국내 연구진이 오랫 동안 배터리 교체 없이 스마트폰으로 뇌 신경회로를 조절할 수 있는 장치를 개발했다. 카이스트 전기및전자공학부, 연세대 의대 공동연구팀은 동물을 이용해 장기간 뇌 기능 연구를 해야할 때나 중독 같은 정신질환, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환치료에도 적용할 수 있는 무선 충전 가능한 광(光)유전학 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 22일자에 실렸다. 광유전학은 빛을 이용해 특정 신경세포만 제어할 수 있는 기술로 현재는 뇌기능 연구에 많이 활용되고 있는데 각종 뇌질환 치료에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다. 기존 광유전학 기술은 외부 장치와 연결된 광섬유를 뇌에 이식해 신경세포에 빛을 전달하는 방식이었다. 문제는 유선 방식의 광유전학 기술은 동물 실험시 움직임을 제한하기 때문에 복잡한 동물실험이 어렵다는 점이다. 이 때문에 최근에는 무선 광유전학 기술이 나오고 있지만 배터리 용량의 한계로 주기적으로 교체해야 하거나 무선으로 전력공급 받는 동안 동작이 안정적이지 못하다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 배터리 무선충전과 장치의 무선제어가 가능한 회로를 만들어 마이크로LED 탐침과 결합시켰다. 생체 이식후 기기에 의해 주변 뇌조직이 손상되는 것을 막기 위해 생체적합성 소재로 만든 이번 장치는 무게가 1.4g에 불과하고 실험대상이 움직이는 동안에도 배터리의 무선충전이 가능하고 스마트폰 어플리케이션(앱)으로 광자극을 조절할 수 있다. 연구팀은 이번에 개발한 생쥐의 두피 안으로 완전히 이식한 상태에서 실험한 결과 무선 충전이 가능하다는 것을 확인했다. 또 중독성 약물인 코카인에 중독되도록 한 생쥐의 뇌 부위에 무선으로 빛을 전달해 코카인 중독증상을 억제하는 것도 확인했다. 정재웅 카이스트 교수는 “이번에 개발된 장치는 체내에 이식한 뒤 무선 충전이 가능하기 때문에 배터리 교체를 위한 추가 수술이 필요 없이 반영구적으로 사용이 가능하다”며 “이번 기술은 뇌 이식용 장치 뿐만 아니라 인공 심박동기, 위 자극기 등 다양한 생체 이식용 기기에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들은 인생의 황혼기인 노년을 존엄하고 행복하게 보내길 원한다. 행복한 노년을 위해서 필수요건은 다름 아닌 건강이다. 특히 다양한 요인으로 발생하는 치매는 서서히 기억을 잃게해 자신이 누구인지까지 망각하게 만들어 노인들이 가장 두려워하는 퇴행성 뇌질환이다. 국내 연구진이 치매의 주요 원인인 알츠하이머 발병 메커니즘을 새로 찾아내 주목받고 있다. 한국뇌연구원 신경회로연구그룹은 알츠하이머를 앓다 사망한 환자의 뇌조직과 유전자 변형으로 알츠하이머를 유발시킨 생쥐를 이용해 실험한 결과 뇌신경세포 시냅스의 단백질 중 하나인 ‘RAPGEF2’ 발현 이상이 알츠하이머 환자의 시냅스 손상을 일으키는 원인이라고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경병리학 및 응용신경생물학’에 실렸다. 치매 원인의 75%를 차지하고 있는 알츠하이머는 기억력 상실, 양극성장애, 언어장애, 운동장애, 망상 등에 시달리게 한다. 알츠하이머 원인에 대해 베타아밀로이드 단백질이나 타우 단백질이 뇌에 비정상적으로 침착되기 때문으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 단백질 침착은 뇌신경세포 시냅스를 손상시켜 인지장애를 유발시키는 것으로 알려져 있지만 정확한 발병 메커니즘을 모르기 때문에 근본적인 치료도 불가능한 상황이다. 연구팀은 알츠하이머를 앓다가 사망한 환자의 뇌 조직과 유전자 변형을 통해 알츠하이머를 유발시킨 생쥐의 뇌를 분석한 결과 공통적으로 RAPGEF2라는 단백질이 비정상적으로 활성화돼 있다는 사실을 발견했다. 신경생물학적 방법으로 분석한 결과 베타아밀로이드 단백질이 RAPGEF2 단백질의 과발현을 촉진시키고 이것들이 다시 하위 신경경로를 활성화시켜 시냅스 손실과 손상을 가져온다는 것이다. 또 전자현미경 관찰과 행동분석을 통해 생쥐에게 RAPGEF2 단백질 발현을 억제시키면 베타아밀로이드 단백질이 늘어나더라도 시냅스의 감소를 막을 수 있을 뿐만 아니라 인지기능 손상도 차단된다는 것도 알아냈다. 이계주 박사(신경회로연구그룹장)는 “이번 연구는 알츠하이머 초기에 나타나는 신경세포 손상의 분자적 메커니즘을 규체적으로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “알츠하이머 같이 시냅스 손상성 뇌질환의 새로운 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개미나 꿀벌은 대표적인 사회적 동물이다. 이들 뿐만 아니라 새나 물고기 같은 동물들도 집단으로 행동하는 경우가 많다. ‘하나보다는 여럿이 낫다’는 것인데 뇌신경과학 분야에서는 이 같은 동물들의 집단지능의 원리는 수수께끼로 남아 있었다. 국내 연구진이 동물들의 집단지능 원리를 밝혀내는데 도움을 줄 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소, 한국전자통신연구원(ETRI) 지능형센서연구실 공동연구팀은 눈을 관찰함으로써 무리 생활을 하는 동물들의 뇌을 이해하고 분석할 수 있는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 연구팀은 뇌신호를 실시간으로 감지해 빛의 반짝임으로 표시되는 프로세서와 LED가 결합된 실시간 뇌파측정분석시스템인 ‘CBRAIN’(씨브레인)을 개발했다. 씨브레인은 뇌 신호를 실시간으로 감지해 LED 불빛으로 표시되도록 해 뇌의 어떤 부위가 활성화돼 감정과 생각을 드러내는지 육안으로 관찰할 수 있도록 한 것이다. 연구팀은 씨브레인을 이용해 생쥐들이 자신의 몸집보다 큰 거미 모양 로봇을 만났을 때 집단 행동을 연구했다. 연구팀은 공포감정을 조절하는 뇌의 기저측편도체의 자극에 따라 LED 빛이 깜박이도록 한 뒤 생쥐 한 마리가 거미로봇을 만났을 때와 다른 동료들과 함께 거미로봇을 만났을 때 변화를 관찰하고 인공지능 딥러닝 기술로 분석했다. 그 결과 거미 로봇이 우리 안에 들어가면 쥐들에게 부착된 씨브레인 시스템의 LED가 동시다발적으로 켜졌는데 8마리 쥐들이 무리지어 있을 때는 1마리만 있을 때보다 경계신호 발생빈도가 줄어든 것이 확인됐다. 또 무리 지어 있을 경우 최외곽에 있는 생쥐들에게는 강한 경계신호가 나타났고 안쪽에 있는 생쥐들은 경계신호가 다소 약한 것이 확인됐다. 동료들과 함께 있으면 경계신호가 줄면서 긴장이 완화되는 사회적 완충효과가 나타난다는 사실이 확인된 것으로 연구팀은 집단 전체의 효율적 방어를 위한 역할 분담 효과가 나타났기 때문이라고 해석했다. 최지현 KIST 책임연구원은 “씨브레인은 뇌 신호를 빛의 반짝임으로 나타내기 때문에 뇌연구를 하는 뇌과학자 뿐만 아니라 생태학, 통계학, 인공지능 등 다양한 분야 연구자들이 활용할 수 있을 것”이라며 “추가 연구를 통해 인간의 사회적 뇌 연구에도 적용해 사회성과 관련된 적응장애나 뇌질환 치료에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19에 걸려 치료를 받았던 환자 대부분이 퇴원 뒤 6개월이 지나도 후유증에 시달린다는 연구 결과가 나왔다. 11일 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국 베이징 소재 병원에서 근무하는 차오빈 박사 연구팀은 지난 8일 의학저널 ‘랜싯’에 기고한 논문에서 이같이 밝혔다. 연구팀은 감염병이 처음 보고된 후베이성 우한의 진인탄 병원에서 퇴원한 환자 1733명(중위연령 57세)을 추적조사했다. 이에 따르면 퇴원자 가운데 76%가 6개월 뒤에도 한 가지 이상 후유증을 앓고 있었다. 가장 흔한 후유증으로는 피로와 수면장애가 꼽혔다. 3분의 1 이상은 신장 기능에 문제가 생겨 혈액 속 노폐물이 쌓이고 얼굴이 붓는 증세가 나타났다. 수백명은 퇴원한 뒤에도 제대로 호흡이 힘들 만큼 폐가 손상됐다. 4분의 1 정도는 우울증과 불안감을 호소했다. 바이러스로 인한 뇌신경 손상 때문인지 아니면 충격적 경험으로 인한 외상후스트레스장애(PTSD)인지 정확히 알 수 없었다고 전했다. SCMP는 이번 연구가 코로나19 장기 후유증에 관한 연구 가운데 가장 규모가 크고 6개월 이상 추적조사한 첫 사례라고 전했다. 다만 이 병원에 입원한 환자들은 모두 중증환자라는 사실을 감안할 필요가 있다고 SCMP는 덧붙였다. 한편, 감염병의 기원을 조사할 세계보건기구(WHO) 국제조사팀이 우여곡절 끝에 이번 주 중국을 방문한다. 이날 신랑망에 따르면 중국 국가위생건강위원회는 WHO의 바이러스 기원 조사팀이 14일 방중한다고 밝혔다. 국가위생건강위원회 측은 “WHO와 합의를 거쳐 코로나19 기원을 연구하는 국제전문가팀이 14일 방중해 조사하게 된다”면서 “중국 측 전문가들도 감염병 기원을 밝히는데 함께 연구 협력을 진행할 예정”이라고 설명했다. 앞서 다국적 전문가로 구성된 WHO 조사팀은 지난 5일 중국에 도착해 현지에서 수집한 바이러스 샘플과 감염자 인터뷰 등을 토대로 코로나19의 기원을 추적할 예정이었다. 그러나 중국 정부가 비자 문제 등을 이유로 조사에 비협조적으로 나오자 그간 중국에 우호적이던 테워드로스 아드하놈 거브러여수스 WHO 사무총장조차 비판의 목소리를 냈다. 미국과 호주 등 서방 국가들은 중국이 코로나19 바이러스의 발원지라는 점을 강조하며 책임을 져야 한다고 주장한다. 반면 중국은 바이러스가 수입 냉동식품 등을 통해 유럽에서 유입됐다며 “우한은 코로나19가 처음 발견된 곳이지 기원한 곳은 아니다”라는 입장이다. 최근 SCMP는 중국 질병통제센터(CDC)의 혈액 검사 결과를 인용해 “바이러스가 처음 유행한 우한에서 실제 감염자가 공식 통계보다 10배 많은 50만명에 달할 수 있다는 사실을 암시하는 조사 결과가 나왔다”고 보도하는 등 논란이 끊이지 않고 있다. 베이징 류지영 특파원 superryu@seoul.co.kr/

최근 아동 발달장애 중 하나인 자폐증이 전 세계적으로 증가 추세에 있다고 한다. 의사소통을 비롯한 타인과의 상호작용이 부족하고 제한적이며 이상행동을 반복하는 등의 특성을 보일 경우 ‘자폐스펙트럼 장애’로 분류한다. 한국에서는 전문인력이 부족하고 사람들의 인식 부재 등으로 증상 발견에서 실제 진단까지 2~9년이라는 기간이 소요된다. 자폐증은 생후 12~24개월, 심지어 12개월 이전에도 나타난다는 점에서 조기 발견과 대응이 매우 중요하다. 과학자들이 자폐증상을 조기에 파악해 적절한 치료를 제때 받을 수 있도록 연구 중이다. 바로 인공지능(AI)을 이용해 영유아 발달장애를 조기 선별하기 위한 행동 및 반응 심리인지 기술이다. 한국전자통신연구원(ETRI) 연구진도 다양한 패턴을 이용해 아동을 실시간 촬영한 영상을 분석해 장애 증상을 찾는 기술 개발을 하고 있다. 사회적 상호작용 과정 중 나타나는 시선, 표정, 몸짓, 발성 특성 등 비언어적 반응과 언어 행동의 패턴, 반복적인 행동 특성 등을 인지하고 분석하는 복합 AI 기술을 이용한다. 이렇게 모은 데이터를 기반으로 유아원이나 보육시설, 일반 가정에서도 영상을 촬영해 장애 여부를 조기에 판단할 수 있게 될 전망이다. 자폐증상 선별을 제대로 하기 위한 리빙랩도 문을 열었다. 공동연구기관과의 협력으로 관찰 검사와 함께 관련 데이터를 수집할 계획이다. 자폐에 대한 사회적 관심과 인식 개선을 위한 따뜻한 AI 기술이 필요한 때이다. 유장희 ETRI 인간로봇상호작용연구실 박사

파킨슨병, 치매는 물론 뇌종양 같은 뇌신경계에 문제가 생길 경우 치료가 쉽지 않은 이유는 ‘뇌-혈관 장벽’(blood brain barrier, BBB) 때문이다. BBB는 뇌와 혈관 사이 물질 투과를 선택적으로 함으로써 병원균의 독소로부터 뇌를 보호하는 역할을 한다. 이 때문에 뇌에 문제가 발생하면 필요 이상 많은 약물을 투여하고도 원하는 효과가 높지는 않다. 이 같은 가운데 미국 보스턴 브리검여성병원 나노의학센터, 신경외과, 매사추세츠공과대학(MIT) 코흐 통합암연구센터, 하버드대 의대, 하버드 줄기세포연구소, 보스턴 아동병원 응급의학교실, 브로드 연구소 공동연구팀은 퇴행성 뇌신경질환을 유발시키는 생물학적 경로를 확인하고 나노물질과 RNA를 이용해 BBB를 넘어설 수 있는 분자물질을 개발했다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 2일자에 실렸습니다. 일반적으로 교통사고, 낙상사고 등 외부 충격으로 인한 외상성 뇌손상(TBI)을 입었을 때 BBB가 일시적으로 역할을 하지 못하는 동안 짧은 시간에 치료하지 못하고 시간이 지나면 BBB가 다시 작동하면서 약물을 뇌로 전달하지 못하게 된다. 외상성 뇌손상은 시간이 지나면 알츠하이머나 파킨슨병 같은 퇴행성 신경질환으로 이어지는 경우가 많은데 이 같은 경우는 BBB 때문에 약물 치료는 더 어렵다. 연구팀은 특정 단백질이나 유전자의 기능 발현을 억제할 수 있는 것으로 알려진 ‘작은 간섭 RNA’(사이렌싱RNA·siRNA) 분자와 생분해성, 생체적합성, 낮은 독성을 특징으로 하는 의료용 생체고분자인 폴리락테이트코글라이콜레이트(PLGA)를 이용해 BBB를 쉽게 뛰어넘어 효과적으로 치료할 수 있는 나노입자 플랫폼을 만들었다. 연구팀은 일반 생쥐와 외상성 뇌손상을 입힌 생쥐를 대상으로 이번에 개발한 BBB 회피 나노전달시스템으로 실험한 결과 기존 약물보다 치료효과가 3배 이상 높은 것으로 나타났으며 퇴행성 뇌질환 원인으로 알려진 타우 단백질이 절반 가까이 감소한 것으로 확인됐다. 레베카 매닉스 하버드대 의대 소아응급의학과 교수(보스턴 아동병원 응급의학교실)는 “이번에 개발된 약물 전달 시스템은 BBB를 우회해 효과적으로 뇌에 약물을 전달하는 새로운 플랫폼의 효용성을 입증한 것”이라며 “항생제, 항염증제, 신경펩타이드 등 약물을 효과적으로 전달해 다양한 뇌질환을 치료할 수 있는 게임체인저가 될 수 있을 것으로 본다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2021년 신축년이 시작되기는 했지만 코로나19는 여전히 기승을 부리고 있다. 이 같은 상황에서 코로나19 환자의 뇌는 심각하게 손상됐지만 바이러스가 직접적인 영향을 미치지는 못했다는 연구결과가 나와 주목되고 있다. 바이러스가 뇌에 침투할 수는 있겠지만 뇌를 직접 공격하는 것이 아니라 인체 면역반응을 역으로 이용해 뇌에 치명적인 영향을 미친다는 것이다. 미국 국립 신경질환·뇌졸중연구소(NINDS), 미의료사관학교, 미시건대 의대, 국립노화연구소, 미국방부 의무본부, 뉴욕 수석검시관실, 아이오와대 의대 공동연구팀은 코로나19 사망자를 대상으로 분석한 결과 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)가 뇌를 직접 공격하지 않지만 뇌신경계와 혈관에 심각한 영향을 미친다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨’ 구랍 30일자에 실렸다. 이번 연구에는 NINDS 소속 한국인 의과학자 이명화 박사도 참여했다. 연구팀은 지난해 3~7월 코로나19에 감염돼 사망한 19명의 뇌조직 샘플을 심층 검사했다. 검사에 쓰인 뇌조직을 제공한 코로나19 사망자는 5~73세까지 다양한 연령과 성별, 인종으로 구성돼 있다. 19명의 환자들 중 일부는 당뇨, 비만, 심혈관질환 등 기저질환을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 일반적으로 건강검진에 사용하는 자기공명영상(MRI) 기기보다 더 민감하고 출력이 높은 11.7테슬라 MRI로 후각신경구(olfactory bulb)와 뇌간(brain stem) 부위를 정밀 검사했다. 후각신경구는 후각정보처리에 중요한 역할을 하고 뇌간은 심혈관 기능과 호흡기능을 조절하는 역할을 맡고 뇌 부위이다. 또 연구팀은 현미경 관찰과 단백질 검출기술로 코로나19 바이러스 관련 물질을 찾아내는 실험도 동시에 진행했다.분석 결과 두 영역 모두 심각한 정도의 염증과 출혈이 있었던 것으로 확인됐다. 일부 환자를 제외하고는 뇌 조직 샘플에서 코로나19 바이러스가 검출되지 못한 것으로 나타났다. 또 뇌혈관이 얇아지면서 뇌혈관이 손상됨에 따라 혈액이 뇌신경계로 흘러들면서 나타나는 증상들이 다수 관찰됐다. 연구팀에 따르면 이 같은 관찰 결과는 뇌 신경계의 손상이 바이러스의 직접적인 공격 때문이 아니라 바이러스에 대한 신체의 염증 반응으로 인해 뇌신경계의 미세혈관 손상이 쉽게 일어나면서 나타난 것이라고 연구팀은 설명했다. 코로나19는 호흡기 질환으로 구분되지만 많은 환자들이 극심한 두통, 섬망, 인지기능 장애, 현기증, 피로, 후각상실 등 신경학적 증상이 동반되는 것으로 알려져 있다. 연구팀에 따르면 이는 염증과 혈관 손상으로 인해 나타나는 것이다. 실제로 연구팀은 코로나19 사망자들의 뇌에서 산소 부족으로 인한 손상 징후가 있었을 것이라고 예상했지만 뇌졸중이나 염증성 신경질환과 비슷한 형태의 다양한 손상 흔적을 관찰했다. 나빈드라 나스 NINDS 교수(신경계 감염학)는 “이번 연구는 코로나19 바이러스가 뇌에 침투하기는 하지만 뇌 손상의 직접 원인은 아니라는 것을 보여주고 있다”라며 “코로나19가 뇌 혈관에 어떤 영향을 미치는지, 단기적, 중장기적으로 어떤 증상을 유발하는지 추가 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 직장인들은 도심을 벗어나 한적한 시골에 전원생활을 하거나 주말농장을 갖는 것을 꿈꾸곤 한다. 회색 콘크리트에서 벗어나는 것만으로도 복잡한 도심 생활로 인한 피곤과 스트레스가 풀리는 것 같다는 이들이 많다. 실제로 전원생활이 우울증이나 불안증 감소 등 정신건강에 상당한 도움을 준다는 연구결과가 나왔다. 미국 미시건대 의대 신경학과, 미시건 보훈병원, 미국신경과학회 공동연구팀은 도심을 벗어나 시골 지역에 사는 사람들이 치매, 뇌졸중, 파킨슨병, 다발성 경화증 같은 신경질환은 물론 우울증, 불안증, 강박증 같은 정신질환의 발생률도 낮춘다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 23일자에 실렸다. 연구팀은 미국 내 공공의료보장제도인 메디케어에 등록한 사람 20%의 1년 동안 의료데이터와 신경정신과 질환으로 병원을 한 번이라도 방문한 사람들 210만명의 진료자료를 분석했다. 그 결과 분석 대상자들이 사는 전체 지역의 신경과 전문의는 1만 3627명이었으며 신경과 전문의가 가장 적은 지역은 10만 명당 평균 10명, 많은 지역은 10만 명당 평균 43명의 신경과 전문의가 있다는 것이 확인됐다. 또 시골 거주자들이 파킨슨병, 다발성 경화증 같은 퇴행성 신경질환은 물론 우울증, 불안증, 강박증 같은 정신과 질환에 덜 시달리는 것으로 나타났다. 도시지역의 신경정신과 질환 발병률은 24%, 시골지역은 21%으로 나타났고, 치매의 경우는 도시 47%, 시골 38%로 확인됐으며 뇌졸중 발병률도 도시는 31%, 시골지역은 21%로 조사됐다. 브라이언 캘러한 미시건대 의대 교수는 “신경정신과 전문의는 대도시에 많이 거주하는 경향이 있고 많은 사람들이 치료를 받기는 하지만 전문의가 적은 곳에서는 신경정신질환의 발병률이 오히려 낮기 때문에 전문의가 적은 경향이 있기도 하다”라며 “자연과 함께 있는 것이 스트레스 요소를 줄여 정신신경 질환 발병률을 낮추는 것으로 봐야할 것”이라고 말했다. 그러나 캘러한 교수는 “추가 연구가 필요하겠지만 시골지역에 신경정신과 전문의가 적기 때문에 병원을 찾는 사람이 적기 때문에 통계에 잡히지 않는 것일 가능성도 있다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 외과 수술 같은 환자 부담을 줄이고도 간단히 머리에 쓰는 것만으로도 뇌졸중을 치료할 수 있는 기술을 제시해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 연구팀은 모자나 머리띠처럼 간단하게 착용해 뇌졸중 치료를 할 수 있는 무선 저강도 집속초음파 뇌 자극기를 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘IEEE 의생명공학처리기술’(IEEE Transactions on Biomedical Engineering)에 실렸다. 뇌졸중은 뇌혈관이 막히거나 터져셔 뇌에 산소와 영양소 공급이 부족해 뇌조직 대사에 이상을 일으켜 운동장애, 감각장애, 언어장애, 기억상실 같은 증상을 일으키는 뇌혈관질환의 일종이다. 심할 경우 사망에 이르고 사망하지 않더라도 신경장애를 일으키는 경우가 많다. 뇌졸중 환자의 뇌신경 재활을 위해 운동요법이나 뇌신경자극 같은 다양한 기술이 개발되고 있다. 저강도 집속초음파 자극기술은 수술 없이 초음파를 원하는 뇌부위에 정확하게 쪼임으로써 신경세포를 활성하거나 억제하는 신경손상 질환 재활 치료기술로 주목받고 있다. 그렇지만 기존 초음파 뇌 자극기는 무겁고 고정돼 있는 경우가 많아 사용에 한계가 있었다. 이에 연구팀은 약 20g의 가벼운 착용형 저강도 집속초음파 뇌 자극기를 개발했다. 연구팀은 이번 개발된 기술을 뇌졸중을 유발시킨 뇌에게 착용시키 뒤 운동능력의 변화를 관찰했다. 연구팀은 뇌에서 운동관장 부분에 426㎪(킬로파스칼) 압력의 초음파를 가했다.그 결과 사용 3일 후 초음파 치료를 하지 않은 생쥐와 비교했을 때 운동능력이 눈에 띠게 향상됐으며 재활 7일 후에는 정상쥐와 비슷한 운동능력을 갖는 것이 확인됐다. 김형민 KIST 박사는 “이번 연구는 외과 수술 없이 초음파 기기를 간단하게 착용하는 것만으로도 뇌신경 재활이 가능하다는 것을 보여줬다”라며 “추가 연구를 통해 초음파 자극을 통해 신경조절의 분자적, 세포적 메커니즘을 밝혀 안전성과 치료효과를 보완하는 작업이 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리 속담에 “친구 따라 강남간다”는 우리 속담이 있다. 자기는 하고 싶지 않지만 친한 사람이나 주변 사람들에게 끌려 덩달아 하게 되는 경우를 일컫는다. 요즘 부모들은 자녀가 공부를 잘하는 것에만 관심을 갖고 있을 뿐 친구 관계에는 무관심한 경우가 많다. 청소년심리학에 따르면 청소년기에는 부모보다 또래 친구에 더 많은 영향을 받다. 또래 집단과 비슷한 행동을 하도록 하는 보이지 않는 ‘또래 압력’이라고 한다. 지금까지 또래 압력은 음주, 가출 같은 청소년 비행을 부추기는 부정적 요소로 알려져 있다. 그런데 국내 연구진이 또래 압력이 긍정적 효과를 나타낼 수도 있다는 것을 밝혀냈다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 미국 버지니아공대(버지니아텍) 공동연구팀은 사회적 가치 판단을 하는 뇌 영역이 또래 친구들의 위험기피 선택을 볼 때 활성화된다는 사실을 발견했다고 16일 밝혔다. 친구의 위험기피 선택을 보고 더 높은 사회적 가치를 부여하고 이를 모방할 가능성이 높다는 설명이다. 위험을 피하는 친구의 행동을 따라할 가능성이 높다는 것이다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 절반은 비행행동 경험이 없는 청소년, 나머지 절반은 음주, 흡연, 마리화나 같은 불법 약물을 사용한 경험이 있는 청소년으로 모두 78명의 실험대상자를 뽑았다. 연구팀은 이들에게 기능적 자기공명영상장치(MRI)에서 위험 기피와 위험 선호 중 하나를 고르는 간단한 도박실험을 했다. 위험기피 선택지를 고르면 확실히 25달러를 받을 수 있고 위험선호 선택지를 고르면 50%의 확률로 55달러를 받던지 1달러만 받게 했다. 일부 선택을 하기 전 또래들이 두 옵션 중 어떤 것을 선택했는지 볼 수 있도록 했다. 실험 결과 일반 청소년 그룹은 비행 청소년 그룹과 달리 다른 참가자들의 위험기피 선택을 보고 본인도 위험기피 선택을 하는 경우가 많았으며 뇌의 복내측 전전두엽이 활성화되는 것이 관찰됐다. 반면 비행 청소년들은 위험선호 선택을 많이 했고 다른 참가자들의 위험 기피 결정에도 영향을 받지 않았다. 비행행동을 보인 적 없었던 청소년들의 뇌는 또래의 안전한 선택을 봤을 때 더 크게 반응하고 또래의 선택에 더 큰 가치를 부여한다는 설명이다. 안전함을 선호하거나 위험기피 성향을 가진 또래들이 청소년 위험행동의 보호요인으로 작용할 수 있다는 것이다. 이 때문에 청소년기에 비행행동에 빠지지 않도록 돕는 것이 필요하며 청소년기에 비행행동을 한 사람은 성인이 된 뒤 알콜 중독 등 각종 중독환자가 될 확률이 높은 것으로 알려졌다. 정동일 UNIST 교수는 “지금까지는 또래 압력이 부정적 영향을 미치는 것으로만 알려져 있었지만 이번 연구는 또래 압력이 청소년을 위험행동으로부터 지키는 긍정적 역할을 할 수도 있다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 정 교수는 “또래 압력이 뇌신경발달이 활발하게 일어나는 청소년기에 위험행동이 어떻게 일어나는지, 어떻게 습관이 형성되는지 이해할 수 있게 해준다”라며 “약물중독, 비행 같은 사회문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법을 찾는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19에 걸리면 완치가 되더라도 뇌졸중이나 운동장애, 각종 염증성 질환 등 광범위한 신경학적 합병증에 평생 시달릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. ●영구적 신경학적 장애 가능성 미국 보스턴대 의대 부설 보스턴종합병원 연구팀은 코로나19 양성반응을 보여 병원에 입원했다가 완치 후 퇴원한 환자들을 조사한 결과 대부분이 다양한 형태의 신경학적 합병증에 시달리고 있다고 14일 밝혔다. 연구팀에 따르면 코로나19 바이러스는 신경계도 공격을 하기 때문에 겉보기에는 이상이 없더라도 영구적으로 신경학적 장애에 시달릴 가능성이 높다. 이 같은 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경 임상학’ 12월 10일자에 실렸다. 연구팀은 지난 4월 15일~7월 1일 사이에 코로나19 양성반응을 보여 보스턴종합병원에 입원한 74명에 대해 추적조사와 신경학 검사를 실시했다. 조사 대상자의 평균연령은 64세이지만 10대 후반 청소년도 포함돼 있었다. 74명 모두 양성반응으로 입원하기는 했지만 중환자실에서 집중치료를 받을 정도로 심각한 상황은 아니었다. 연구팀에 따르면 코로나19 감염 이후 18명은 뇌졸중, 15명은 발작 증세, 26명은 극심한 망상이 나타나는 섬망증, 5명은 근골신경통, 10명은 운동장애에 시달렸다. 이 중 3명은 운동장애로 인해 넘어지면서 뇌진탕을 일으켜 심각한 뇌손상을 입어 인지기능 이상을 보였으며, 또 다른 1명은 인체 면역체계가 뇌를 스스로 공격하는 자가면역성 뇌염에 걸린 것으로도 확인됐다. ●기저질환 없는 청소년도 위험 연구를 이끈 프리아 아난드 보스턴대 의대 교수(신경감염학)는 “좀더 많은 규모의 환자에 대한 분석이 필요하지만 이번 연구는 코로나19가 다른 감염병들과는 달리 뇌신경계를 직접 공격하기 때문에 기저질환을 갖고 있지 않은 사람은 물론 청소년까지도 신경학적 합병증을 유발시켜 영구적 장애를 일으킬 수 있음을 보여 주고 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 주말 국내 코로나19 일일 확진자 숫자가 1000명을 넘으며 연말 ‘코로나19 3차 대확산’이 현실화되고 있다. 사회적 거리두기 3단계 격상을 피할 수 없다는 목소리까지 나오고 있는 가운데 코로나19는 완치가 되더라도 뇌졸중이나 운동장애, 각종 염증성 질환 등 광범위한 신경학적 합병증에 평생 시달릴 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 보스턴대 의대 부설 보스턴종합병원 연구팀은 코로나19 양성반응을 보여 병원에 입원했다가 완치 후 퇴원한 환자들을 조사한 결과 대부분이 다양한 형태의 신경학적 합병증이 시달리고 있다고 14일 밝혔다. 연구팀에 따르면 코로나19 바이러스는 신경계도 공격을 하기 때문에 겉보기는 이상이 없더라도 영구적으로 신경학적 장애에 시달릴 가능성이 높다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경 임상학’(Neurology Clinical Practice) 10일자에 실렸다. 연구팀은 지난 4월 15일~7월 1일 사이에 코로나19 양성반응을 보여 보스턴종합병원에 입원한 74명에 대한 추적조사와 신경학 검사를 실시했다. 조사대상자 74명의 평균 연령은 64세이지만 10대 후반 청소년도 포함돼 있었다. 74명은 모두 코로나19 양성반응을 보인 뒤 입원하기는 했지만 중환자실에서 집중치료를 받을 정도로 심각한 상황은 아니었으며 감염 이전부터 만성 두통과 같은 가벼운 신경학적 증상을 갖고 있는 사람은 47명으로 확인됐다.연구팀에 따르면 코로나19 감염 이후 18명은 뇌졸중, 15명은 발작증세, 26명은 극심한 망상이 나타나는 섬망증, 5명은 근골신경통, 10명은 운동장애가 발생했다. 이 중 3명은 운동장애로 인해 넘어지면서 뇌진탕을 일으켜 심각한 뇌손상을 입었으며 또 1명은 인체 면역체계가 뇌를 스스로 공격하는 자가면역성 뇌염에 걸린 것으로도 확인됐다. 연구를 이끈 프리아 아난드 보스턴대 의대 교수(신경감염학)는 “좀 더 많은 규모의 환자에 대한 분석이 필요하지만 이번 연구는 코로나19가 다른 감염병들과는 달리 뇌신경계를 직접 공격하기 때문에 기저질환을 갖고 있지 않는 사람까지도 신경학적 합병증을 유발시켜 영구적 장애를 일으킬 수 있음을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

놀랍도록 정확한 기억력을 바탕으로 사진과 다를 바 없는 그림을 그려내는 소년이 있다. 7일(현지시간) 데일리메일은 한 자폐 소년의 뛰어난 그림 실력을 소개했다. 영국 리버풀에 사는 알렉스 베이커(11)는 책에서 슬쩍 본 도시 사진도, 단 한 번 방문한 장소의 풍경도 막힘없이 슥슥 그려낸다. 11살 나이가 무색하게 완벽한 원근법을 구사한다. 우뚝 솟은 고층 빌딩이 있는 뉴욕 맨해튼 스카이라인은 물론 하늘에서 내려다본 런던의 빅벤도 완벽한 관점에서 표현해낸다. 파리 에펠탑과 센강을 그린 그림도 사실감이 돋보인다.자폐가 있는 베이커는 2살부터 그림을 그리기 시작했다. 어머니 로라 잭슨(32)은 “알렉스가 5살 때 런던을 간 적이 있다. 단 한 번 방문했을 뿐인데 집에 돌아오자마자 런던 지하철 시스템을 완벽하게 그렸다”고 밝혔다. “믿을 수 없을 만큼 정확한 기억력을 가지고 있다. 아들이 정말 자랑스럽다”고 말했다. 어머니는 짧으면 단 3시간 만에 그림을 완성하는 아들의 재능에 감탄했다. 어려운 그림은 몇 날 며칠 집요하게 공을 들여 완성해낸다고 설명했다. 전문 예술가를 꿈꾸는 소년의 그림 일부는 판매도 앞두고 있다. 소년은 “내가 가장 좋아하는 도시는 런던이다. 빌딩이 많고 복잡한 도시를 그리는 게 재밌다. 특히 오래된 건물이 많은 금융지구가 좋다”고 말했다. 그러면서 “가보지 않은 도시는 책을 보고 그린다. 언젠가 꼭 뉴욕을 방문해 책을 보지 않고도 그림을 그릴 수 있었으면 좋겠다”는 바람을 드러냈다.자폐 아동의 천재성은 과거부터 여러 학자에 의해 검증됐다. 미국 뇌신경학자 올리버 색스 연구에 따르면 일부 자폐아는 돼지 울음소리를 듣고 단번에 그 음계를 맞추거나, 바닥에 쏟은 수백 개의 콩알이 몇 개인지 정확히 세는 등 뛰어난 청각 및 시각 능력을 지녔다. 자폐증이나 지적장애를 지닌 이들이 특정 분야에서 천재적 재능을 보이는 현상을 일컫는 ‘서번트 증후군’이란 말도 있다. 전화번호부를 통째로 외워 버리는 비상한 기억력과 관찰력을 지닌 자폐인의 실상을 다룬 ‘레인맨’ 같은 영화가 나온 배경 역시 여기에 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

점심 식사를 하러 식당에 들어갔다가 메뉴판을 보고 뭘 먹을지 고르지 못하는 이들이 의외로 우리 주변에 많다. 이런 사람들은 요즘 같이 사회적 거리두기 상황에서 음식을 배달시키려고 할 때도 한참 동안이나 고민에 빠지거나 여행을 떠나려고 할 때 어디를 가야할지 망설이는 경우도 있다. 이렇게 결정을 제대로 내리지 못하는 사람들을 ‘결정장애’가 있다고 말한다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 행동경제학과 연구팀은 결정장애는 지나치게 많은 선택지 때문에 뇌가 과부하에 걸리기 때문에 나타나는 현상이라는 연구결과를 내놓은 바 있다. 이번에는 뇌신경과학자들이 결정장애가 뇌 특정 신경망 활성이 낮아지면서 나타나는 현상이라는 분석결과를 내놔 주목받고 있다. 스페인 카잘 연구소, 미국 뉴욕대 랑곤의료센터 신경과학연구소, 독일 프리드리히 알렉산더대 생리학·병리학연구소, 하인리히 하이네대 의대 의료심리학교실, 라이프치히 분자약학연구소 신경치료교실 공동연구팀은 의사결정은 별세포라고도 불리는 성상세포와 뉴런간 연결이 약하기 때문에 나타나는 현상이라고 11일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 8일자에 실렸다. 심리학자와 뇌과학자들은 목표지향적 행동에 있어서 의사결정(decision-making)은 최적의 선택을 위해 모든 조건의 장단점을 고려해 결정을 내리는 행위로 다양한 뇌 영역이 관여하는 것으로 보고 있다. 의사결정은 전두엽 피질에서 관여하고 있는데 별세포가 주요 역할을 하는 것으로 알려졌다. 그렇지만 성상세포와 다른 뇌 신경세포가 어떻게 의사결정에 관여하는지 정확한 작동방법은 파악하지 못하고 있다. 피라미드 세포로 불리는 흥분신경세포와 다른 신경활동을 억제하는 역할을 하는 억제 중개신경세포 활성을 조절해 의사결정에 관여하는 것으로 추정하고 있었다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용핸 생쥐 행동실험을 실시했다. 별세포를 자극하거나 억제하면서 길찾기 같은 특정 상황에서 생쥐가 어떤 행동을 보이는가를 관찰한 것이다. 그 결과 내측 전두엽 피질의 별세포가 신경망의 억제와 흥분을 조절해 의사결정에 관여한다는 사실을 확인했다. 특히 별세포의 억제성 신경전달물질인 ‘가바’(GABA)가 전두엽 피질에서 감마파의 활동을 조절함으로써 작업기억을 비롯한 인지기능과 의사결정에 영향을 미친다는 설명이다. 실제로 생쥐의 뇌에 빛을 쬐어 가바의 활성이 높여 감마파 발생을 낮출 경우 미로에서 길 찾기를 어려워하고 갈래길에서 결정을 못내리는 것으로 확인됐다. 뇌 속 별세포의 활성을 조절함으로써 결정장애를 개선할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 거트루드 페루아 스페인 카잘 연구소 교수는 “이번 연구는 결정장애라는 행동을 유발시키는 근본 원인을 파악함으로써 뇌의 인지기능에 대한 이해도를 한층 높였다는데 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

놀랍도록 정확한 기억력을 바탕으로 사진과 다를 바 없는 그림을 그려내는 소년이 있다. 7일(현지시간) 데일리메일은 한 자폐 소년의 뛰어난 그림 실력을 소개했다. 영국 리버풀에 사는 알렉스 베이커(11)는 책에서 슬쩍 본 도시 사진도, 단 한 번 방문한 장소의 풍경도 복제 수준으로 그려낸다. 11살 나이가 무색하게 완벽한 원근법을 구사한다. 우뚝 솟은 고층 빌딩이 있는 뉴욕 맨해튼 스카이라인은 물론 하늘에서 내려다본 런던의 빅벤도 완벽한 관점에서 표현해낸다. 파리 에펠탑과 센강을 그린 그림도 사실감이 돋보인다.자폐가 있는 베이커는 2살부터 그림을 그리기 시작했다. 어머니 로라 잭슨(32)은 “알렉스가 5살 때 런던을 간 적이 있다. 단 한 번 방문했을 뿐인데 집에 돌아오자마자 런던 지하철 시스템을 완벽하게 그렸다”고 밝혔다. “믿을 수 없을 만큼 정확한 기억력을 가지고 있다. 아들이 정말 자랑스럽다”고 덧붙였다. 소년은 “내가 가장 좋아하는 도시는 런던이다. 빌딩이 많고 복잡한 도시를 그리는 게 재밌다. 특히 오래된 건물이 많은 금융지구가 좋다”고 말했다. 그러면서 “가보지 않은 도시는 책을 보고 그린다. 언젠가 꼭 뉴욕을 방문해 책을 보지 않고도 그림을 그릴 수 있었으면 좋겠다”는 바람을 드러냈다.어머니는 짧으면 단 3시간 만에 그림을 완성하는 아들의 재능에 감탄했다. 어려운 그림은 몇 날 며칠 집요하게 공을 들여 완성해낸다고 설명했다. 전문 예술가를 꿈꾸는 소년의 그림 일부는 판매도 앞두고 있다. 자폐아의 천재성은 과거부터 여러 학자에 의해 검증됐다. 미국 뇌신경학자 올리버 색스 연구에 따르면 일부 자폐아는 돼지 울음소리를 듣고 단번에 그 음계를 맞추거나, 바닥에 쏟은 수백 개의 콩알이 몇 개인지 정확히 세는 등 뛰어난 청각 및 시각 능력을 지녔다.자폐증이나 지적장애를 지닌 이들이 특정 분야에서 천재적 재능을 보이는 현상을 일컫는 ‘서번트 증후군’이란 말도 있을 정도다. 전화번호부를 통째로 외워 버리는 비상한 기억력과 관찰력을 지닌 자폐인의 실상을 다룬 ‘레인맨’ 같은 영화가 나온 배경도 여기에 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

아이가 막 태어나서 부모와 눈을 마주치고 옹알댈 때 많은 부모들은 아이들과 다양한 대화를 시도한다. 그렇지만 점점 시간이 갈수록 아이의 눈을 마주치고 대화하는 시간은 줄어들고 책을 읽어주는 일도 거의 없어지는 경우가 많다. 그런데 신경과학자와 심리학자로 구성된 연구팀은 영유아기와 아동기에 부모와 대화를 많이하고 언어에 많이 노출시키는 것이 뇌신경 발달에 도움이 되며 나중에 머리가 좋아질 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 스탠포드대 심리학과, 세인트루이스 워싱턴대 생물학 및 의생명과학과, 신경과학과, 밴더빌트대 심리학 및 인간발달학과 공동연구팀은 영유아시절 언어 노출이 많이 된 아이들이 뇌신경망 형성이 더 잘 발달해 언어와 정서발달에 도움이 된다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 1일자에 실렸다. 초등학교에 입학하기 전까지 아이들은 양육자와 교류를 하면서 언어를 배우게 된다. 어린이집이나 유치원에 다닌다고 하더라도 아이들은 부모와 같은 양육자들과 많은 시간을 보내며 대화를 한다. 이 때 아이들은 어른들의 말을 듣고 단순히 따라하는 것이 아니라 자신이 생각하고 말하고자 하는 것과 어른들의 말을 대조하면서 언어능력을 키워간다. 실제로 부모의 어휘 사용량이 아이들의 언어능력을 좌우한다는 연구결과들도 있었지만 언어노출이 아이들이 두뇌회로를 어떻게 형성하는지는 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 일반적으로 소리를 받아들이고 이해하는 청각처리 신경망은 뱃 속에 있을 때부터 발달하기 시작하지만 복잡한 문장과 단어의 의미를 이해하는 것은 유아기 때부터 발달하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생후 5~8개월된 영아의 가정 내 언어 노출정도를 녹음, 녹화해 기록하고 아이들이 잠자는 동안 기능성 자기공명영상(fMRI)장치를 이용해 언어 관련 뇌신경망 활동과 형성을 측정했다. 그 결과 가정에서 양육자들이 아이들과 얼마나 대화를 시도하느냐에 따라 뇌신경망 형성에 차이를 보이는 것으로 나타났다. 양육자들이 아이들과 대화를 많이 하고 책을 읽어주는 등의 시도가 많은 경우 언어와 기억에 관여하는 뇌부위의 신경망 형성이 강화되는 반면 양육자들이 아이들과 대화를 하지 않고 방치되거나 양육자와 대화보다는 TV 등 영상매체에 노출되는 경우는 언어영역 신경망 형성이 약한 것으로 확인됐다. 연구팀은 이번 연구결과에 대해 오해하지 말아야 할 점은 어려서 외국어에 노출시킨다고 해서 언어영역의 신경망 강화에 도움이 되지는 않는다고 강조했다. 영유아기나 아동기처럼 모국어에 대한 뇌신경망이 충분히 형성되지 않은 상황에서 외국어에 노출될 경우 오히려 언어기능은 물론 정서 발달에 문제가 생길 가능성이 더 크다고 지적했다. 이안 고틀립 스탠포드대 교수는 “이번 연구는 영유아기에 양육자와의 교감이 중요하다는 점을 강조하고 있다”라며 “아동의 뇌기능 발달에 있어서 초기 생활의 중요성과 주 양육자와의 관계가 중요한 만큼 가정 뿐만 아니라 지역이나 정부기관에서도 관심을 가져야 할 부분”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스마트기기 함께 쓰는 시간 길어질수록 주의력 감소… 심하면 기억 왜곡될 수도 가벼운 개입으로 행동 유도, 실패 확률 커 우편·이메일·문자메시지 쓰면 효과 없어상식은 사람들이 알고 있거나 알아야 하는 지식들을 말한다. 그렇지만 잘못 알려진 것은 물론 새로운 연구를 통해 기존 상식을 뒤집는 경우도 자주 있다. 최근 뇌신경과학자들이 그동안 상식처럼 받아들여져 왔던 것들이 잘못됐음을 보여 주는 재미있는 연구 결과들을 잇따라 발표해 주목받고 있다. 미국 스탠퍼드대 심리학과, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 신경과학과, 뉴로스케이프, 신경과학연구소 공동연구팀은 미디어 멀티태스킹이 청소년들의 주의집중력과 기억력 저하의 주요 원인이라는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10월 29일자에 발표했다. 미디어 멀티태스킹은 동영상이나 TV를 시청하면서 문자메시지나 인터넷 검색, 음악 감상을 하는 것처럼 여러 종류의 디지털 미디어를 동시에 사용하는 행위다. 뇌신경과학의 발달로 기억과 관련한 비밀들이 하나둘 풀리고 있지만, 여전히 건망증이 생기는 이유, 사람마다 기억력에 차이가 있는 이유 등에 대해서는 명확한 답을 내놓고 있지 못하다. 연구팀은 디지털 문화의 부상으로 미디어 멀티태스킹이 기억에 미치는 영향에 주목했다. 최근 출시되는 많은 스마트기기는 멀티태스킹에 최적화되도록 설계돼 출시되고 있으며 멀티태스킹을 21세기 인간의 특징이자 성공의 비결로 꼽는 이들도 많다.연구팀은 18~26세 건강한 남녀 80명을 대상으로 미디어 멀티태스킹이 기억과 주의력에 미치는 영향을 실험했다. 연구팀은 실험 참가자들에게 TV를 보면서 다양한 스마트기기를 동시에 사용하도록 하고 뇌파측정(EEG)과 동공 크기 변화를 관찰했다. 실험이 끝난 뒤에는 TV 속 내용에 대한 질문을 던지고 응답의 정확성을 측정했다. 또 주당 미디어 멀티태스킹 시간, 비디오게임 사용량에 대한 설문조사와 함께 주의력결핍과잉행동장애(ADHD), 주의집중력, 각종 정신장애 관련 측정을 실시했다. 그 결과 미디어 멀티태스킹 시간이 길수록 심각할 정도로 주의력과 기억력이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 앤서니 와그너 스탠퍼드대 교수(인지심리학)는 “기억은 주의력이 전제돼야 하며, 집중한다는 것은 기억을 위한 필수 준비과정”이라며 “멀티태스킹은 본인도 인식하지 못하는 수준에서 이 과정을 ‘해킹’당하는 것”이라고 지적했다. 와그너 교수는 “멀티태스킹은 기억을 위한 신경신호를 감소시킨다”며 “심할 경우 기억이 왜곡되거나 치매와 비슷한 상태에 이르는 경우도 생길 수 있다”고 덧붙였다. 한편 영국 런던 퀸메리대, 킹스칼리지 런던대, 독일 에어푸르트대, 막스플랑크 인간발달연구소 공동연구팀은 강압적이지 않고 옆구리를 살짝 찌르는 식으로 사람들이 더 좋은 선택을 할 수 있도록 유도한다는 ‘넛지’(Nudge)가 성공보다는 실패하는 경우가 더 많다는 연구 결과를 제시했다. 팔꿈치로 슬쩍 찌르거나 가벼운 행동으로 주의를 환기시킨다는 뜻의 ‘넛지’가 ‘사람들의 선택을 유도할 수 있는 자연스러운 개입’이라는 뜻으로 알려지기 시작한 것은 2008년 미국의 행동경제학자 리처드 세일러 미국 시카고대 교수와 캐스 선스타인 하버드대 로스쿨 교수가 함께 쓴 책 덕분이다. 이후 많은 분야에서 넛지 효과를 이용한 행동개입이 활용되고 있다. 그렇지만 이번 연구팀의 분석에 따르면 넛지가 알려진 것과는 달리 성공보다는 실패할 가능성이 더 높다는 것이다. 이 같은 연구 결과는 심리학 및 뇌과학분야 국제학술지 ‘인지과학 연구경향’ 10월 29일자에 실렸다. 연구팀은 2008~2019년에 발행된 65편의 연구논문들을 메타분석했다. 그 결과 넛지가 행동을 개선하기보다는 악화시키는 ‘역효과’를 내는 경우가 더 많다는 것을 확인했다. 특히 일반적으로 받아들여지고 있는 사회적 규범을 고치기 위한 넛지나 개인의 행동변화를 이끌어 내기 위해 비슷한 집단의 사례를 들면서 비교하는 식의 넛지가 실패할 확률이 가장 크다고 연구팀은 지적했다. 또 넛지 수단으로 우편이나 이메일, 문자메시지를 활용할 경우 기대했던 효과를 이끌어 내는 경우는 거의 없는 것으로 나타났다. 마그다 오즈먼 런던 퀸메리대 박사(실험심리학)는 “이번 연구는 성공의 지름길처럼 받아들여지는 넛지가 많은 분야에서 효과적으로 작용할 것이라는 생각을 뒤집고 있다”며 “넛지를 설계할 때 실패 가능성을 염두에 둔다면 예산과 시간 절약은 물론 원하는 행동변화도 일부 이끌어 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 퇴행성 뇌질환이나 다양한 정신질환 등의 원인을 밝혀낼 단서를 찾았다. DGIST는 뇌·인지과학전공 고재원 교수 연구팀이 뇌 시냅스 발달을 매개하는 시냅스 접착단백질 간의 핵심 신호전달 경로를 발견했다고 21일 밝혔다. 뇌는 수많은 신경세포로 이루어져 있다. 한 개의 신경세포는 수천 개의 다른 신경세포들과 연결되어 다양한 신경회로를 형성한다. 이를 통해 정상적인 학습, 기억 등의 기능을 담당한다. 이러한 신경세포 간 연결부위 역할을 하는 시냅스는 전 시냅스(presynapse)와 후 시냅스(postsynapse)로 구성되어져 있는데, 전시냅스에서 신경전달물질을 내보내면 후시냅스의 신경전달물질 수용체가 감지하면서 뇌 기능이 작동한다. 이 때 시냅스 형성 과정을 매개하는 중요한 인자가 바로 시냅스 접착 단백질이다. 시냅스 접착 단백질의 기능에 이상이 생기면 신경회로 연결에 문제가 생기고 뇌 질환이 일어난다. 이 때문에 시냅스 접착 단백질의 기능을 완벽히 밝혀내면 뇌 질환 치료에 큰 도움이 될 수 있다. 하지만 다양한 종류의 시냅스 접착 단백질들이 어떻게 상호작용하면서 시냅스의 형성과 유지, 소멸을 매개하는지에 대한 정확한 기전은 밝혀지지 않았다. 이에 고재원 교수 연구팀은 전시냅스의 여러 접착단백질 중 PTP시그마 단백질과 뉴렉신 단백질이 서로 상호작용하면서 시냅스를 형성함을 최초로 발견했다. 또한 이러한 상호작용은 동물세포 내 다당류인 ‘헤파란 설페이트(Heparan sulfate)’에 의해 정교하게 조절되고 있음을 확인했다. 기존 학계에서는 이 두 단백질이 각기 독립적인 메커니즘을 통해 시냅스 형성을 매개한다고 알려져 왔었기에 더욱 의미가 큰 발견이다. 연구팀은 PTP시그마 단백질과 뉴렉신 단백질을 각각 하나씩 또는 동시에 삭제한 초파리 유충들을 개별 제작 후, 신경근접합부에서의 신경전달 및 전 시냅스 봉오리 숫자를 분석했다. 이를 통해 두 초파리의 비슷한 유전자 서열을 가진 유전자가 생체 내에서 상호작용하며 시냅스 구조 및 기능 조절의 메커니즘을 규명했다. DGIST 고재원 교수는 “이번 연구는 시냅스 접착단백질인 PTP시그마와 뉴렉신으로 구성된 복합체가 다양한 전시냅스 및 후시냅스 단백질들과 협업하는 복잡한 신호전달 경로를 밝힌 것”라며, “지속적인 심화연구를 통해 시냅스 발달을 매개하는 보편적 분자원리를 확립하겠다”고 소감을 밝혔다. 이번 연구 성과는 보건복지부와 한국보건산업진흥원이 지원하는 보건의료인재양성지원사업으로 수행됐으며, 뇌?인지과학전공 한경아 연구교수가 제1저자로 참여했다. 또 뇌신경과학 분야의 저명 국제학술지 ‘저널 오브 뉴로사이언스(The Journal of Neuroscience)’’에 10월 9일자 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 인해 건강을 챙기는 이들이 많아진 요즘, 차 한잔을 마셔도 건강과 관련된 음료를 찾는 이들이 늘어나고 있다. 실제로 잎차와 다른 재료들을 블렌딩해 풍부한 맛과 향 뿐만 아니라 물에 우러난 색감으로 눈까지 행복하게 해주는 차(tea)들을 선호하고 있는 추세다.이러한 블렌딩 티들을 맛 볼 수 있는 카페들이 대한민국 곳곳에 숨어 있다. ◆강원도 고성카페 소울브릿지 강원도의 맑은 바다를 한눈에 담으면서 여유롭게 차 한 잔을 즐길 수 있는 곳이 있다. 강원도 고성에 위치한 소울브릿지다. 최근 해양심층수를 이용한 브런치 메뉴를 선보이면서 관광객들의 관심을 받는 소울브릿지는 꽃차로 가을의 향기를 풍기고 있다. 소울브릿지에서 즐길 수 있는 블렌딩 티들은 우리나라 산과 들 청정지역의 꽃, 잎, 열매, 뿌리들을 채취해 한국한방약차협회가 선정한 1호 약차 명장이자 10호 꽃차 명장인 박미정 웨스트민스터신학대학원대학교 겸임교수가 만든 제품들이다. 대뇌신경 안정에 도움이 되는 찻잎과 꽃, 허브로 블렌딩한 천상화차, 녹차, 강화, 겨우살이 등 면역력 증진에 도움이 되는 차, 산양삼, 백작약 등을 블렌딩한 황후차 블렌딩, 백복령, 백출 등이 들어간 황제차 등이다. 그뿐만 아니라 꽃 추출 100% 원액을 이용한 코디얼도 선보이고 있어 눈과 입 모두를 즐겁게 하고 있다. 이 밖에도 최근에는 지역 특산물인 오디를 이용한 다양한 음료를 선보이면서 관광객들의 발걸음이 끊이지 않고 있다.◆영종도 차덕분 서해 바다를 품은 차덕분은 전통찻집 컨셉으로 운영되고 있는 것이다. 이 곳에서는 애기설국, 귀비오룡, 이태룡 마흑채, 팔선 등 생소한 이름들의 차들을 접할 수 있다. 애기 설국은 해발고도 3000ｍ 높은 산 속, 눈 틈에서 태어나 피지 못하고 죽은 가여운 꽃송이들의 여운과 향을 품은 국화차이며, 마흑채는 수령 300년 넘은 고차수엽으로 향기가 좋으며, 매력적인 보이 햇차다. 이 곳은 차와 함께 전통다과도 즐길 수 있어 옛 감성을 느끼고 싶은 이들의 발걸음이 이어지고 있다. ◆울산 오계절 내부에 들어서면 주인이 심혈을 기울여 꾸며놓은 캘리그래피와 아기자기한 소품들을 만날 수 있는 이곳에서는 찻잔과 그릇을 둘러보는 재미가 있다. 그뿐만 아니라 오계절에서 진행하는 꽃차아카데미를 통해 꽃차 관련 각종 창업, 꽃차 지도자, 컨설팅 다양한 분야의 교육도 진행 중이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

경기도 용인시에 위치한 신약개발업체 ㈜지엔티파마는 뇌졸중 치료제 ‘넬로넴다즈’의 임상2상 시험결과 약효와 안전성이 확인됐다고 15일 밝혔다. 과학기술부, 경기도 등의 지원을 받아 개발한 넬로넴다즈는 뇌졸중 후 발생하는 뇌세포 사멸을 방지하기위한 다중표적약물이다. 아주대학교 병원 등 7개 대학병원 뇌졸중센터에서 진행한 임상 2상에서는 8시간 이내에 혈전제거수술을 받은 뇌졸중 지수 8이상 중등도 환자 209명을 대상으로 혈전제거수술 30분 전에 위약(플라시보), 500㎎(저용량), 750㎎(고용량)을 투여했다. 저용량 그룹과 대용량 그룹은 12시간마다 각각 250㎎과 500㎎을 5일에 걸쳐 투여받았다. 약물 투여 후 12주가 지나서 독립활동이 가능한 환자의 비율을 측정하는 1차 유효성 평가에서 뇌졸중 장애가 확연히 개선된 것으로 나타났다. 장애가 없는 정상으로 돌아온 비율이 위약그룹에서 8.16%에 불과했으나 저용량 그룹은 23.6%, 고용량 그룹은 33.3%로 나타났다. 이는 고용량의 넬로넴다즈를 투여한 뇌졸중 환자 100명 중 33명이 정상으로 돌아왔다는 의미라고 지엔티파마는 설명했다. 임상 2상 시험 과정에서 부작용은 발견되지 않았다. 앞서 2008년 미국과 2015년 중국에서 정상인 165명을 대상으로 진행한 임상 1상 시험에서도 안전성은 확인됐다. 넬로넴다즈 임상은 한국과 중국에서 동시에 진행되고 있다. 중국에서 237명을 대상으로 진행한 임상 2상 시험에서도 약효가 입증됐다. 발병 후 8시간 이내에 혈전용해제 투여를 받은 중등도 뇌졸중 환자에게 넬로넴다즈를 5일 동안 투여한 결과 90일후 정상인으로 회복되는 비율이 26%에서 44%로 크게 향상된 것으로 나타났다. 중국내 임상 3상은 지난 9월 시작됐다.지엔티파마 곽병주 대표(연세대 생명과학부 겸임교수)는 “이번 임상2상은 뇌졸중의 표준치료로 도입된 혈전제거수술을 받은 뇌졸중환자를 대상으로 다중표적 뇌세포보호약물인 넬로넴다즈의 약효와 안전성을 검증하는 최초의 임상시험”이라고 밝혔다. 신경과학 분야의 세계적인 권위자인 뉴욕 주립대학 스토니브룩 의과대학 신경과 최원규 교수는 “넬로넴다즈 임상 2상 결과는 매우 낙관적이어서 향후 진행할 임상 3 상의 결과가 기대된다”고 견해를 밝혔다. 지엔티파마는 넬로넴다즈가 혈전용해제 투여 또는 혈전 제거 수술을 한 뇌졸중 환자의 장애를 개선하고 부작용을 줄이는 효과가 임증됨에 따라 미국 특허청에 우선권 특허를 신청했다. 넬로넴다즈는 올해 4월 보건복지부가 주관한 ‘2020년도 제 1차 보건의료 R&D 신규지원 대상과제’의 신약 개발 임상시험 지원과제로 최종 선정된바 있다. 뇌졸중은 뇌로 가는 혈관이 막히거나 터져서 뇌신경세포가 죽는 질환이다. 세계적으로 연간 1500만명의 환자가 발생해 600만명이 사망하고 500만명이 영구 장애를 겪고 있지만 치료 약물은 개발되지 않고 있다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr