은 더욱 뚜렷한 것으로 나타났다. 양극성 장애가 반복되면서 뇌조직이 위축되고 있다는 것을 의미한다. 이 외에도 시상하부ㆍ뇌하수체ㆍ부신으로 이어지는 내분비 조절 기능의 이상, 24시간을 주기로 살아가도록 조절하는 일주기 리듬의 이상, 중추신경계와 신체에서 염증 관련 물질의 비정상적 증가, 신경전달물질의 변화 등 다양한 이상 소견을 보이고 있다. 다행인 것은 양극성 장애의 약물치료 효과가 매우 좋다는 점이다. 리튬 또는 발프로산과 같은 ‘기분 안정제’ 계열의 약물들은 세포 내 신호전달체계를 바로잡아 조증과 우울증을 치료할 뿐만 아니라 지속적인 치료로 재발을 막는 데 크게 기여할 수 있다. 양극성 장애는 치료를 중단하면 조증과 우울증 삽화를 반복하게 될 위험이 크고, 일단 재발됐을 때 그 피해가 되돌릴 수 없이 커 지속적으로 치료하고 관리해야 한다.

생쥐에 바이오 광전자시스템 삽입해 조절기능 잃은 방광에 빛 흘려 정상작동 파킨슨병 등 뇌질환 치료 기술도 개발현대 과학기술은 가장 작은 미립자의 세계부터 그 끝을 상상할 수 없는 광대한 우주까지 감춰진 비밀을 밝혀내고 있다. 그렇지만 ‘뇌’와 ‘신경계’에 대해서는 여전히 이해하지 못하고 있는 부분이 많다. ‘등잔 밑이 어둡다’는 속담처럼 말이다.연구자들은 몇 년 전부터 ‘광유전학’이라는 새로운 도구로 뇌가 어떤 일을 하고 기억은 어떻게 이뤄지는지, 각종 뇌 신경계 질환은 어떻게 발생하는지 등의 비밀에 한 발짝씩 다가가고 있다. 광유전학(optpgenetics)은 빛(opto)과 유전학(genetics)을 결합한 용어로 뇌 신경세포를 빛에 반응할 수 있도록 유전적으로 조작한 뒤 세포의 생리를 연구하는 분야다. 광유전학이 주목받고 있는 이유는 인간 수명이 늘어나면서 뇌와 신경계 질환을 앓는 사람들이 늘고 있기 때문이다. 미국 미주리주 워싱턴대 의대, 일리노이대, 중국 베이징항공항천대 등 공동연구팀은 광유전학과 생체 전기자극을 통해 신경활동을 제어하는 바이오 전자 시스템을 만들어 방광기능을 조절할 수 있는 방법을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 3일자에 발표했다. 특히 이번 연구에는 미국에서 연구 중인 한국인 과학자가 9명이나 참여한 것으로 알려졌다. 연구팀은 암컷 생쥐에게 약물을 주입해 방광의 조절기능을 상실하도록 만들었다. 사람으로 치면 요실금 증상이 나타나도록 한 것이다. 연구팀은 체내에서 거부반응을 일으키지 않는 물질을 이용해 마이크로미터 크기의 발광다이오드(LED), 전력공급용 무선장치, 데이터 모니터링 장치가 하나로 구성된 바이오 광전자시스템을 생쥐에게 삽입했다. 방광에서 이상 징후가 감지되면 삽입된 장치가 빛과 미세전류를 흘려 방광이 정상 기능을 할 수 있도록 했다. 방광 부근에 장치를 삽입한 생쥐는 방광조절기능상실 약물이 주입되더라도 방광이 일반 생쥐처럼 정상 작동하는 것이 확인됐다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 전기공학 및 컴퓨터과학과 연구팀도 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌신경질환이나 뇌전증 같은 질병을 앓고 있는 환자를 치료하고 상시 모니터링할 수 있는 치료기술을 개발해 생체공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 지난해 12월 31일자에 발표했다. 연구진이 개발한 ‘WAND’란 장치는 뇌의 128개 부위에서 발생하는 전기적 움직임을 모니터링하면서 비정상적 전류가 흐를 경우 이를 차단하거나 줄일 수도 있다. 실제로 히말라야 원숭이의 머리에 이 장치를 부착한 뒤 팔과 손의 움직임을 제어하는데 성공하기도 했다. 한국과학기술연구원(KIST) 관계자는 “최근 들어 뇌과학 분야에서 가장 빠르게 발전하고 있는 광유전학과 미세전기자극 기술이 결합돼 뇌신경질환자들을 치료할 수 있는 새로운 방법들이 속속 나오고 있다”며 “특히 광유전학 기술은 알츠하이머, 파킨슨병, 우울증, 불면증, 강박증, 기억상실, 거식증 등의 원인과 치료법 개발에도 널리 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국뇌신경과학회 2019년도 신임 회장에 허성오 한림대 의대 교수가 취임했다. 허 신임 회장은 서울대 자연대를 졸업한 후 미국 코넬의대에서 신경과학 박사학위를 받고 한림대 교수로 재직하고 있다. 한국연구재단 뇌첨단의공학단장, 한국분자세포생물학회 이사, 한림대 의대 부학장 등을 역임했다. 한국뇌신경과학회는 한국신경과학회(1992년 설립)와 한국신경생물학회(1992년 설립)가 1997년 12월 통합한 학회로 현재 2000여명의 회원이 가입한 국내 신경과학분야의 대표학회이다. 　한편 한국뇌신경과학회는 학회 설립 이후 처음으로 국내에서 제10차 세계뇌신경과학총회(IBRO World Congress of Neuroscience)를 한국뇌연구원과 공동으로 개최한다. 총회는 오는 9월 21일부터 25일까지 5일간 대구 엑스코에서 열린다. 　세계뇌신경과학총회는 대륙을 순회하면서 4년마다 개최 되는 대규모 뇌과학 분야 국제 교류 행사로, 세계 뇌과학 올림픽으로 일컬어지기도한다. 　허성오 신임회장은 “이번 세계뇌신경과학총회에는 전 세계 70여개국에서 3000명 이상의 뇌신경 과학자들이 참석해 최신 지식과 정보를 공유하는 세계 뇌신경과학의 축제가 될 것”이라며 “이미 도래한 4차 산업혁명시대에 국가 주요 성장동력으로 자리매김 하기 시작한 뇌과학 연구·기술 수준을 한단계 더 도약시켜줄 전환점이 될 것”이라고 말했다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

연세대학교는 청년 창업률을 높이고 4차 산업혁명 시대에 세계적인 창업선도대학으로의 입지를 다지기 위해 ‘연세 스타트업 스쿨’ 프로그램을 운용하고 있다. 창업 의지가 있는 학생들이 누구나 쉽게 창업할 수 있도록 체계적인 시스템을 마련해준다는 취지다. 미국의 세계적인 액셀러레이터인 ‘와이콤비네이터’(Y-Combinator)를 본보기로 한 이 프로그램은 ▲창업 역량과 잠재력 발굴 ▲1대 1 매칭 시스템 ▲매직넘버6시스템 등의 차별화된 3가지 핵심프로그램으로 완성도를 높였다. 다음은 연세 스타트업 스쿨 관계자와의 일문일답.→연세 스타트업 스쿨을 소개해주시겠어요. -대부분의 액셀러레이터가 창업자와 창업팀을 이해하는 것은 인간 이해에 조예가 깊은 사람이 담당합니다. 문제는 이들이 경험과 직관으로 한다는 점이죠. 연세 스타트업 스쿨은 이런 경험과 직관에 의존하던 인간 이해를 뇌과학적인 검사기구를 통해 정확성을 높임으로써 창업자와 팀 구성원을 정확하게 이해하도록 합니다. 또한 창업자에 적합한 뇌 인지적 특성을 발굴하고, 함께 동역할 파트너를 찾도록 도와줍니다. 창업 성공률을 높이려면 창업자를 도와 성과를 낼 수 있는 사람이나 팀이 필요하기 때문이죠. 이를 통해 자신의 뇌 적성에 맞는 창업 아이템과 이를 구현할 동업자나 팀을 찾도록 함으로써 창업의 실패 가능성을 낮추고 성공률을 높이는 것입니다. →연세 스타트업 스쿨이 어떻게 이 비전을 이끌어갈 것인가요. -뇌 인지에 근거한 인간 이해를 기반으로 창업자나 동업자, 팀원들이 자신의 강점을 발견해 누구나 쉽게 서로 창업하게 되는 세계 최초의 뇌 기반 창업 생태계를 조성함으로써 연세대학교가 세계적인 창업선도대학이 되도록 하는 것이죠. →연세 스타트업 스쿨만의 특별한 프로그램이 있나요. -연세스타트업스쿨은 인간의 사고와 행동의 근원이 되는 인간의 뇌에 집중해 다른 창업 프로그램과는 크게 차별화했습니다. 3가지 핵심프로그램이 있습니다. 첫째로 창업 역량과 잠재력 발굴입니다. 뇌 성향 분석을 통해 자신이 창업가로서의 어떤 역량을 가지고 있는지 확인하는 과정입니다. 자신의 창업 관심 분야나 아이템이 본인의 뇌 적성과 관심 분야에 얼마나 적합한지 확인하는 것이죠. 이를 통해 창업에 대한 독려가 가능하고, 누구든지 창업에 대한 접근을 쉽게 하도록 합니다. 두 번째로 1대 1 매칭 시스템입니다. 뇌 분석 매칭 시스템인 1대 1 매칭시스템을 통해 창업가의 강점은 살려주고 단점은 보완해 시너지를 낼 수 있는 동업자가 누구인지 이해할 수 있도록 합니다. 자신과 맞는 동업자를 시스템으로 손쉽게 발견하고 찾을 수 있도록 지원해 창업 시 어려운 인적 자원의 문제를 해결하도록 합니다. 셋째 매직넘버6시스템입니다. 최고의 성과를 내는 팀은 최고의 인재로 구성된 팀이 아니라 서로를 보완하는 다양한 뇌 성향을 가진 구성원임을 이해하도록 합니다. 각 팀원이 가장 잘할 수 있는 6가지 역할을 찾아줌으로써 창의적이고 효율적인 팀 빌딩을 하도록 지원해 창업 성공률을 높이는 것입니다. →프로그램은 어떤 식으로 진행되는지요. -총 6단계로 진행됩니다. 1단계는 뇌 인지적성검사를 통해 자신의 정체성과 강점을 파악해 진로를 설계하고 적성에 맞는 창업 분야를 찾습니다. 2단계는 1대 1 매칭 시스템을 통해서 자신의 강점은 살리고 약점을 보완할 최적의 창업 파트너를 찾습니다. 3단계는 창업파트너와 더불어 팀 빌딩을 하는 것입니다. 4단계는 창업 아이템을 찾도록 도와주고 초기 비즈니스모델을 구축합니다. 특히 창업 전문 멘토를 통해 비즈니스 모델을 정교하게 만드는 과정입니다. 5단계는 창업경진대회를 개최해 우수 창업팀을 선발하고 마지막 6단계는 창업 등록 후 창업지원단에서 창업 활동을 시작합니다. →4차 혁명과의 연관성과 비전, 기대 효과는. -4차 산업혁명은 다른 말로 인간의 창의성 혁명이라고 봅니다. 인간이 하던 많은 일을 인공지능에 넘겨줄 것이기 때문이죠. 앞으로 4차 산업혁명에서 인간의 존재와 가치, 역할은 기존의 지식과 경험을 어떻게 창의적으로 구현할 것인가에 달려있습니다. 이제 인간은 인공지능이 대체하지 못하는 창의성의 영역에서 자신의 존엄과 가치를 지키기 위해 창의성을 발휘해야 하는 상황에서 적응과 생존을 넘어선 번영과 발전을 위해 노력할 것이며, 이는 곧 창의성 혁명으로 이어질 것입니다. 결국 인간의 창의성을 담당하는 뇌를 어떻게 활용할 것인가가 중요해집니다. 다시 말해 인간의 창의성이 극대화되도록 돕는 것이 4차 산업혁명의 핵심적인 열쇠입니다. 또한 인간의 지각과 감정, 행동으로 이어지는 일련의 인지·사고 과정을 밝혀내 이를 인공지능과 연계하는 것도 주요한 과제입니다. 연세대는 이같이 거대한 흐름에 발맞춰 인간의 뇌 인지와 사고, 행동의 결과를 설명·예측하는 프로그램을 인재 양성과 교육 지도에 활용함으로써 창업 선도대학의 입지를 굳히고, 다가오는 4차 산업혁명에 선제적으로 대응하게 되리라고 기대합니다. 김태곤 객원기자 kim@seoul.co.kr

조부 최창식 선생, 임시정부 설립 멤버 부친 최영화 박사는 KIST 설립 도와세계신경과학회장과 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소장을 지낸 데니스 최(한국명 최원규) 미국 뉴욕주립대 스토니브룩 의과대학 석좌교수는 올해도 어김없이 한국을 찾았다. 2016년 뇌과학연구소장 임기를 마친 뒤 해마다 한국을 찾아 KIST와 신약개발업체를 대상으로 조언을 해주고 있다. 신경과학 분야 세계적인 권위자로 재미동포 2세인 최 교수는 16일 서울신문과의 인터뷰에서 해마다 한국을 방문하는 이유를 묻자 조부와 아버지 얘기를 먼저 꺼냈다. 최 교수의 조부 최창식(1892~1957) 선생은 상하이 대한민국 임시정부의 설립 멤버이자 임시의정원 초대 의원을 지낸 독립투사다. 일제강점기에 황성신문 기자와 오성학교 교사로 재직하던 중 역사 저술물을 발간했다는 이유로 옥살이했다. 아버지 최영화 박사는 한국인 최초로 미국 매사추세츠공대(MIT)에서 기계공학 박사학위를 받았으며 1970년 중화학공업 육성계획을 만들어 한강의 기적을 만드는 데 초석을 다졌다.최 교수는 “대한민국 정부의 KIST 뇌과학연구소장직 제안을 수락하고, 이후에도 한국의 뇌과학 발전을 위해 지속적으로 조언을 해주는 것은 조국을 위해 헌신한 선친의 영향을 받았기 때문”이라고 설명했다. 할아버지·아버지에 이어 3대째 조국 사랑을 실천하는 것이다. 특히 아버지 최 박사는 KIST 설립을 도운 주인공이다. 박정희 대통령과 미국 리든 존슨 대통령이 손잡고 한국에 국립연구소 설립을 추진할 당시 미국 바텔연구소에 근무하던 최 박사는 KIST 설립지원팀을 이끌었다. 최 교수는 “KIST는 베트남 전쟁에 참전해준 한국에 대한 미국의 보답 성격이었다”면서 “박 대통령이 존슨 대통령에게 부탁해 이뤄진 것으로 건축자재 등을 미국으로부터 지원받았다”고 밝혔다. 박 대통령의 뜻밖 요구가 한국의 경제 성장을 앞당기는 단초가 됐다는 것이다. 노벨상 수상자 발표 때마다 후보로 거론되는 그는 “한국의 뇌과학 연구 수준은 이미 상위로 평가받는다”면서 “치매치료제 등은 세계 유수 제약업체들이 천문학적인 비용을 투자했음에도 실패를 거듭하는데 만일 국내에서 성공한다면 블록버스터 신약을 개발하는 획기적인 사건이 될 것”이라고 전망했다. 아울러 그는 “특히 중개의학 분야에 더 많은 투자를 해야 한다”고 조언했다. 글 사진 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

노년층의 가장 큰 걱정 중 하나는 다름 아닌 ‘기억을 잃는다는 것’이다. 기억을 잃는다는 것은 자신이 살아온 추억들과 삶의 흔적을 잃는다는 의미와 함께 아름답게 노년을 마무리할 수 없다는 점 때문에 많은 사람들이 치매를 걱정하는 것이다. 치매는 여러가지 원인이 있지만 절반 가까이가 알츠하이머로 인한 치매이다. 많은 연구자들이 알츠하이머 치매를 정복하기 위해 노력하고 있지만 아직 뚜렷한 성과는 보이지 않고 있는 상황이다. 이런 가운데 신경과학자들이 퇴행성 신경질환의 전형적인 특징인 ‘끈적한 단백질’이 특정 조건에서 사람들 사이를 옮겨가며 전염될 수 있다는 연구결과를 밝혀 주목받고 있다. 영국 런던대 프리온질병연구소, 국립신경외과병원, 미국 하버드대 의대 부속 브리검여성병원, 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학센터 공동연구팀은 특정한 의학적, 외과적 절차로 인해 베타아밀로이드 단백질 같은 것들이 사람들 사이를 옮겨가 뇌질환으로 이어질 수 있다는 증거를 추가로 확보하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 14일자에 발표했다. 연구팀은 자신들의 연구결과가 알츠하이머가 다른 감염성 질병처럼 전염될 수 있다는 말은 아니라고 지적했다. 이번 연구는 영국 런던대 프리온질병연구소 연구진이 2015년 발표한 연구의 후속편 격이다. 연구진은 당시 크로이츠펠트야콥병(CJD)로 사망한 4명의 뇌를 기증받아 분석하던 중 베타아밀로이드 단백질을 발견했는데 이들은 유년 시절 성장호르몬 치료를 받았는데 그들에게 사용된 성장호르몬이 여러 사람에게서 기증 받은 수 천개에 이르는 뇌하수체에서 추출된 것이었다. 즉 어린 시절 치료받았던 성장호르몬에 포함됐던 베타아밀로이드 단백질이 뇌에 침착됐을 것이라는 결론을 내린 것이다. 영국에서는 1985년 죽은 사람에게서 추출한 성장호르몬 치료를 중단하고 합성호르몬 치료로 대체됐다. 연구팀은 이번 연구에서 문제 있는 단백질이 오염된 생물학 제제를 통해 전염될 수 있다는 사실을 다시 한 번 확인했다. 연구팀은 영국 남부 국립공중보건연구단지인 포턴다운의 한 연구실에서 수 십년 동안 실온에서 분말상태로 보관된 예전 성장호르몬 제제를 분석한 결과 일부 제제에서 상당한 수준의 베타아밀로이드 단백질이 검출됐다.연구팀은 오랜 시절 보관된 베타아밀로이드 단백질이 실제 알츠하이머 질환을 유발할 수 있는지 생쥐실험을 실시했다. 생쥐의 뇌에 오래된 성장호르몬 제제를 직접 주사한 뒤 관찰한 결과 나이가 든 뒤 베타아밀로이드 단백질 덩어리들이 뇌에 광범위하게 발생한 것이 확인됐다. 반면 합성호르몬 제제를 주사받거나 아무런 조치를 취하지 않은 생쥐들의 뇌는 깨끗하거 건강한 상태를 보인 것으로 나타났다. 연구팀은 베타아밀로이드 단백질은 수 십년 동안 활성을 잃지 않고 보관될 수 있는 만큼 외과의사들은 특히 주의해야 한다고 당부했다. 베타아밀로이드 단백질은 수술도구에 단단하게 달라붙는 경향이 있고 병원 수술도구의 표준오염제거방법으로도 완전히 없앨 수 없을 것이라는 설명이다. 이 때문에 노인층에게 사용했던 수술도구를 어린이나 청소년들에게 사용하면 특히 위험하다고 지적했다. 이번 연구를 주도한 존 콜린지 런던대 신경학 교수는 “베타아밀로이드 단백질의 전염성이 당장은 큰 문제를 일으키지 않을 수도 있겠지만 시급히 조사할 필요는 있다”라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

몇 년 전 60대 중반의 남성이 필자의 외래진료실을 찾아왔다. 놀랍게도 30대 중반부터 30년간 한 번도 누워서 잔 적이 없다고 했다. 그는 자려고 누우면 다리에 형언하기 힘든 이상한 느낌과 다리를 움직이고 싶은 충동이 들어 밤새 다리를 주무르며 졸았다가 깨기를 반복했다.하지만 낮에는 아무 이상 없이 지냈고 다시 밤이 돼 자려고 누우면 증상이 시작됐다. ‘하지불안증후군’의 전형적인 증상이었다. 필자는 뇌에서 ‘도파민’을 증가시키는 약물을 처방했고, 그다음부터 환자는 편안히 잘 수 있었다고 했다. 이후 아들도 같은 증상이 있다며 함께 내원해 치료를 받고 증상이 개선됐다. 너무도 극적으로 증상이 완화된 환자여서 지금도 기억에 남는다. 하지불안증후군 환자의 뇌에는 어떤 변화가 있는 것일까. 하지불안증훈군이 의학적으로 알려지기 시작한 것은 1944년 스웨덴의 신경학자 칼 에크봄 박사가 자신의 박사학위 논문을 발표하면서다. 또 토머스 윌리스라는 영국 의사는 1685년 첫 번째 증례 보고를 발표하기도 했다. 그래서 하지불안증후군을 ‘윌리스-에크봄 병’으로도 부른다. 하지불안증후군의 정확한 병태생리는 밝혀지지 않았지만 철분 저하와 도파민 계통의 기능 이상이 원인으로 지목되고 있다. 철분이 도파민 생산 경로에서 조효소로 작용하는 것을 감안하면 두 원인은 연관성도 있다. 따라서 철결핍성 빈혈, 임신, 만성 콩팥 질환이 있는 환자에게서 하지불안증후군이 잘 나타날 수 있다. 철분을 보충하는 것만으로도 증상이 없어지기도 하기 때문에 치료 초기 ‘저장철’(페리틴) 검사는 필수다. 하지만 철분 이상이 없는 환자 사례가 더 많기 때문에 철분 부족만 원인이라고 단정할 수 없다. 우리나라 유병률은 0.9%이고 환자의 60% 이상에서 가족력이 있다. 유전자 연구에서는 유전적 소인과 조기 발병의 강한 상관관계를 발견했다. 특히 철분의 이동, 도파민 합성, 운동신경 발달, 도파민 뉴런의 보호, 척수 감각 경로 발달 등과 관련된 유전자의 연관성이 높다. 뇌영상 연구에서는 운동 조절과 관계되는 ‘흑질’과 ‘조가비핵’에서 철분량이 낮아져 있었다. 최근 조용원 계명대 의대 교수팀의 보고에 따르면 신경세포로 철분이 제대로 흡수되지 않으면 1차적으로는 흑질과 시상에서 도파민 기능 이상이 나타나지만, 이어 도파민 관련 네트워크와 감각운동 네트워크로 기능 이상이 확대된다고 한다. 1년 전 학술지 ‘네이처 제네틱스’에는 영국 바이오뱅크 데이터를 기반으로 한 불면증의 유전체 연관성 연구 결과가 실렸다. 흥미롭게도 하지불안증후군과 연관성이 높은 ‘MEIS1 유전자’가 불면증 연구에서도 가장 연관성이 높은 것으로 나타났다. 하지불안증후군은 비교적 새롭게 발견된 질환으로, 환자와 의사 모두 대수롭지 않게 여길 수도 있다. 그러나 일단 진단만 하면 비교적 치료 반응이 좋아 꼭 수면의학 전문가를 찾아 조기진단과 치료를 하도록 권하고 싶다.

고령인구가 늘면서 치매 환자수 또한 빠르게 증가하고 있다. 2017년 현재 국내 치매 환자수는 약 72만명으로 , 2043년에는 200만명에 이를 것으로 전망된다. 전 세계적으로는 2030년에 7470만명의 치매 환자가 발생해 2조 달러의 사회적 비용이 소요될 것으로 예상하고 있다. 세계 굴지의 제약사들이 치매치료제 개발을 위해 천문학적인 연구개발비를 투자했으나 구체적인 성과는 나오지 않고 있다. 치매의 근원적 원인에 기반한 약물 개발이 시급한 실정이다. 세계신경과학회 회장과 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소장을 지낸 데니스 최(한국명 최원규) 미국 뉴욕스토리브룩의과대 석좌교수가 최근 KIST 자문단회의 참석차 방한했다. 그는 국내 뇌과학 발전을 위해 치매및 뇌졸중 치료제를 개발하고 있는 국내 신약업체의 연구 자문을 위해서도 해마다 한국을 찾고 있다. 국내에서는 독립운동가 최창식 선생의 손자이자 대한민국 근대화의 초석을 다진 최영화 박사의 아들로 더 많이 알려진 최 교수를 3일 만났다. 최 교수는 “이번 한국 방문에서는 치매 치료제 개발의 가능성을 엿볼수 있는 성과들을 접하게돼 매우 고무적이었다”고 말문을 열었다. 자신이 연구 자문을 해주고 있는 (주)지엔티파마에서 개발한 치매 치료제 ‘AAD-2004’가 반려견에서 치료 효과가 입증됐다는 사실을 두고 하는 말이다. ‘AAD-2004’는 최근 치매에 걸린 14살 이상의 반려견을 대상으로 실시된 예비임상에서 인지기능과 활동성이 정상수준으로 확연히 개선되는 등 약효가 확인됐다. 이에대해 최 교수는 “반려견에 효과가 있다는 것은 사람에게도 효과가 있을수 있다는 매우 중요한 요소이다. 반려견의 인지기능 저하증이 사람의 알츠하이머 치매와 매우 유사하기 때문에 사람도 효과가 있을수 있다는 가능성을 확인한 셈이다”고 말했다. 또 지엔티 파마가 반려견 치매 치료제에 대한 임상시험과 함께 상업화를 추진하는 계획에 대해서는 “반려견의 행복을 위한 약이 나온다는 건 그 자체만으로도 엄청나게 중요한 일이다”면서 “이 계획이 성공한다면 반려견은 물론 사람을 위한 치매치료제 개발의 돌파구를 마련하는 일거양득의 효과를 거두는 것”이라고 반겼다. 그가 AAD-2004에 대해 낙관적인 평가를 하는 것은 이 신약 후보 물질이 뇌에 생성되는 염증과 활성산소를 타겟으로 삼고 있기 때문이다. 최 교수는 “그동안 세계 유수 제약사들이 실패한 것은 제한된 가설을 바탕으로 중복적인 연구를 해온 탓에 연구 범위가 좁아 실패를 거듭했다”고 잘라 말했다. 그러면서 “치매가 발병하는데는 유전적, 환경적인 요소 외에도 수명이 늘어난 이유가 가장 큰 것 같다. 나이를 먹으면 뇌에 활성산소가 증가하고 염증이 생기기 마련인데, 이런 것들이 치매를 유발하는 원인중 하나로 지목되고 있다”고 설명했다. 최 교수는 (주)지엔티파마가 추진중인 ‘동탄 브레인 사이언스 파크’에 대해서는 한국의 뇌산업을 한 단계 발전시킬수 있는 멋진 비젼이라고 평가했다. 지엔티파마는 화성시 동탄면 장지리 일원 46만 7000여㎡에 국내 최초의 뇌 관련 의료복합단지를 조성해 제약, 치매전문 의료시설, 재활병원, 뇌병원, 재활및 인공의료기기, 로봇, 인공지능(AI) 등 뇌질환 관련 혁신 업체를 유치할 예정이다. 최 교수는 “단지가 완공된다면 인근에 있는 삼성전자 등 IT 산업 생태계와 바이오 기업이 만나 적지 않은 시너지 효과를 일으킬수 있는 절호의 기회가 될 것”이라면서 “기초 연구도 중요하지만 앞으로는 관련 분야의 전문가들이 힘을 모아 중개의학쪽으로 발전시키는 것도 좋은 방안이 될 것”이라고 조언했다.해마다 한국을 찾아 KIST와 신약개발업체에 연구 자문을 하는 이유에 대해 최 교수는 “할아버지와 아버지의 나라를 위해 재능과 지식을 기부하고 싶었기 때문”이라고 말했다. 최 교수의 할아버지 최창식(1892~1957) 선생은 상하이 임시정부 설립을 주도하고 임시의정원 초대의원을 지낸 독립운동가이다. 아버지 최영화 박사는 1960년대 KIST 설립을 돕고 1970년 중화학공업 육성계획을 만드는 등 한강의 기적을 이룰수 있는 초석을 다졌다. 최교수는 “조국을 위해 젊음을 바친 할아버지와 아버님의 헌신적 활동이 지금의 나를 만드는데 큰 역할을 했다”면서 “나 역시 대한민국을 위해 무엇인가를 해야겠다는 신념을 갖고 있고 계속 한국을 찾을 것”이라고 강조했다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

미국의 명문 사립대로 아이비리그에 속하는 뉴햄프셔 다트머스대가 ‘미투’(Me Too·나도 피해자다) 소송에 휩싸였다. 17일(현지시간) 미 CNN방송 등에 따르면 다트머스대를 졸업한 여성 7명이 교수들의 성범죄를 눈 감아왔다며 학교 측을 상대로 7000만 달러(액 792억원)의 손해배상 청구소송을 제기했다. 이들은 지난 14일 뉴햄프셔 연방법원에 제출한 소장에서 심리학·뇌과학 교수 3명이 2002년부터 여학생들을 성희롱하거나 차별하고 성폭행도 저질렀는데도 대학 측이 이를 방관했다고 주장했다. 원고들은 문제의 교수들이 연구실에 매력적인 여성을 고용해야 한다는 편견을 갖고 있었고 여학생들을 성적 대상으로 취급했다고 말했다. 한 교수는 2015년 3월 미 샌프란시스코에서 열린 학회 회의 때 여학생을 밖으로 데려가 강제로 술을 먹이고 성폭행했다는 주장도 나왔다. 이들 교수가 학업 성적과 일자리에 영향을 주는 자신들의 직위를 이용해 여학생들에게 술자리와 성관계를 강요했다는 것이다. 원고 중 한 명인 크리스티나 라프아노는 “박사학위를 위해 연구팀에 이미 합류한 상태라 담당 지도 교수의 요구를 거절할 수가 없었다”고 말한 것으로 전해졌다. 라프아노는 지난해 4월 다른 여성들과 함께 학교 측에 피해 사실을 알렸으나 별다른 조치가 취해지지 않아 해당 교수 밑에서 4개월간 연구를 계속 해야 했던 것으로 알려졌다. 학교 측은 지난해 성폭행 및 성추행 의혹이 제기된 3명의 교수를 조사한 뒤 해임 계획을 세웠으나 이를 알게 된 한 교수는 해임 전 은퇴했으며 곧이어 다른 2명은 사직했다. 하지만 당시 이 사건의 자세한 내용이나 조사 결과에 대해 학교 측이 공식적으로 밝히지 않아 외부에는 알려지지 않았다. 대학 측은 학교에 책임을 묻는 여성들의 주장을 부인하며 법정에서 대응하겠다고 밝혔다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr