영국 킹스칼리지런던대 의대, 모즐리 생의학연구센터 공동연구팀은 간단한 피 검사만으로 치매와 근위축성측상경화증(루게릭병) 등 각종 퇴행성 뇌신경질환 발병을 예측할 수 있는 방법을 찾았다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 6월 7일자에 실렸다. 지금까지 퇴행성 신경질환을 예측하기 위해서는 요추천자로 뇌척수액을 채취해 검사했다. 연구팀은 ‘알츠하이머 신경영상계획’(ADNI) 데이터베이스를 정밀분석한 결과 혈액 속 ‘신경미세섬유 경연쇄’(NfL)라는 단백질이 퇴행성 신경질환 발병과 밀접하다는 점을 발견했다. 이를 바탕으로 65세 이상 노인을 조사한 결과 신경퇴화 관련 질환은 90%, 각종 치매는 100%에 가깝게 예측하는 것으로 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

엄마들은 자식을 위해 위험한 상황에 과감하게 몸을 던지는 경우가 많습니다. 진화생물학자 리처드 도킨스 교수는 저서 ‘이기적 유전자’에서 부모가 자신의 생명을 잃을 수 있는 위험한 상황에서도 자식을 구하는 데 망설이지 않는 것은 자신의 유전자를 오랫동안 이어질 수 있도록 하는 최선의 방법이기 때문이라고 해석하고 있습니다. 이런 진화론적 설명 말고는 부모의 희생에 대해 명확히 설명해 주는 연구는 없었습니다. 그런데 엄마가 아이를 구하기 위해 위험을 무릅쓰는 이유를 뇌과학과 유전학적 측면에서 분석한 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. ●뇌 속 특정단백질 ‘칼시토닌 수용체’ 때문 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학센터, 리켄 생물시스템동역학연구센터, 뇌회로·행동생리학연구실, 행동유전학연구실, 센슈대 자연과학연구소, 국립 수의·생명과학대 동물과학과, 도쿄대 의대, 농업생명과학대학원, 도쿄대 고등과학연구소, 후쿠시마의대 공동연구팀은 엄마가 아이를 위해 위험을 감수하는 행동을 하는 이유는 뇌 속 특정 단백질 때문이라고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 6월 2일자에 실렸습니다. 연구팀은 시상 아래쪽, 입천장 바로 위쪽에 존재하는 ‘시상하부’, 그중 ‘중심 내측전시각중추영역’(cMPOA)에 주목했습니다. 아몬드 크기 정도로 작지만 먹고 마시는 행위, 체온 조절, 호르몬 분비, 감정 조절 등에 관여하는 자율신경계 중요 부위로 알려져 있습니다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 cMPOA에 있는 7종의 주요 뇌신경세포(뉴런) 중 양육과 관련된 20개의 후보 단백질을 찾아냈습니다. 그중 칼시토닌 수용체라는 단백질이 양육 행동의 핵심이라는 사실을 밝혀냈습니다. 칼시토닌은 혈액 속 칼슘량을 조절하는 갑상선 호르몬인데 칼시토닌 수용체는 칼시토닌을 받아들이고 결합하는 단백질을 말합니다. 연구팀에 따르면 칼시토닌 수용체를 갖고 있는 cMPOA의 뉴런 숫자는 새끼를 낳은 경험이 있는 암컷 생쥐가 짝짓기를 하지 않은 암수 생쥐나 짝짓기를 한 수컷 생쥐들보다 훨씬 많습니다. 또 출산 경험이 있는 암컷 생쥐는 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성화 정도가 높고 다른 뇌 부위와의 연결성도 활발하다고 연구팀은 밝혔습니다. 연구팀은 출산 경험이 있는 암컷 생쥐에게 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성을 낮추거나 차단하자 양육에 관심을 보이지 않고 새끼들을 방치하는 것으로 나타났습니다. ●cMPOA 뉴런 차단한 암컷 생쥐, 새끼 방치 또 연구팀은 생쥐들이 공포감을 느끼는 높이에 새끼들을 올려놓고 어미 생쥐의 행동 관찰실험도 했습니다. 실험 결과 칼시토닌 수용체를 가진 cMPOA 뉴런 활성도를 낮춘 어미 생쥐들은 고소공포증 때문에 새끼를 구하려 하지 않았지만 정상적인 어미 생쥐들은 새끼들을 찾아 나서는 것으로 확인됐습니다. 자식에 대한 사랑이나 희생 같은 단어들로 표현되는 양육 행위의 이면이 궁금하기도 하지만 이런 과학연구 결과들을 보면 도킨스 교수가 이야기한 것처럼 ‘유전자의 조종’이나 ‘양육 기계’로 설계된 것 같다는 생각이 들어 씁쓸한 기분이 드는 것도 사실입니다. 그렇지만 수많은 도덕적, 윤리적 행위들의 과학적 배경을 알게 됐다고 해서 그것들의 가치가 폄하되거나 인간으로서 존엄성이 사라지는 것은 결코 아닐 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

경기도내 신약개발업체 ㈜지엔티파마가 세계 최초로 개발한 반려견 인지기능장애증후군(치매) 치료제를 출시한다. 지엔티파마와 유한양행은 농림축산검역본부로부터 품목허가를 받은 반려견 인지기능장애증후군 치료제 ‘제다큐어 츄어블정’의 공급에 관한 협약을 체결했다고 12일 발표했다. 이번 협약 체결을 통해 유한양행은 ‘제다큐어 츄어블정’의 국내 프로모션, 마케팅, 공급 및 판매 권한을 위탁받게 됐다. 두 회사는 ‘제다큐어 츄어블정’의 국내 출시를 앞두고 전날 오후 서울 중구 웨스틴조선호텔 그랜드볼룸에서 런칭 심포지엄을 개최했다. 수의대 교수, 수의사, 양사 임직원 등 100여명이 참석한 가운데 열린 심포지엄에서는 ‘제다큐어 츄어블정’의 약효 성분인 ‘크리스데살라진(Crisdesalazine)’의 임상시험 결과가 발표됐다. 지엔티파마가 과학기술정보통신부와 경기도 등의 지원을 받아 발굴한 크리스데살라진은 알츠하이머 치매 등 퇴행성 뇌질환의 발병과 진행에 중요한 역할을 하는 ‘활성산소’와 ‘염증’을 동시에 막도록 고안한 세계 최초 ‘다중표적’ 뇌신경세포 보호 합성신약이다. 일명 강아지 치매로 알려진 인지기능장애증후군에 걸린 반려견은 주인을 몰라볼뿐 아니라 방향감각 상실, 밤과 낮의 수면 패턴 변화, 잦은 배변실수, 식욕변화 등의 증상을 보인다. 9세 이상 반려견중 22.5%에서 발생한다. 크리스데살라진은 알츠하이머 치매 세포배양모델과 쥐모델에서 알츠하이머 치매의 원인으로 알려진 아밀로이드 플라크, 타우병증, 뇌신경세포의 사멸을 억제하는 효과가 입증됐고, 동물과 사람에게서 안전성이 확인됐다. 크리스데살라진의 허가용 임상시험 책임자인 서울대 수의과대학 윤화영 교수는 “반려견 인지기능장애증후군은 뇌에서 알츠하이머 치매의 바이오마커인 아밀로이드 플라크, 타우 단백질 병증, 신경세포 사멸이 그대로 재현된다. 노령견 인지기능장애 증후군 임상시험에서 크리스데살라진을 복용한 반려견의 인지기능과 행동기능이 현저하게 개선되고 치료 효과도 나타나 전 세계가 주목하고 있다”며 제다큐어 효과에 큰 기대를 나타냈다. 이날 협약체결을 계기로 두 회사는 뇌질환치료제 개발에 긴밀한 협력체계를 구축할 것으로 기대된다. 유한양행 조욱제 대표이사는 축사를 통해 “제다큐어는 인지기능장애로 고통받는 반려견과 보호자의 반려생활 질을 높여줄 혁신적인 신약”이라며 “향후 반려견 인지기능장애증후군에 대한 올바른 인식을 반려인들과 수의학계에 전달하기 위해 다양한 마케팅 활동을 전개해 나갈 것”이라고 밝혔다. 지엔티파마 곽병주 대표이사(연세대학교 생명과학부 겸임교수)는 “뇌질환 치료제 개발에 전문성을 갖춘 지엔티파마와 최고의 제약 마케팅 역량을 보유한 유한양행의 협력으로 제다큐어는 세계 최초의 반려견 인지기능장애증후군 치료 블록버스터 신약으로 성장할 수 있을 것”이라며 기대감을 나타냈다. ‘제다큐어 츄어블정’은 이달 하순 전국의 동물병원에서 수의사 처방을 통해 구매할 수 있다. 지엔티파마는 제다큐어 국내 시판을 시작으로 전 세계 반려견 치매치료제 시장 선점을 위한 본격적인 준비에 들어갔다. 앞서 지난해 크리스데살라진의 동물용의약품에 대한 미국 및 PCT 국제특허 출원을 완료했으며 현재 글로벌 동물용 의약품 제약회사와 전 세계 판매를 위한 협의를 진행하고 있다. 올해 안으로 알츠하이머 치매 치료제의 인체 대상 임상시험도 진행할 계획이다. 한상봉 기자 hsb@seoul.co.kr

자폐증은 타인과 의사소통에 곤란을 겪고 반복적 행동과 제한된 관심만을 보이는 일종의 뇌신경질환으로 전 세계 인구 중 2%가 앓고 있는 것으로 알려져 있다. 이런 자폐증상과 함께 지적 장애, 주의력결핍과잉행동장애(ADHD), 뇌성마비, 조현병 등 비정상적 뇌발달로 유발되는 뇌신경질환들은 뇌발달장애라고 부른다. 뇌발달장애는 전 세계 인구의 15% 정도가 앓고 있을 정도로 흔하다. 뇌의 발달은 뇌세포 내 다양한 신호전달체계에 의해 조절된다는 사실은 잘 알려져 있지만 구체적으로 뇌발달장애를 일으키는 원인이나 발생 메커니즘은 정확히 밝혀지지 않고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 특정 단백질이 자폐를 비롯해 뇌발달장애를 유발시킨다는 사실을 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스뇌질환 연구단은 ‘TANC2’라는 단백질 결손이 자폐증이나 뇌발달장애를 촉발시킨다는 사실을 규명했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 11일자에 실렸다. ‘mTOR 신호전달’ 체계는 세포의 사멸과 생존, 단백질 생산 등을 조절하는 뇌세포 신호전달 시스템 중 하나로 신호전달체계에 이상이 생길 경우 자폐나 뇌발달장애를 유발하는 단백질의 돌연변이를 일으키는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 신경계에서 mTOR 조절 메커니즘은 알려지지 않았다. 연구팀은 앞서 TANC2 단백질이 정상적인 뇌 발달에 필수적이라는 사실을 밝혀내고 이 단백질이 mTOR 신호전달체계를 조절한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 TANC2 단백질 발현이 절반으로 줄어든 자폐증 생쥐를 만들어 관찰했다. TANC2 단백질 결손은 mTOR 신호전달을 지나치게 활성화시켜 시냅스 연결을 줄이고 기억과 학습 같은 뇌 기능을 떨어뜨리는 것을 확인했다. 연구팀은 mTOR 저해 약물인 ‘라파마이신’을 투여하면 시냅스와 뇌인지기능이 정상으로 회복되는 것이 관찰됐다. 이와 함께 인체 신경세포에서도 실험생쥐에서처럼 TANC2가 줄어들면 mTOR 신호전달체계가 비정상적으로 활성화된다는 것을 발견했다. 연구를 이끈 김은준 IBS 단장은 “이번 연구를 통해 최근 자폐 및 뇌발달장애 원인으로 지목받고 있는 TANC2 단백질의 발병 메커니즘을 확인할 수 있었다”라며 “추가 연구를 통해 mTOR 신호전달 억제제를 이용하면 TANC2 유전자 돌연변이로 인하 발생하는 자폐, 뇌발달장애 치료에 활용할 수 있음을 확실히 밝혀낼 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

담수식물 소재를 활용한 뇌질환 개선 건강기능식품 개발이 추진된다. 환경부 산하 국립낙동강생물자원관은 23일 광동제약과 담수식물 소재를 활용한 노인성 뇌질환(기억력 및 인지기능) 개선 건강기능식품 개발을 위한 기술이전 계약을 체결한다고 22일 밝혔다. 기술이전 계약은 낙동강생물자원관 연구진이 여러해살이 상록성 담수식물에서 추출한 물질(베타-아살론 등의 복합물)이 뇌신경 손상을 억제하고 치매 원인 물질인 베타-아밀로이드의 침착을 억제하는 기전을 밝혀낸 결과물이다. 연구진은 이 추출물질(50㎍/㎖)을 뇌 신경이 손상된 실험쥐의 뇌세포에 처리한 결과 베타-아밀로이드 축적량이 약 50% 정도 줄어든 것을 확인했다. 또 담수식물에서 추출물을 뽑아낼 수 있는 표준화된 추출방법 기술을 확보했으며, 해당 추출물질이 정상적인 실험쥐의 뇌세포에서도 독성이 없는 것으로 확인했다고 덧붙였다. 광동제약은 낙동강생물자원관의 담수식물 추출 기술을 바탕으로 추출물의 원료 표준화 및 전임상시험 등을 거쳐 뇌 건강 개별인정형 건강기능식품을 개발해 2024년 내 상용화 제품을 출시한다는 계획이다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

머스크의 뉴럴링크, 공룡창조 가능성 언급전문가 “공룡 게놈지도 없다” 반박공룡 유전자 확보도 난제 일론 머스크가 설립한 뇌신경과학 스타트업 뉴럴링크가 유전자 공학 기술을 이용해 영화 ‘쥐라기 공원’의 세계를 실제로 만들 수 있다고 밝혔다. 1993년 개봉해 전 세계적으로 흥행한 영화 ‘쥐라기 공원’은 한 부유한 사업가가 유전자 복제 기술을 통해 멸종한 공룡을 되살려내고 인간의 통제하에 공룡 테마파크를 만들려 하지만, 부활한 공룡들이 인간을 공격하고 놀이공원의 파멸을 가져온다는 이야기를 다루고 있다. 9일 영국 일간 인디펜던트 등은 뉴럴링크 공동창업자 맥스 호닥이 트위터에 이 같은 글을 올렸다고 말했다. 호닥은 “우리가 원한다면 아마도 쥐라기 공원을 만들 수 있을 것”이라며 “유전학적으로 진짜 공룡이 아니라 아마도 (유전자) 공학과 번식 작업을 통해 완전히 이색적인 새로운 공룡 종을 얻을 수 있을 것”이라고 말했다. 하지만 호닥은 영화와 달리 유전자 공학 기술이 생물 다양성에 기여할 수 있다며 긍정적으로 평가했다. 그는 “생물 다양성은 분명히 가치가 있고 (생물) 보존은 중요하다”며 “하지만 왜 우리는 거기서 멈추는가. 좀 더 의도적으로 새로운 다양성을 만들어내면 어떨까”라고 썼다. 다만, 그는 멸종된 공룡을 되살려낼 구체적인 유전자 공학 기술에 관해선 설명하지 않았다고 미국 매체 더힐은 전했다.멸종된 공룡 되살리기 위해선 몇 가지 난제 극복해야 인디펜던트는 유전자 조작 기술을 활용해 멸종된 공룡을 되살리기 위해선 몇 가지 난제를 극복해야 한다고 지적했다. ‘쥐라기 공원’에선 호박 화석 내에 보존된 고대 모기의 피에서 공룡 유전자를 추출하는 것으로 설정되지만, 전문가들은 그럴 가능성은 없다고 진단했다. 영국 자연사박물관의 공룡 연구원인 수지 메이드먼트 박사는 “우리는 호박 화석 내에 보존된 모기와 파리를 갖고 있지만, 호박 안에 있는 대부분의 모기는 조직까지 보존된 게 아니라 껍질일 뿐이고, 모기의 몸에 피가 있지도 않다”고 밝혔다. 또 영화에서는 공룡의 유전자 지도에서 빠진 부분을 개구리 DNA로 메워내 공룡을 되살려낼 수 있는 것처럼 묘사되지만 현재 멸종된 공룡의 게놈 지도는 없다. 메이드먼트 박사는 “게놈은 생물의 완전한 DNA 세트를 의미한다”며 “완벽한 게놈이 없으면 DNA의 어떤 부분이 빠졌는지 알 수도 없다”고 강조했다. 또 영화 ‘쥐라기 공원’은 공룡을 되살려내기 위해 개구리 유전자를 활용하지만, 실제로 그런 일이 벌어진다면 공룡의 후예인 조류나 공룡과 같은 조상을 둔 악어의 유전자를 활용하는 것이 맞는다고 말했다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

“음악은 야만적인 가슴을 어루만져주는 신비한 힘이 있다.”(17~18세기 영국 극작가 윌리엄 콩그리브) “음악이란 말로는 표현할 수 없는, 그렇지만 침묵할 수 없는 것을 표현하는 수단이다.”(프랑스 작가 빅토르 위고) 거리를 지날 때나 대중교통을 이용하다보면 많은 사람들은 이어폰이나 헤드폰을 끼고 음악에 집중하는 이들을 볼 수 있다. 사람의 삶에서 음악은 빼놓고 생각할 수 없다. 영화에서 음악을 빼놓는다면 영화에 올곧게 집중할 수 없을 것이다. 등골이 서늘하게 만드는 공포영화에서 긴박감 넘치게 만드는 음악이나 소리효과가 없다면 공포감은 저멀리 사라져 있을 것이다. 많은 뇌신경과학자와 심리학자들은 인간에게 뚜렷한 생물학적 이득이 없음에도 불구하고 사람이 음악을 즐겨 듣는 이유를 찾아내기 위해 다양한 연구를 수행하고 있다. 이런 가운데 캐나다 맥길대 몬트리올 신경학연구소, 몬트리올 뇌·음악·소리 국제연구소(BRAMS), 몬트리올 뇌·언어·음악연구센터(CRBLM) 공동연구팀은 뇌의 청각회로와 보상회로 사이의 의사소통이 인간이 음악을 즐기는 중요한 이유라고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 3월 30일자에 실렸다. 연구팀은 17명의 건강한 성인남녀를 대상으로 일련의 팝 음악을 들려주면서 뇌 변화를 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 측정했다. 그 결과 음악을 들을 때 뇌의 청각회로가 보상회로를 자극함으로써 즐거움과 기쁨을 느끼는 것으로 확인됐다. 특히 좋아하는 음악이 나올 때 이 과정은 더욱 강화돼 즐거움을 느끼는 정도는 강하게 나타났다. 연구팀은 우울증을 치료할 때 많이 활용되는 ‘경두개 자기자극’ 장치를 이용해 음악을 듣기 전 보상회로를 강하게 자극시켰다. 경두개 자기자극은 자기장으로 뇌의 특정부위를 자극해 신경세포를 활성화시키거나 억제하는 비수술 뇌자극의 방법이다. 음악을 듣기 전 보상회로를 자극 받게 되면 음악을 들을 때 즐거움과 쾌락의 강도가 상당히 높아지는 것이 관찰됐다. 반면 보상회로 활성을 낮추게 되면 음악을 들을 때 단순히 외부 소리를 듣는 것처럼 즐거움을 거의 느끼지 못하는 것으로도 확인됐다. 이번 연구를 이끈 맥길대 심리학과·몬트리올 신경학연구소 로버트 자토레 교수는 “이번 연구는 청각 영역이 보상영역 사이에 상호작용을 하면서 즐거움을 유발시킨다는 사실을 확인시켜줬다”라며 “음악이 뇌 보상회로를 자극하는 방식은 음식, 돈, 술, 중독성 물질이 자극하는 것과 비슷한 방식인 것으로 조사됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

단단한 두개골 속에 자리 잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 신체조직 ‘뇌’.뇌 덕분에 행복했던 순간을 기억해 낼 수 있고 예술작품이나 자연을 보고 들으면서 아름다움을 느낄 수 있다. 치매, 알츠하이머, 파킨슨병, 우울증같이 현대인을 괴롭히는 많은 질환도 모두 뇌에서 문제가 발생하면서 나타나는 것들이다. 과학기술의 발달로 먼 은하계를 관찰해 무슨 일이 일어나는지 알 수 있고 미립자의 세계까지도 탐구하고 있지만, 우리 두 귀 사이에 존재하는 이 작은 기관은 여전히 베일 속에 감춰져 있다. 무게 1.4㎏으로 몸무게의 약 2%에 불과한 여러 신체기관 중 하나이지만 몸속으로 들어오는 산소 15%, 포도당 50%를 사용하고 있다. 1000억개의 신경세포로 연결돼 있으며 이들이 여러 형태로 얽혀 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하고 있는 뇌는 인간을 인간답게 만드는 기관이자, 작은 우주이다. 사람과 유인원, 특히 침팬지는 유전자의 99%가 일치하지만, 외모는 물론 여러 기관의 형성에서 차이를 보인다. 대표적인 기관이 뇌이다. 과학자들은 오랫동안 침팬지와 고릴라의 뇌에 비해 3배 이상 많은 뉴런을 가진 인간의 뇌가 어디에서 차이를 보이며 성장하는지를 탐구해 왔다.영국 MRC 분자생물학연구소, 케임브리지대 응용수학·이론물리학과, 독일 하노버의대 중개·재생의학연구센터, 말기·폐쇄성폐질환 생의학연구소, 미국 듀크대 생물학과 공동연구팀은 유인원의 뇌 오가노이드와 인간의 뇌 오가노이드를 만들어 비교한 결과 인간의 뇌로 성장하는 데 핵심적인 분자 스위치를 찾아내고 그 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 25일자에 발표했다. 오가노이드(장기유사체)는 줄기세포를 배양하거나 재조합해 신체 장기와 유사하게 만든 것이다. 이번 연구를 이끈 매들린 랭커스터 영국 MRC 분자생물학연구소 박사는 2013년 신경줄기세포를 이용해 사람의 뇌 오가노이드를 처음으로 만든 연구자로 널리 알려졌다. 뉴런은 줄기세포에서 유래한 신경전구세포가 분화돼 만들어진다. 원통 형태의 신경전구세포는 동일한 모양의 딸세포로 쉽게 분화되는데 신경전구세포가 더 많이 증식될수록 많은 뉴런이 만들어진다. 신경전구세포가 충분히 증식되고 성숙하면 원뿔 형태로 변하게 되고 증식 속도가 낮춰지면서 뇌세포가 완성된다. 연구팀의 실험에 따르면 고릴라와 침팬지 같은 유인원 뇌 오가노이드는 이 같은 전환이 5일 만에 이뤄지는데 사람의 뇌 오가노이드는 7일이 걸린다는 것이 확인됐다. 사람의 신경전구세포가 유인원보다 더 오랫동안 원통 모양을 유지하면서 더 많은 분열을 일으켜 뇌신경세포를 만들어 낸다는 것이다. 이 과정을 통해 사람의 뉴런 숫자는 유인원보다 3배 이상 많아지게 된다.연구팀은 이 같은 차이를 보이는 이유를 밝혀내기 위해 인간과 유인원의 뇌 오가노이드에서 발현되는 유전자들을 비교했다. 그 결과 ‘ZEB2’라는 유전자가 뇌 발달의 핵심이라는 점을 확인했다. 실제로 고릴라의 신경전구세포에서 ZEB2 발현을 제어해 신경전구세포의 분화기간을 길게 만든 결과 고릴라의 뇌 오가노이드는 사람의 뇌 오가노이드와 비슷한 크기로 발달하는 것이 관찰됐다. 반면 사람의 뇌 오가노이드에서 ZEB2 유전자 발현을 촉진시켜 분화기간을 줄이면 유인원의 뇌 오가노이드와 비슷하게 되는 것이 관찰됐다. 랭커스터 박사는 “이번 연구는 인간과 유인원의 뇌 발달 차이를 구체적으로 보여 주는 첫 연구로 세포 모양의 단순한 진화적 변화가 뇌의 최종 형태를 다르게 만든다는 것은 매우 놀라운 발견”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2001년 영화 ‘뷰티플 마인드’는 1994년 노벨경제학상을 수상한 미국 수학자 존 내쉬의 이야기를 다루고 있다. 내쉬는 게임이론에서 가장 많이 쓰이는 균형이론을 만든 천재 수학자로 오랜 동안 조현병에 시달려왔다. 조현병은 망상과 환각, 비정상적 사고 등 감정, 지각, 인지, 행동 등 다양한 측면에서 이상 증상을 보이는 정신질환이다. 이 때문에 많은 사람들이 조현병은 흔하지 않은 질병으로 생각하지만 사실 전 세계, 모든 민족에서 100명 중 1명꼴로 발병하고 있다. 문제는 이렇듯 흔한 정신질환의 근본 원인이 제대로 밝혀지지 않고 있어 치료가 쉽지 않다는 것이다. 국내 연구진이 조현병 발병의 주요 요인 중 하나를 새로 밝혀냈다. 카이스트 의과학대학원 연구팀은 후천적으로 뇌 특이적 체성 유전변이가 조현병을 발병시킨다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 정신과학 분야 국제학술지 ‘생물 정신과학’ 9일자에 실렸다. 조현병은 다양한 원인으로 발병하는 것으로 알려져 있는데 특히 유전적 원인을 밝혀내기 위해 그동안은 환자의 혈액이나 타액을 분석해 돌연변이를 찾으려 시도했으나 모두 실패했다. 이에 연구팀은 조현병을 앓다가 사망한 27명의 뇌 조직을 이용해 ‘전장 엑솜 유전체 서열 기법’으로 분석한 결과 뇌에만 존재하는 특이 체성 유전변이를 발견했다. 연구팀은 조현병을 유발시키는 뇌 특이적 체성 유전변이들이 뇌신경 정보 교환과 신경발달에 중요한 역할을 하는 유전자에 주로 분포하는 것도 찾아냈다. 결국 뇌 체성 유전변이가 뇌신경회로를 파괴하거나 교란시켜 조현병 원인이 될 수 있다는 것이다. 연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 뇌 체성 돌연변이 연관 조현병 환자 진단과 치료법 개발에 나설 계획이다. 이정호 카이스트 의과학대학원 교수는 “이번 연구는 조현병 발병에 체성 유전변이가 중요한 역할을 하고 있음을 밝혀냄으로써 조현병의 새로운 치료법 개발은 물론 다른 신경정신질환 연구에도 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘일리아드’와 ‘오딧세이아’의 작가로 알려진 호메로스는 “잠은 눈꺼풀을 덮어 선한 것, 악한 것, 모든 것을 잊게 하는 것”이라고 말했다. ‘돈키호테’의 작가 세르반테스도 “잠은 피로한 마음의 가장 좋은 약”이라고 했다. 과학이 발달하기 전에도 사람들은 수면의 효과에 대해 어렴풋이 이해하고 있었던 것이다. 뇌과학에 따르면 잠은 깨어있는 동안 쌓인 뇌 속 노폐물을 정리해주는 역할을 한다. 뇌 속 노폐물이 제대로 제거되지 못하게 되면 알츠하이머 같은 퇴행성 뇌질환을 앓기 십상이다. 밤잠을 못 이루고 뒤척이게 되면 기억력이나 판단력이 흐려지게 된다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 토론토대 의대 연구팀은 잠을 제대로 못 자는 사람, 특히 수면 무호흡증을 가진 사람은 기억력과 판단력, 사고력이 떨어지는 인지장애나 알츠하이머를 앓게도리 가능성이 최대 2배 가까이 높다고 5일 밝혔다. 오는 4월 17~22일까지 온라인으로 열리는 ‘미국 신경학회 제73차 연례 컨퍼런스’에서 발표될 예정인 이번 연구결과는 지난 3일 사전 공개됐다. 인지장애는 뇌 손상이나 뇌 기능 이상으로 인해 기억력, 판단력, 언어능력, 시공간 파악능력 등 인지기능에 결함이 생기는 질환이다. 보통 나이가 들수록 증가하는 경향을 보이며 알츠하이머를 포함한 퇴행성 뇌질환을 앓게 되면 나타나는 대표적인 증상이다. 연구팀은 인지장애를 겪고 있는 평균 73세의 남녀 67명을 대상으로 관찰 및 설문조사를 실시했다. 연구팀은 이들에게 현재 날짜와 도시, 간단한 기억력과 판단력을 측정하는 30점 만점의 인지검사를 실시했다. 26점 이상은 정상, 18~25점은 가벼운 인지장애, 17점 이하는 심각한 인지장애 상태이다. 연구팀은 이들을 대상으로 수면무호흡증 및 수면장애 검사를 실시했다. 수면무호흡증은 말 그대로 자는 동안 숨을 쉬지 않는 증상으로 코골이와 같이 수면 중 상기도의 반복적 폐쇄로 인해 호흡이 멈추거나 호흡이 줄어 잠을 깨거나 잠을 이루지 못하게 된다. 조사 결과 실험대상자의 52%가 수면무호흡장애를 포함한 수면장애를 겪는 것으로 확인됐다. 이들은 수면장애를 갖고 있지 않는 사람들보다 인지측정에서 60% 가까이 점수가 낮게 나왔다. 수면장애를 갖고 있는 사람들의 평균 점수는 20.5점, 수면장애가 없는 사람은 평균 23.6점 정도로 측정됐다. 또 인지장애를 겪지 않는 같은 나이대의 사람들은 대부분 26점 이상 점수가 나오는 것으로 확인됐다. 수면장애를 겪는 사람들은 신경질적인 성격으로 변해 짜증, 불안감이 증가하고 타인에 대한 공격성도 높아지는 경향을 보인다고 연구팀은 덧붙였다. 연구팀은 특히 수면무호흡증이나 수면장애 상태를 치료해 증상을 개선하면 인지기능이 다소 회복되는 것도 확인했다. 연구를 이끈 마크 보울러스 토론토대 의대 교수(신경학)는 “이번 연구는 수면이 단순히 주간에 쌓인 피로를 푼다는 것을 떠나 뇌신경학적으로도 중요한 기능을 한다는 것을 다시 한 번 확인시켜주고 있다”라며 “수면장애가 오래 지속될 경우 인지장애로 이어지기 쉽기 때문에 치료를 받는 것이 필요하다”라고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2010년 개봉한 SF영화 ‘인셉션’은 타인의 꿈 속으로 들어가 생각을 빼내거나 주입할 수 있는 기술에 대한 내용을 다루고 있다. 사실 누구나 꾸는 꿈은 익숙한 현상이지만 SF의 소재 뿐만 아니라 심리학이나 정신분석학에서는 무의식을 읽을 수 있는 중요한 수단으로 여기고 있다. 그런데 뇌과학자들이 꿈을 꾸는 사람과 실시간으로 대화를 나눌 수 있는 놀라은 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 노스웨스턴대 심리학·인지과학과, 텍사스 오스틴대 심리학과, 정밀계측기업 넥스트센스사(社), 독일 오스나브뤽대 인지과학연구소, 함부르크 수면·꿈 기술연구소, 프랑스 소르본대 뇌인지과학 연구소, 피티에-살페트리에르병원 수면장애연구실, 네덜란드 라드바우드대 메디컬센터 뇌·인지·행동연구소, 이탈리아 볼로냐대 의대 외과학교실 공동연구팀은 꿈을 꾸는 사람에게 질문을 던지고 실시간으로 답을 들을 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 19일자에 실렸다. 꿈은 깨어있을 때 경험했던 일이나 기억들이 자는 동안 다양한 이미지로 보여주는 것이다. 정신분석학을 만든 지그문트 프로이트는 꿈은 억눌린 욕망을 투사하는 것이기 때문에 꿈을 ‘해석’해 각종 신경증이나 정신질환을 치료할 수 있는 창구라고 여겼다. 뇌신경과학이 발달하면서 꿈에 대한 연구도 활발히 이뤄지고 있지만 여전히 많은 부분이 수수께끼로 남아있다.연구팀은 미국, 독일, 프랑스, 네덜란드에서 각각 똑같은 실험을 실시했다. 미국 연구팀은 일주일에 최소한 1번 이상 꿈을 꾸는 18~33세의 건강한 성인남녀 22명, 독일에서는 21~40세의 건강한 성인남녀 10명, 네덜란드에서는 19~37세 성인남녀 37명을 대상으로 실험했다. 프랑스에서는 자각몽을 꾸는 성인남녀 8명을 대상으로 실험했다. 자각몽은 자고 있는 사람이 스스로 꿈이라는 것을 인식하면서 꾸는 꿈을 말한다. 실험 결과 많은 사람들이 꿈을 꾸면서 연구자들의 지시를 따르고 간단한 덧셈 뺄셈 같은 수학문제를 풀 수 있으며 질문에 답할 수 있는 것으로 확인됐다. 특히 낮에 갑자기 잠에 빠져드는 기면증이나 자각몽을 자주 꾸는 사람들이 꿈꾸는 중에 쌍방향 대화를 쉽게 하는 것으로 확인됐다. 또 실험대상자들은 꿈을 꾸면서 자신이 꾸는 꿈을 설명하기도 했다. 연구팀에 따르면 이번 연구가 악몽에 자주 시달리는 등 다양한 수면 장애를 겪는 사람들을 치료하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 전망하고 있다. 또 잠자는 동안 기억력을 높여 학습효과를 높이는 방법을 개발할 수도 있을 것으로 기대했다.켄 팔러 노스웨스턴대 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 그동안 불가능한 것으로 보였던 렘수면 상태에 있는 사람과 실시간으로 상호작용하면서 의사소통할 수 있다는 사실을 보여준 것”이라며 “수면과 기억과의 관계는 물론 수면 장애나 악몽에 시달리는 사람들을 치료하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

건강검진을 받으러 가면 의사의 문진에서 빠지지 않는 것이 “최근 갑자기 살이 빠지지는 않았나”이다. 입맛이 없어지고 이유 없이 갑자기 살이 빠지는 것이 암 환자의 대표 증상이기 때문에 묻는 것이다. 한국생명공학연구원 질환표적구조연구센터, 바이오나노연구센터, 카이스트, 서울아산병원 공동연구팀은 암세포에서 특이적으로 분비되는 특정 단백질이 뇌신경세포의 특정 수용체를 통해 식욕조절 호르몬에 영향을 미쳐 암 환자의 섭식장애를 일으킨다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 셀 바이올로지’에 실렸다. 암세포와 악성 종양조직은 다양한 분비물과 염증유도인자를 분비해 정상조직의 기능을 낮춘다. 이 때문에 암 환자에게서는 각종 합병증이 발생하고 생존율이 낮아지는 것이다. 대표적인 합병증이 ‘암 악액질 증후군’으로 섭식장애와 지속적인 체중감소 현상을 동반해 암 치료효과과 생존율이 낮아진다는 것이다. 연구팀은 암 유전인자를 주입한 초파리를 이용해 실험한 결과 암 세포에서 나온 특정 단백질(Dilp8 펩타이드)이 눈에 띄게 증가되고 뇌신경세포 수용체를 통해 식욕조절 관여 신경펩타이드 호르몬 발현을 변화시켜 섭식장애를 일으키는 것이 관찰됐다. 생쥐에게 암을 유발시킨 뒤 관찰한 결과도 마찬가지로 특정 단백질이 증가해 섭식장애가 유발된다는 것이 확인됐다. 암세포에서 분비되는 단백질을 일반 생쥐 뇌에 직접 주입하면 먹이 섭취량과 체중이 줄어드는 것이 관찰됐다. 또 악액질 증후군이 가장 많이 발생하는 췌장암 환자를 대상으로 임상 연관성 연구를 실시한 결과 섭식장애가 나타난 환자에게서는 특정 단백질 농도가 높게 나타나는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 유권 생명공학연구원 박사는 “이번 연구결과를 바탕으로 특정 단백질에 의한 신호전달체계를 조절할 수 있는 치료제를 개발한다면 암 환자의 섭식장애를 개선해 암 치료효과를 더 높일 수 있을 것”이라고 설명했다. 유 박사는 “일반인 대상으로 섭식조절을 통한 대사 불균형 문제를 해결할 수 있는 대사질환 치료제 개발에도 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

백군기 용인시장은 관내 바이오기업인 (주)지엔티파마가 개발한 반려견 인지기능장애 치료제가 국내 최초로 신약 승인을 받은 것과 관련해 “기업도시의 위상을 높여 무척 기쁘다”고 말했다. 16일 용인시에 따르면 백 시장은 지난 15일 시청 시장실에서 지엔티파마의 곽병주 대표와 만나 이같이 말하고 경영활동을 위한 행정적 지원을 약속했다. 이는 지엔티파마가 개발한 반려견 인지기능장애증후군 치료제 크리스테살라진(상품명 ‘제다큐어’)이 지난2일 농림축산검역본부로부터 국내 첫 동물의약품 품목허가를 받은데 따른 것이다. 지엔티파마가 과학기술정보통신부와 보건복지부, 경기도 등의 지원을 받아 개발한 크리스테살라진은 알츠하이머 치매의 원인인 뇌신경세포 사멸및 아밀로이드 플라크 생성을 유발하는 것으로 알려진 활성산소와 염증을 동시에 억제하는 다중표적약물이다. 이 자리에서 곽 대표는 “제다큐어가 인지기능 장애를 앓고 있는 반려견에게 약효와 안전성이 입증된 만큼 노령견의 건강유지에 큰 기여를 할 것으로 보인다”고 말했다. 이어 “향후 국내는 물론 해외시장으로 판로가 열리면 엄청난 양의 생산설비 구축이 필요한데 시에서 긍정적으로 협조해주기 바란다”고 요청했다. 백 시장은 “지엔티파마가 대한민국을 대표하는 기업으로 시의 위상을 높여줘 감사하며 신약 승인을 진심으로 축하한다”며 “경영활동에 도움이 되도록 다양한 행정지원으로 뒷받침 할 것”이라고 말했다. 한편 지엔티파마는 크리스데살라진의 품폭허가가 승인됨에 따라 전 세계 반려견 치매치료제 시장 선점을 위한 본격적인 준비에 들어갔다. 제다큐어의 미국 및 PCT(다자간 특허협력조약) 국제 특허출원을 마치고 글로벌 동물용의약품 제약회사와 전세계 판매를 위한 협의를 진행하고 있다. 또 올해안으로 알츠하이머 치매 치료제의 인체 대상 임상시험도 진행할 계획이다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

경기도 바이오기업이 개발한 반려견 치매치료제가 정부의 승인을 받았다. 국내는 물론 세계 최초의 반려견 치매 다중표적 뇌세포신약이다. 용인 소재 ㈜지엔티파마는 반려견 인지기능장애증후군(치매) 치료제로 개발해온 크리스데살라진(상품명 제다큐어 츄어블정)이 농축산검역본부로부터 동물의약품 품목허가를 받았다고 10일 밝혔다. 지엔티파마가 과학기술부, 보건복지부, 경기도 등의 지원을 받아 개발한 ‘크리스데살라진’은 알츠하이머 치매의 원인인 뇌신경세포 사멸및 아밀로이드 플라크 생성을 유발하는 것으로 알려진 활성산소와 염증을 동시에 억제하는 다중 표적약물이다. 반려견의 인지기능장애증후군은 사람의 알츠하이머성 치매와 유사해 주인을 몰라볼뿐 아니라 방향감각 상실, 밤과 낮의 수면 패턴 변화, 잦은 배변실수, 식욕변화 등 증상을 보인다. 9세 이상 반려견중 22.5%가 치매에 걸리는 것으로 알려졌다. 지엔티파마는 치매에 걸린 반려견 48마리를 대상으로 크리스데살라진이 효과가 있는지 4~8주간 허가용 임상을 진행한 결과 인지기능이 크게 개선되고 치료효과도 유지되는 것으로 확인됐다고 밝혔다. 인지기능장애 평가(CCDR)에서 4주와 8주간 위약(가짜약)을 투여한 반려견의 CCDR 지수(0~80점에서 50점 이상이면 인지기능장애)는 60.7과 65.0으로 나타나 투약전과 큰 변화는 없었다. 그러나 저용량 크리스데살라진(5mg/kg)을 투여한 반려견의 지수는 각각 43과 42.1로 인지기능이 크게 개선됐다. 고용량(10mg/kg)을 투여한 반려견도 약효는 비슷했다. 투약을 종료하고 4주간 관찰한 결과 인지기능개선 효과는 유지됐으며 특이한 부작용은 발견되지 않았다. 임상은 서울대학교 동물병원, N동물의료센터, 대구 동물메디컬센터, 해마루 동물병원, 헬릭스 동물메티컬센터, VIP 동물의료센터 등 6곳에서 진행했다. 임상총괄책임자인 서울대학교 수의과대학 내과학교실 윤화영 교수는 “지금까지 반려견 인지기능장애를 치료할 전문의약품이 없었기 때문에 이번 결과가 반려인들에게는 희소식이 될 것”이라며 “임상시험에서 약효와 안전성이 충분히 입증된 만큼 향후 해외 시장에서 블록버스터급 반려동물용 신약으로 거듭날 것으로 기대된다”고 말했다. 반려견 인지기능장애증후근 치료제는 1998년 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 파키슨병 치료 약물인 셀레길린이 유일하지만 약효가 제한적인데다 사람의 알츠하이머 치매 환자를 대상으로 한 임상연구에서도 유의적인 효과가 없어 실제 의료현장에서 사용되지 않고 있는 것으로 알려졌다.지엔티파마는 크리스데살라진의 품목 허가가 승인됨에 따라 전 세계 반려견 치매 치료제 시장 선점을 위한 본격적인 준비에 들어갔다. 지난해 크리스데살라진의 동물용 의약품에 대한 미국 및 PCT 국제특허출원을 완료했으며 현재 글로벌 동물용 의약품 제약회사와 전세계 판매를 위한 협의를 진행하고 있다. 또 올해 안으로 알츠하이머 치매 치료제의 인체 대상 임상시험도 진행할 계획이다. 지엔티파마 곽병주 대표이사(연세대학교 생명과학부 겸임교수)는 “반려견 인지기능장애 증후군에서 입증된 크리스데살라진은 난항을 겪고 있는 알츠하이머 치매 치료제 개발에도 희망이 되고 있다”면서 “올해 알츠하이머 치매환자를 대상으로 약효와 안전성을 검증하는 임상연구에 들어가 치매극복의 디딤돌을 놓을 것”이라고 말했다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

우울증은 이전에는 단순히 기분이 저하된 상태로 알려져 ‘마음의 감기’라며 누구나 한 번쯤 경험하는 것으로 잘못 알려져 왔었다. 그렇지만 우울증은 생각이나 사고과정, 동기, 의욕, 행동, 수면, 신체활동 등 전반적인 정신적, 육체적 기능이 저하돼 심할 경우는 죽음에 이르는 경우도 많은 심각한 정신질환이다. 우울증의 정확한 발병 원인에 대해서는 알려져 있지 않은 상태이다. 이 같은 상황에서 신경과학자들이 우울증을 유발시키는 뇌세포를 찾아냈다. 캐나다 맥길대 더글라스 정신건강연구소, 신경과학통합연구센터, 맥길대 의대 정신과학과 공동연구팀은 우울증으로 사망한 성인과 다른 원인으로 급사한 사람의 뇌세포를 분석한 결과 우울증을 앓는 사람들에게서 유독 많이 발견되는 뇌세포를 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학분야 국제학술지 ‘최신 정신과학’ 5일자에 실렸다. 최근 국내 연구진은 몸 속 염증이 뇌에 영향을 미쳐 우울증을 일으킬 수 있다는 연구결과를 내놓기도 했다. 많은 연구자들이 우울증은 체내 염증이 신경세포에 영향을 미치거나 특정 뇌신경세포가 우울증을 유발시킬 것이라고 보고 있다. 이 같은 가운데 연구팀은 맥길대 부속병원의 윤리위원회의 승인을 받아 우울증으로 사망한 10명과 우울증을 포함한 정신질환이 아닌 다른 신체증상으로 인해 급사한 10명의 뇌 조직을 비교했다. 연구팀은 기억과 학습에 관여하는 것으로 알려진 뇌 해마 부위에 존재하는 성상교세포의 GFAP와 비멘틴이라는 단백질에 주목했다. 성상교세포는 별 모양의 형태를 하고 있는데 신경세포에 영양공급, 이온농도 조절, 노폐물 제거 등 역할을 한다. 뇌 조직 분석결과 우울증을 앓았던 사람들의 뇌에서는 전반적으로 성상교세포 숫자가 줄고 비멘틴 GFAP도 눈에 띄게 줄어든 것이 확인됐다. 또 성상교세포의 구조나 형태는 일반인이나 우울증 환자나 다르지 않았지만 세포의 분포와 숫자에서 확연히 차이가 났다. 중증 우울증으로 진행될 수록 성상교세포의 숫자는 급격히 줄어드는 것으로 조사됐다. 우울증이 다른 요인들도 있겠지만 뇌 세포의 구성과도 밀접한 관련이 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. 이 때문에 성상교세포의 감소를 막아주면서 자연스럽게 뇌 기능을 강화하는 방법을 찾는 것이 우울증 개선에 도움을 줄 수 있으며 장기적으로는 치매와 같은 기억 관련 질환도 예방할 수 있을 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끌고 우울증과 자살에 있어서 뇌 염증의 역할을 연구하고 있는 나귀브 메차와르 교수는 “이번 연구는 우울증 유발에 관여하는 뇌세포를 찾아냄으로써 효과적인 신개념의 우울증 치료제를 개발할 수 있을 뿐만 아니라 부작용이 없는 효과적 우울증 치료가 가능해지도록 도울 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국의 전기차 업체 테슬라 최고경영자(CEO)이자 ‘괴짜 사업가’로 유명한 일론 머스크가 원숭이 뇌에 비디오게임을 할 수 있는 컴퓨터 칩을 이식했다고 1일(현지시간) 밝혔다. 인간의 두뇌와 컴퓨터를 연결하는 인터페이스 개발에 몰두했던 머스크의 도전이 빠르게 현실이 될지 주목된다. 블룸버그통신은 머스크가 이날 오디오 전용 소셜미디어인 ‘클럽하우스’와 진행한 인터뷰에서 자신이 창업한 뇌신경과학 스타트업 ‘뉴럴링크’의 최근 실험을 소개했다고 보도했다. 머스크는 클럽하우스 청취자들에게 “우리는 머릿속 생각으로 비디오게임을 할 수 있는 원숭이를 갖고 있다”며 뉴럴링크가 원숭이의 뇌에 비디오게임과 연결되는 무선 컴퓨터 칩을 이식했다고 소개했다. 이어 실험이 진행 중인 원숭이를 “행복한 원숭이”라고 일컬으며 한 달 뒤쯤 해당 실험이 어떻게 이뤄지는지를 동영상으로 공개하겠다고 밝혔다. 뉴럴링크는 머스크가 2016년 창업한 뇌신경과학 스타트업으로, 뇌에 이식한 칩을 통해 알츠하이머병이나 척추손상, 선천적 장애 등을 치료하고 궁극적으로 인공지능까지 장착하겠다는 목표를 갖고 있다. 머스크는 2019년 7월 기자회견에서 동물 실험 이후 인체 임상시험을 계획하고 있다면서 인간의 두뇌에 무선 칩을 심어 생각만으로 각종 전자 기기를 제어할 수 있는 시스템을 선보이겠다고 밝혔다. 그 후 약 1년 뒤인 지난해 8월 인체 시험에 앞선 초기 연구로 뇌에 칩을 이식하고 두 달간 생활한 돼지를 공개한 바 있다. 이번 원숭이 실험 발언은 지난해 관련 연구가 한층 더 심화됐음을 의미하는 것으로 풀이된다. 머스크는 이 자리에서 실험 대상인 원숭이들이 “‘마인드 퐁’ 놀이를 하기를 원한다”고도 했다. 마인드 퐁은 손 등 신체를 사용하지 않고 생각으로 제어되는 비디오게임을 일컫는 말이다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

뇌신경과학 스타트업 뉴럴링크원숭이한테 무선 컴퓨터칩 심었다 미국의 전기차 업체 테슬라 최고경영자(CEO) 일론 머스크가 원숭이 뇌에 비디오게임을 할 수 있는 컴퓨터 칩을 이식했다고 밝혔다. 그는 “우리는 머릿속 생각으로 비디오게임을 할 수 있는 원숭이를 갖고 있다”면서 뉴럴링크가 원숭이의 뇌에 비디오게임과 연결되는 무선 컴퓨터 칩을 이식했다고 소개했다. 머스크는 오디오 전용 소셜미디어인 ‘클럽하우스’와 진행한 인터뷰에서 자신이 창업한 뇌신경과학 스타트업 ‘뉴럴링크’가 이러한 내용의 실험을 진행 중이라고 밝혔다고 2일 블룸버그 통신 등이 보도했다. 그는 실험이 진행 중인 원숭이를 “행복한 원숭이”라고 부르면서 “우리는 세계에서 가장 멋진 원숭이 실험 시설을 갖추고 있다. 우리는 원숭이들이 서로 ‘마인드 퐁’(mind-Pong)을 하기를 원한다”고 말했다. ‘마인드 퐁’은 손 등 신체를 사용하지 않고 생각으로 제어되는 비디오게임을 일컫는 말이다. 머스크는 대략 한 달 뒤 비디오게임 칩이 이식된 원숭이의 모습을 동영상에 담아 공개할 것이라고 말했다. 뉴럴링크는 인간의 두뇌와 컴퓨터를 연결하는 인터페이스 개발을 목표로 하는 스타트업이다. 한편 머스크는 2019년 7월 기자회견에서 동물 실험 이후 인체 임상실험을 계획하고 있다면서 인간의 두뇌에 무선 칩을 심어 생각만으로 각종 전자 기기를 제어할 수 있는 시스템을 선보이겠다고 밝힌 바 있다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

봄이나 가을 같은 환절기가 아니더라도 점심을 먹고 나면 배부름의 만족감과 함께 밤잠의 부족함까지 몰려들면서 꾸벅꾸벅 졸음이 쏟아진다. 낮잠은 학습 집중력을 높일 뿐만 아니라 건강에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 스페인에서는 여전히 오후 2~5시 사이에 낮잠을 자는 ‘시에스타’ 문화가 남아있기도 하다. 실제로 점심 직후 잠깐의 낮잠이 뇌 속 노폐물을 제거해 인지능력을 높이고 치매까지 막는 효과가 있다는 분석결과가 나왔다. 중국 우후4차인민병원 노인병학과, 상하이 정신보건연구센터 알츠하이머및퇴행성뇌질환연구소, 노인정신건강과, 상하이 교통대 의대 공동연구팀은 10~30분 이내로 규칙적으로 낮잠을 자는 것이 인지능력을 높이는데 도움을 준다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국의학회에서 발행하는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘BMJ 일반 정신과학’ 26일자에 실렸다. 전 세계적으로 과학기술의 발달로 기대수명이 길어지고 있는 가운데 65세 이상 인구 10명 중 1명 정도가 치매를 비롯한 인지기능 저하에 시달리고 있는 것으로 알려져 있다. 나이가 들수록 밤잠이 줄고 낮잠의 길이와 빈도는 늘어나는 경향이 있다. 이에 연구팀은 낮잠과 노인들의 인지능력 저하 방지의 연관관계를 알아보기 위해 베이징, 상하이, 시안 등 중국 내 대도시에 거주하는 60세 이상 남녀 2214명을 대상으로 낮잠을 자는지 여부와 혈액검사를 포함한 건강검진, 치매검사와 인지능력평가를 실시했다. 분석 결과 이들의 평균 야간수면시간은 약 6.5시간이었으며 680명은 낮잠을 안 자는 것으로 확인됐다. 낮잠을 자는 노인들은 최소 5분에서 최대 2시간까지 낮잠을 자는 것으로 나타났다. 그런데 낮잠을 자는 사람이 낮잠을 안 자는 사람에 비해 시공간인지능력, 작업기억력, 주의력, 문제해결력, 위치인식, 언어능력 점수가 더 높게 나온 것으로 조사됐다. 특히 낮잠 여부에 따라 위치인식, 언어능력, 기억력 점수가 두 배 가까이 나는 것으로 조사됐다. 그렇지만 낮잠을 30분 이상 자는 사람들의 인지능력점수는 낮잠을 안 자는 사람보다는 높게 나왔지만 30분 이내의 낮잠을 자는 사람보다는 낮은 것으로 조사됐다. 그 결과 낮잠을 규칙적으로 자는 사람은 시공간능력, 작업기억력, 주의력, 문제해결력, 언어능력 등의 점수가 그렇지 않은 사람보다 높은 것으로 확인. 그렇지만 낮잠 시간이 하루 30분 이상인 사람에게서는 이 같은 효과가 나타나지 않았음. 연구팀은 낮잠은 뇌에 쌓이는 염증성 화학물질을 제거해주기 때문에 지적 능력을 유지해줄 뿐만 아니라 치매 발병 확률도 낮춰주는 것으로 분석 린 선 상하이교통대 의대 교수는 “밤에 못 잔 ‘잠 빚’을 보충하기 위해 낮잠을 자는 것으로 알려져 있지만 뇌의 건강성을 유지하는데도 도움이 되는 것으로 확인됐다”라며 “낮잠은 체내 염증 수치를 낮춰주면서 뇌에 쌓인 노폐물을 제거하는 역할을 해 뇌의 건강성과 치매를 예방하는 것이라는 점을 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 자석의 자기장과 유전공학 기술을 결합해 뇌 신경세포를 활성화시키는 방법을 찾아 걷지 못하는 생쥐를 걷게 만들었다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대 고등과학원 공동연구팀은 자기장을 이용해 뇌 운동신경을 무선, 원격으로 정밀제어할 수 있는 ‘나노 자기유전학’ 기술을 개발했다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 29일자에 실렸다. 자기장은 자기공명영상(MRI) 같은 영상의학장치에 쓰이면서 질병진단에 활용되고 있지만 치료에는 거의 활용되지 못하고 있다. 연구팀은 자석의 자기장을 이용해 미세한 토크힘을 발생시킬 수 있는 나노나침반을 개발했다. 토크힘은 물체에 작용해 물체를 회전시킬 수 있는 능력을 말한다. 연구팀이 개발한 나노나침반의 토크힘은 뇌세포의 ‘피에조-1’ 이온채널을 열어 뇌신경 신호전달이 가능한 것으로 확인됐다. 이온채널은 세포 내부 이온농도를 조절하는 막단백질을 말한다.연구팀은 생쥐의 우뇌 운동신경부위에 나노나침반을 주입한 다음 자기장을 가했다. 그 결과 칼슘이온이 세포 내로 유입돼 원하는 부위의 운동능력을 촉진시키는 것이 확인됐다. 실제로 쥐의 왼발 운동신경이 활성화되고 운동능력이 5배 정도 향상되는 것이 관찰됐다. 이번에 개발된 나노자기유전학 장치는 중심지름이 70㎝ 정도의 MRI 장비에서도 작동이 가능하고 사람의 뇌를 포함한 인체에 25mT(밀리테슬라)의 자기장을 전달할 수 있는 것으로 확인됐다. 자기장은 인체 침투력이 좋기 때문에 운동장애가 발생하는 파킨슨병은 물론 암 같은 난치병 치료에도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 천진우 IBS 단장(연세대 화학과 교수)은 “이번에 개발된 나노자기유전학은 원하는 세포를 유전공학으로 선택한 뒤 무선, 원격으로 특정 뇌 부위를 활성화시킬 수 있는 방법으로 자리잡아 뇌의 작동원리 규명과 질환 치료 등 뇌과학의 새로운 지평을 열게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

17~18세기에 활동했던 영국의 극작가 윌리엄 콩그리브는 “음악은 야만인의 가슴을 달래 주고 돌을 무르게 만들며 옹이 진 나무를 휘어지게 하는 매력이 있다”고 말했습니다. 실제로 음악은 우울하고 불안한 마음을 안정시켜 주기도 하고 뇌 발달에도 도움을 준다는 연구들이 많습니다. 스위스 취리히대 실험심리학부 신경심리학교실, 미국 스탠퍼드대 의대 정신·행동과학과 공동연구팀은 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 1월 26일자에 음악과 관련한 재미있는 연구 결과를 내놨습니다. 음악가들의 뇌가 음악을 하지 않는 일반인들의 뇌와는 다르다는 것입니다. 연구팀은 절대음감(AP)을 가진 음악가 52명, 상대음감(RP)을 가진 음악가 51명, 음악을 하지 않는 일반인 50명을 대상으로 ‘안정상태 기능성자기공명영상’(rsfMRI)과 ‘확산강조영상’(DWI) 기법으로 뇌신경을 촬영했습니다. 절대음감은 특정 음을 듣고 해당 음의 절대적 높낮이를 본능적으로 판별해 내는 청각적 감각을 말합니다. 상대음감은 특정 음을 들었을 때 음의 조성에 따른 상대적 높낮이를 파악하는 능력입니다. 이들 세 집단의 뇌신경을 비교 분석한 결과 음악가들과 일반인들의 뇌는 확연한 차이를 보였다고 합니다. 좌뇌와 우뇌 청각영역의 뇌신경 연결 상태가 다르게 나타났다는 것입니다. 음악가의 뇌신경망이 촘촘하게 짜인 그물이라면 일반인들은 듬성듬성 연결됐다고나 할까요. 음악가들의 절대음감 여부는 뇌의 기능적 연결망에 큰 영향을 미치지는 못했지만 음악을 시작한 나이가 영향을 주는 것으로 확인됐습니다. 어려서 음악을 시작한 음악가일수록 뇌신경망이 촘촘하고 강하게 연결돼 있었다는 것입니다. 연구팀은 다양한 높낮이의 음으로 만들어진 음악이 청각기능을 자극함으로써 뇌신경망 전체 발달을 이끌고 강화시킨다고 설명했습니다. 음악과 관련해서 또 하나 재미있는 연구 결과가 있습니다. 네덜란드 에라스무스 메디컬센터 외과, 신경과, 소아외과, 생물통계과, 마취과, 흉부외과 공동연구팀은 음악이 심장수술 환자들의 불안과 통증을 현저하게 감소시킨다고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ 오픈 하트’ 1월 26일자에 실렸습니다. 연구팀은 5개의 의학·과학 연구데이터베이스에서 2019년 10월까지 발간된 심혈관수술과 음악에 관한 논문 20건, 설문조사 16건을 찾아 메타분석했습니다. 이들 연구에는 각각 1169명, 987명의 환자가 분석 대상이었습니다. 메타분석 결과 환자의 90%가 관상동맥 우회술, 심장판막 교체 수술을 받은 것으로 나타났습니다. 심혈관 수술환자들은 진통제를 투여받아도 심한 통증을 호소하는 경우가 많은 것으로 알려져 있습니다. 이들에게 입원 직후부터 수술 후 일주일까지 음악을 들려 주는 것이 불안감과 통증을 실제로 낮춰 주며 진통제 같은 약물 투여 효과도 배가시킨다고 연구팀은 설명했습니다. 단 리듬이 강하거나 타악기 연주가 들어간 음악 외에 잔잔한 연주음악이 도움이 된다고 합니다. 코로나19로 인해 사회적 거리두기가 길어지면서 우울감과 불안감, 짜증이 치밀어 오르기 쉬운 요즘 조용한 음악으로 마음을 다스려 보는 것은 어떨까요. edmondy@seoul.co.kr