스마트폰도 중독되면 약물 중독과 마찬가지로 뇌의 모양과 크기를 물리적으로 변하게 한다는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 독일 하이델베르크대 연구진이 스마트폰 중독자 22명을 포함한 스마트폰 사용자 48명을 대상으로 뇌 MRI 검사를 시행한 결과, 중독자는 뇌의 몇몇 부위에서 회백질 양이 적은 것으로 나타났다고 국제학술지 ‘중독행위’(Addictive Behaviors) 최신호에 발표했다. 이 연구에서는 또 스마트폰 중독자의 두뇌 활동은 스마트폰을 사용해도 중독되지 않은 일반인들보다 상당히 떨어져 있는 것으로 확인됐다. 연구 논문에 따르면, 스마트폰 중독자는 일반 사용자보다 왼쪽 앞뇌섬엽(left anterior insula)과 하측두 피질(inferior temporal) 그리고 해마주위피질(parahippocampal cortex)에서 회백질 양이 현저하게 적었다. 특히 이 연구에서 나타난 뇌섬염의 회백질양 감소는 약물 중독자의 뇌에서 나타나는 것으로 밝혀졌던 변화와 같은 것이라고 이들 연구자는 지적했다. 이들 전문가는 또 이런 경향은 스마트폰을 지나치게 사용하면 뇌에 물리적인 변화를 일으키는 것과 관계가 있음을 보여주는 최초의 물적 증거라고 덧붙였다. 이에 대해 연구 논문의 저자들은 “스마트폰이 다양한 나이대에서 쓰이고 있고 사용자가 점차 늘어나고 있다는 점을 고려할 때 이번 연구는 적어도 스마트폰 사용과 관련한 중독 행위를 나타낼 위험이 큰 사람들에 대해 스마트폰이 정말로 해롭지 않은지에 관한 의문을 제시한다”고 지적했다. 문제는 이뿐만이 아니다. 아이들의 스마트폰 사용 시간이 점차 늘어남에 따라 각국의 과학자들과 의료 전문가들 사이에서는 스마트폰 중독에 관한 점점 더 큰 우려가 나오고 있다. 지난해 10월 한국 정보통신정책연구원이 발표한 ‘어린이와 청소년의 스마트폰 보유 및 이용행태 분석’ 보고서에 따르면, 2018년 기준 아동·청소년의 하루 평균 스마트폰 이용시간은 1시간 53분으로 2015년의 1시간 29분에 비해 27%(24분) 늘었다. 또 스마트폰 보급률 역시 지속 증가해 초등학교 저학년을 제외하고는 90% 이상으로 집계됐다. 특히 초등학교 4~6학년(81.2%)의 스마트폰 보유율이 가장 많이 증가해 2018년 80%대에 진입했고, 중·고등학생의 스마트폰 보유율은 95%를 넘어 전체 응답자 보유율(87.2%) 대비 8%포인트 웃돌았다. 이에 대해 김윤화 정보통신정책연구원 부연구위원은 “어린이 및 청소년의 스마트폰 이용 및 보유 확대가 점차 낮은 연령대로 확산되는 경향을 보이고 있다”고 지적했다. 사진=Addictive Behaviors 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

체내 미생물 수십조 개 대·소장 분포 소화·정신질환 영향… 질병 치료 이용 인류 위치에 따라 미생물 구성 달라 생존·적응 차원… 발효 식품으로 공유 많은 사람들이 ‘장내 미생물’이라고 하면 여전히 ‘유산균 음료’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 생물학과 의학 분야에서 장내 미생물은 비만은 물론 대장암을 포함한 여러 암, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환에도 영향을 미치는 요인으로 각광받으면서 그야말로 ‘장내 미생물 연구’가 봇물처럼 쏟아져 나오고 있다.실제로 장내 미생물은 인체 마이크로바이옴(microbiome) 중에서 가장 주목받고 있는 분야다. 마이크로바이옴은 미생물총(叢)을 의미하는 ‘마이크로바이오타’와 유전체를 의미하는 ‘게놈’이 합쳐져 만들어진 합성어다. 인간과 동식물, 토양, 바다, 호수, 대기 등 모든 생태환경에서 서식하거나 공존하는 미생물과 유전정보 전체를 포함하는 개념으로 ‘제2의 게놈’이라고 불리기도 한다. 마이크로바이옴 연구는 유전자 증폭, 염기서열 분석 같은 생명공학 기술 발전으로 촉발됐다. 기존에는 개별 미생물 분석 연구가 주를 이루었다면 이제는 인체, 동식물, 환경과 미생물 간 상호작용을 파악하는 마이크로바이옴학 연구가 활발해지고 있다. 마이크로바이옴에 대한 관심이 본격화된 것은 2006년 미국 워싱턴대 제프리 고든 교수가 비만 쥐의 분변과 마른 쥐의 분변을 무균 쥐에게 각각 주입한 결과 비만 쥐의 분변을 주입받은 생쥐가 쉽게 비만해진다는 사실을 ‘네이처’에 발표하면서다.사람의 몸에 있는 미생물 수는 인간 세포 수보다 비슷하거나 약간 많은 39조개로 대부분 대장이나 소장 등 소화기관에 집중돼 있다. 이들 장내 미생물을 모두 모아 놓더라도 체중의 1~3%에 불과하다. 그렇지만 사람이 분해할 수 없는 영양소를 분해해 소화할 수 있도록 도와주는 기본적인 역할 이외에도 면역계 질환, 퇴행성 뇌질환, 우울증, 양극성장애 등 정신질환을 유발하는 신경정신질환에도 영향을 미친다는 연구 결과들이 최근 속속 공개되면서 장내 미생물과 건강에 대한 연구가 가속화되고 있다. 과학계에서는 장내 미생물의 기능을 파악하는 것을 넘어 장내 미생물을 이용해 질병을 치료하고 건강을 유지하는 방법에 대한 연구를 진행하고 있다. 장내 미생물을 활용해 인류의 진화 과정을 파악하는 등 연구의 폭은 점점 확장되고 있다. 미국 노스캐롤라이나주립대 응용생태학과, 노스웨스턴대 인류학과, 노트르담대 생명과학과, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 공동연구팀은 아프리카에서 시작된 인류가 세계 곳곳으로 퍼져 나가 적응할 수 있었던 것은 장내 미생물 덕분이라는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘생태와 진화의 최전선’(Frontiers in Ecology and Evolution) 19일자에 발표했다. 연구팀은 인간과 원숭이(유인원), 고릴라, 오랑우탄, 침팬지 같은 비인간 영장류의 장내 미생물을 비교했다. 그 결과 유인원이나 비인간 영장류와 달리 인간은 지리적 위치와 생활양식에 따라 장내 미생물 구성과 기능에 상당한 차이를 보인다는 점을 확인했다. 로버트 던 노스캐롤라이나주립대 석학교수(생태·진화학)는 “인류 조상들이 전 세계로 퍼져 나가면서 생존을 위해서는 이전에 살던 곳과 다른 음식물을 소화시킬 수 있어야 하고 새로운 질병도 견딜 수 있는 면역력을 갖춰야 했다”면서 “생존과 적응을 위해 장내 미생물의 종류와 분포, 숫자를 변화시켰을 것”이라고 말했다. 던 교수는 “발효음식과 맥주, 와인 같은 발효음료들이 변화된 장내 미생물을 집단 공유하는 수단이 됐을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

매년 2월 둘째주 월요일은 세계뇌전증협회와 세계뇌전증퇴치연맹이 지정한 ‘세계 뇌전증의 날’이다. 올해는 10일이 뇌전증의 날이었는데 과거 간질이라고 부르며 잘못된 정보로 뇌전증환자를 부정적으로 바라보는 것을 개선해 환자의 권익을 향상시키기 위한 날이다. 때마침 과학자들이 뇌전증의 대표적인 증상인 발작 위험을 실시간으로 감시할 수 있는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단, 한양대, 중국 저장대, 중국과학원(CAS) 물리및화학기술연구소, 미국 일리노이 어바나-샴페인대 공동 연구팀이 뇌의 다양한 영역에서 칼륨(K) 이온농도 변화를 동시에 측정하는 고감도 나노센서를 개발해 뇌전증을 유발시킨 생쥐의 발작정도를 실시간으로 관찰하는데 성공하고 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 11일자에 발표했다. 국내에도 약 36만명의 환자가 있는 것으로 추정되는 뇌전증은 뇌 신경세포가 일시적 이상으로 과도한 흥분상태에 이르러 의식을 잃거나 발작 증상을 일으키고 뇌 기능의 일시적 마비증상을 보이는 뇌질환이다. 임신 중 영양상태, 출산시 합병증, 머리를 다치거나 독성물질, 뇌수술로 인한 후유증, 독성물질 등 원인이 다양해 정확한 발병 메커니즘은 여전히 확실치 않다. 일반적으로 뇌 신경세포가 흥분상태에 이르면 칼륨이온이 바깥으로 방출되면서 이완되는데 뇌전증 환자들의 신경세포에서는 칼륨이온이 바깥으로 나오지 못해 흥분상태가 그대로 유지돼 발작과 경련이 일어나는 것이다. 뇌전증을 비롯해 다양한 뇌질환의 정확한 진단을 위해서는 뇌 속 칼륨이온 농도 변화를 추적관찰하는 것이 필요하지만 살아있는 생물체의 뇌 속 신경세포의 변화를 측정하기가 쉽지 않다는 문제가 있었다. 연구팀은 칼륨이온과 결합하면 녹생 형광을 내는 물질을 수 나노미터(㎚) 크기의 구멍을 가진 실리카 나노입자 안에 넣는 기술을 개발했다. 이 나노입자 표면을 세포막에 있는 칼륨채널과 유사한 구조를 갖도록 코팅해 세포막을 쉽게 통과할 수 있도록 했다. 이렇게 만들어진 고감도 칼륨농도측정 나노센서는 형광세기에 따라 칼륨이온 농도를 측정할 수 있다. 실제로 연구팀은 살아있는 생쥐의 해마, 편도체, 대뇌피질에 나노센서를 주입한 뒤 해마에 전기 자극을 가해 발작을 일으킨 뒤 칼륨이온 농도 변화를 측정했다. 그 결과 손가락이나 발가락 같은 말단 부위에서 경련이 나는 부분발작이 일어날 때는 뇌 해마, 편도체, 대뇌피질 순으로 농도가 증가했다. 반면 전신발작 때는 3개 부위에서 칼륨농도가 동시에 증가하고 지속시간도 길어진 것이 확인됐다. 연구팀 관계자는 “이번 연구결과는 뇌전증에 의한 발작 정도를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 뇌의 여러 영역에서 칼륨이온 농도를 동시에 관찰할 수 있는 방법을 개발했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

친형 ‘너훈아’ 김갑순 2014년 간암으로 사망 폐암 4기 진단 “3개월밖에 못 살 줄 알았는데…” ‘펜벤다졸’ 복용 후 일어난 건강 변화 언급 폐암 말기로 투병 중인 개그맨 겸 가수 김철민(53)의 근황이 전해졌다. 김철민은 최근 자신의 페이스북에 “양평 요양원에 후배 오정태, 조현민이 병문안을. 고맙다. 정태야 현민아”라는 문구와 함께 영상과 해맑게 웃고 있는 사진을 업로드했다. 김철민은 MBC 공채 5기 개그맨이다. MBC TV 개그프로그램 ‘개그야’ 등에 출연했다. 대학로 마로니에 공원에서 KBS 1TV ‘열린음악회’ 오프닝 담당자로 활약한 윤효상과 듀오 공연하며 주목받기도 했다. 그런 그가 지난 8월 폐암 4기 진단을 받고 지푸라기라도 잡는 심정으로 개 구충제 ‘펜벤다졸’을 복용하기 시작했다. 이후 한 방송을 통해 ‘펜벤다졸’ 복용 후 일어난 건강 변화를 공개하기도 했다. 김철민은 “목소리도 돌아왔고 체력도 돌아왔다. 뛰지는 못해도 빨리 걸을 수는 있다”며 “항암이 4, 구충제가 6이라고 생각한다. 실제 체험하고 느끼는 건 그렇다”고 강조했다. 그의 CT를 본 영상의학전문의는 “폐에 있는 폐암이 맨 처음보다는 줄었다”며 “간은 확실히 좋아졌다”고 진단했다. 다만 이 같은 변화가 펜벤다졸의 효과라고는 단정할 수 없다고 했다. 김철민이 복용 중인 펜벤다졸은 개 구충제로 사용되는 벤즈이미다졸의 일종으로 위장에 기생하는 원충, 회충, 구충, 기생충, 촌충 등의 박멸에 사용된다. 지난 9월 말부터 펜벤다졸의 성분이 말기암을 치료할 수 있다는 소문으로 인해 화두에 올랐지만 안전성과 유효성이 입증되지 않았기 때문에 식품의약품안전처에서는 환자들의 복용을 금지하고 있는 것으로 알려졌다. 최근 김철민은 양평에 위치한 암 환자 전문 요양원에서 지내고 있는 것으로 전해졌다. 김철민은 “3개월밖에 못 살 줄 알았는데 여기 온 지 5개월 됐다”며 “가면 갈수록 건강해지고 있고 하루하루 빠르게 좋아지고 있다”고 전했다. 펜벤다졸 복용을 걱정하는 팬들에게 김철민은 “개똥도 낫는다면 먹는 심정”이라며 “뇌로 전이되면 사람도 못 알아볼 수도 있다. 누워만 있다가 죽으면 억울하지 않겠냐. 이래도 죽고 저래도 죽는다면 한 번 해보자 싶어서 복용을 시작하게 됐다”고 설명했다. 앞서 지난해 8월 김철민은 자신의 페이스북에 “오늘 아침 9시 폐암 말기 판정을 받았다. 이별을 해야하기에 슬픔의 눈물이 앞을 가린다”고 적으며 폐암 4기 진단 사실을 알렸다. 김철민의 부친과 모친은 각각 폐암과 간암으로 세상을 떠난 것으로 전해졌다. 김철민의 형으로 가수 나훈아의 모창가수 ‘너훈아’라는 예명으로 활동한 김갑순(1957~2014) 역시 지난 2014년 간암으로 세상을 떠났다. 마지막으로 완치되면 무엇을 하겠냐는 질문에 김철민은 “제가 할 수 있는 건 웃음을 주고 노래하는 것”이라며 “전국을 다니면서 웃음과 희망을 주는 공연을 계속할 것”이라고 다짐했다. ◆ 김채현 기자의 EN톡 : 온라인을 달구고 있는 연예, 사회 이슈에 대해 이야기합니다.김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

약 2000년 전 이탈리아 남부 베수비오 화산이 폭발했을 때 인근 도시 헤르쿨라네움에서 희생된 한 남성의 뇌에서 발견된 유리질의 물질이 화산의 영향으로 뇌의 일부가 변화한 것임이 처음으로 확인돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. AFP통신 등에 따르면, 이탈리아와 영국 공동연구진은 이번 연구의 성과는 고고학 연구에서 극히 보기 드문 사례이므로 놀라움을 준다고 평가했다. 현지 헤르쿨라네움 유적에서 서기 79년 베수비오 화산 폭발 당시 나온 화산재와 용암 그리고 유독가스 등에 의해 희생된 사람들의 시신을 오랫동안 조사해온 이들 연구자는 희생자의 두개골 안에서 특이한 유리질의 물질을 발견하고 그 정체에 의문을 가졌다고 밝혔다. 연구 공동저자로 나폴리페데리코2세대학병원 교수인 피에르 파올로 페트로네 박사는 “2018년 10월 이 시신을 조사하던 중 으스러진 두개골 안에 무언가 번쩍이는 물체가 보여 놀랐다”고 설명했다. 이탈리아의 저명한 법인류학자이기도 한 페트로네 박사는 당시에도 이 물질이 인간의 뇌가 변한 것임에 틀림없다고 생각했다고 말했다. 또다른 연구 공동저자인 이탈리아 나폴리 유전공학·첨단생명공학연구소(CEINGE)의 피에로 푸치 생화학과 교수가 이 물질을 분석한 결과, 여기에는 모발과 뇌 조직에서 유래한 미량의 단백질과 지방산이 들어있는 것으로 확인됐다. 헤르쿨라네움은 그리스 신화 속 영웅 헤라클레스의 이름을 따서 명명된 곳으로 당시 부유층에게 인기 높은 휴양 도시였지만, 베수비오 화산 폭발로 고대 로마제국에서 가장 번성했던 도시 폼페이와 함께 용암에 뒤덮였다. 헤르쿨라네움 유적에 있는 용암의 높이는 최대 16m에 달한다. 또 이번 발견에서 희생자는 초대 로마 황제 아우구스투스를 숭배하던 시설인 ‘아우구스탈레스 칼리지오’의 남성 관리인이었던 것으로 추정된다. 이 남성의 시신은 숙소 안 나무 침대에 누워있는 상태로 1960년대 발견된 것으로 전해졌다. 연구진은 베수비오 화산의 폭발로 방출된 고열의 기체에 의해 숙소 내 온도가 섭씨 520도까지 급상승했다고 추정했다. 이는 체내 지방을 발화시켜 부드러운 조직 즉 살을 증발시키기에 충분한 고온이었다는 것이다. 또 그 후 일어난 온도 급강하에 의해 시체의 일부에서 유리질로의 변화가 촉진됐다고 여겨지지만, 왜 갑자기 온도가 떨어지게 됐는지에 대해서는 아직 해명된 것이 거의 없는 것으로 전해졌다. 자세한 연구 결과는 세계 최고 권위의 의학저널 ‘뉴 잉글랜드 저널 오브 메디신’(NEJM) 23일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

낯선 곳에서도 지도 한 장만을 들고 길을 잘 찾는 사람이 있는가 하면 몇 번이나 갔던 곳도 매번 새로운 곳을 가는 듯 낯설어 하는 사람들도 있다. 이는 공간지각력이나 공간기억력이 떨어지기 때문이다. 그런데 손전등만 있으면 이런 사람들의 공간기억력을 순식간에 높여줄 수 있는 기술이 있다면 믿을 수 있을까. 아직 동물실험 단계이지만 국내 연구진이 빛을 머리에 비추는 것만으로도 공간기억력을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 사회성뇌과학그룹 연구팀은 외과 수술 없이 비침습적 방법으로 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌신경세포 내 칼슘농도를 조절해 공간기억능력을 향상시키는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 칼슘은 세포 이동, 분열, 유전자 발현, 신경전달물질 분비, 항상성 유지 등 세포기능에 폭넓게 관여하는 주요 물질이다. 세포가 제 기능을 수행하기 위해서는 세포 내 칼슘농도가 적절하게 조절되야 하는데 만약 그 양이 부족해지면 인지장애, 심장부정맥 등 다양한 질환으로 이어지게 된다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 허원도 IBS 초빙연구위원(카이스트 생명과학과 교수)은 이전 연구에서 세포에 빛을 비춰 세포 내 칼슘 농도를 조절할 수 있는 ‘옵토스팀원’ 기술을 개발했다. 옵토스팀원은 빛으로 세포기능을 조절하는 광유전학 기술로 쥐의 머리에 청색 빛을 비춰주면 광수용체 단백질들이 결합되면서 세포 내로 칼슘을 유입시키는 기술이다. 두개골을 여는 등의 외과수술은 아니지만 옵토스팀원 기술을 이용하기 위해서는 체내 광섬유를 삽입하는 과정을 거쳐야 한다. 이번 연구에서는 옵토스팀원에서처럼 광섬유를 심는 정도의 수술도 하지 않고 광수용체 단백질 유전자를 변형시킴으로써 빛에 대한 민감도를 55배 증가시킨 ‘몬스팀원’ 기술을 개발했다. 빛에 대해 민감하게 반응하는 유전자 덕분에 수술 없이 살아있는 쥐의 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌 신경세포 내 칼슘농도 증가 시키고 공간기억력을 향상시키는데 성공했다. 특히 이번 기술은 머리뼈 근처 뇌 피질 뿐만 아니라 뇌 깊숙한 곳에 있는 해마와 시상에 있는 뇌신경세포의 칼슘농도 증가도 이끌어 낸다는 것을 확인했다. 연구팀은 생쥐들에게 공간공포실험을 실시한 결과 몬스팀원 처리를 받은 생쥐들이 그렇지 않은 생쥐들보다 공포기억력이 더 오래간다는 사실을 관찰할 수 있었다. 허원도 교수는 “이번 기술은 뇌세포 칼슘 연구와 뇌인지 과학연구 등에 다양하게 적용될 수 있을 것”이라며 “수술 없이 살아있는 동물의 뇌신경세포를 조절하는 것 뿐만 아니라 향후 세포 수준을 넘어 개체 수준까지 칼슘에 의한 신경행동학적 변화를 규명하는 연구에 활용될 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 인공지능(AI) 기술이 빠르게 발전하면서 과연 AI가 흉내낼 수 없는 인간만이 갖고 있는 독특한 능력은 무엇일까. 더군다나 인공지능이 많은 직업을 대체할 것이라는 예측이 나오면서 이같은 논의는 더욱 활발해지고 있다. 많은 학자들은 타인의 감정을 이해하고 적절한 반응을 할 수 있는 ‘공감능력’이 인공지능 시대에 무엇보다 필요하다고 입을 모으고 있다. 그렇다면 이런 공감능력은 언제부터 발달하게 되는 것일까. 미국 뇌과학자와 심리학자들은 공감능력은 태어난 직후부터 부모와의 놀이를 통한 교감에서 시작된다는 흥미로운 연구결과를 내놨다. 미국 프린스턴대 신경과학연구소, 실험심리학과 공동연구팀은 말문이 트이지 않은 영유아들은 부모가 함께 놀이를 해주거나 책을 읽어줄 때 뇌파가 동기화되면서 뇌신경 네트워크를 발달시킨다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘심리과학’에 실렸다. 기존의 많은 연구들에서 공감능력은 다른 사람과 대화를 할 때나 영화나 음악을 들을 때 뇌파가 동기화되는 상태라고 이야기하고 있다. 연구팀은 그같은 뇌신경 동기화 현상이 언제 어떻게 발달하는지를 알기 위해 실험을 했다. 연구팀은 생후 9~15개월된 영유아 18명과 부모들을 아이와 장난감을 가지고 놀고, 노래를 부르고, 책을 읽어주도록 하면서 실시간으로 뇌활동을 측정했다. 연구에는 기능성 근적외선분광기법(fNIRS)라는 기술을 활용해 예측, 언어사용, 공감능력과 관여되는 것으로 알려진 뇌부위 57곳을 측정했다. fNIRS는 무선으로 연결된 모자나 머리띠 형태의 기기를 착용하면 특정 파장의 빛을 이용해 뇌 속 혈중산소 변화를 측정함으로써 뇌의 움직임을 파악할 수 있게 해주는 기술이다. 이 기술은 기존에 뇌파측정기나 기능성 자기공명영상(fMRI)과 달리 어린아이들도 비교적 불편함을 느끼지 않고 실험에 참가할 수 있게 해준다.연구팀은 아이들과 부모를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 부모들이 아이들과 장난감을 갖고 놀거나 동요를 부르거나 책을 읽어주는 등 직접 소통을 하도록 하고 다른 그룹의 부모들은 아이들 혼자 장난감을 갖고 놀거나 책을 뒤적이게 하고 다른 사람들과 대화를 하도록 했다. 그 결과 놀이와 책읽기 등을 함께 한 부모와 아이들은 뇌파가 동기화되면서 언어와 공감능력, 예측 관련된 뇌 부위 대부분이 활성화되는 것으로 확인됐다. 반면 아이와 부모가 따로 노는 그룹의 경우는 뇌파가 동기화되지 않는 것은 물론 57곳 뇌부위 중 활성화되는 곳이 거의 없는 것으로 나타났다. 특히 공감능력과 관련된 뇌 부위에서는 활성화가 전혀 관찰되지 않았다. 연구팀은 또 하나 재미있는 사실을 발견했다. 아이들과 함께 놀고 책 읽기를 하는 부모들의 뇌에서 특히 예측과 공감 관련 뇌부위가 활성화된다는 것이 관찰됐다. 즉 아이들과 함께 놀면서 부모들은 언제 웃을지 어떤 반응을 보일지, 어떤 것을 더 좋아하는지 등을 미리 예측하기 위해 해당 부위가 활성화된다는 것이다. 연구팀은 이같은 결과에 대해 아이와의 놀이는 부모와 아이 모두에게 영향을 미치며 이를 통한 뇌신경 동기화는 아이들의 사회성과 언어학습 발달은 물론 어른들의 뇌 발달에도 상당한 도움을 준다고 설명했다. 엘리스 피아자 신경과학연구소 박사는 “이번 연구는 부모와의 상호작용이 활발한 아이들이 공감능력이나 언어능력이 높다는 사실을 뇌과학적으로 보여주고 있다”라며 “이번 연구를 바탕으로 자폐증이나 공감능력이 저하된 사람들을 치료할 수 있는 새로운 방법을 찾아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2012년 개봉한 한국영화 ‘연가시’는 사람의 뇌에 침투해 물 속에 뛰어들도록 유도해 익사시키는 기생충 때문에 벌어지는 재난상황을 보여주고 있다. 연가시는 가상의 기생충이지만 실제로 포유동물의 뇌에 침투해 행동을 조종하는 기생충이 있다. 바로 ‘톡소플라스마 곤디’이다. 톡소플라스마에 감염되는 생쥐는 겁을 상실하고 고양이에게 덤벼들거나 쫓아다니다가 결국 잡아먹히게 된다. 스위스 제네바대 유전·진화학과, 기초신경과학과, 제네바의대 미생물·분자의학, 제네바 바이스 생물신경공학센터, 캐나다 토론토대 써니브룩연구소 공동연구팀은 톡소플라스마에 감염되는 쥐는 고양이에 대한 두려움을 상실하는 것 이외에도 다양한 행동과 신경기능에도 영향을 미친다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 15일자에 실렸다. 톡소플라스마는 쥐 뿐만 아니라 사람도 감염시킨다. 반려묘의 배설물에 의해 전염되는 경우가 많은데 고양이를 많이 키우는 유럽인들에게서는 3명 중 1명이 감염돼 있는 것으로 알려져 있다. 면역기능이 정상적인 사람에게는 별 다른 증상이 나타나지 않지만 면역력이 약화된 임산부가 감염될 경우는 심하면 유산이 되기도 한다. 또 일부에서는 조현병, 파킨슨병, 양극성 장애 같은 정신질환은 물론 교통사고와 자살시도의 원인이 된다는 주장도 있다.연구팀은 톡소플라스마에 감염된지 5~10주 지난 쥐와 감염되지 않은 쥐를 대상으로 ‘고공 십자미로’ 실험을 했다. 고공 십자미로는 벽이 없는 좁은 십자형 길을 이용한 일종의 고소공포증 실험도구이다. 그 결과 감염된 쥐는 일반 생쥐보다 십자 미로 위에서 오랜 시간을 보내고 모험적 행동을 시도하는 것이 관찰됐다. 보통 생쥐들은 사람이 손을 가까이 가져가면 피하거나 방어적 행동을 보이는데 톡소플라스마 감염 생쥐는 오히려 손에 몸을 비비는 등의 행동을 보이기도 했다. 지금까지는 생쥐가 톡소플라스마에 감염되면 고양이의 오줌냄새에 성적 이끌림을 느껴 고양이에게 다가간다고 알려져 있었지만 연구팀은 고양이 오줌 뿐만 아니라 기니피그 오줌이나 여우 오줌에도 관심을 보이는 것을 확인함으로써 기존 연구의 오류를 발견했다. 연구팀은 톡소플라스마에 감염된지 10~12주 된 쥐의 뇌를 ‘격자 시트광 현미경’으로 분석했다. 격자 시트광 현미경은 빛을 나눠 쏨으로써 살아있는 세포에 가하는 손상을 줄이면서 정밀하게 관찰할 수 있는 장치이다. 분석 결과 톡소플라스마는 시각 정보를 처리하는 대뇌피질에 물혹을 유발시킨다는 사실을 확인했다. 즉 톡소플라스마가 신경에 염증을 일으켜 생쥐들에게 이상행동을 유발시킨다는 설명이다.도미니크 솔다티-파브르 제네바의대 교수(미생물학)는 “이번 연구를 통해 톡소플라스마 감염은 설치류들에게 두려움과 위험회피성향을 줄이고 모험적이고 호기심을 늘리는 일종의 행동조증을 유발시키는 것을 확인했다”라며 “톡소플라스마에 사람이 감염될 경우 신경염증이 발생해 미묘한 행동변화를 보일 수는 있지만 실험실 생쥐 같은 증상을 보이지는 않을 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고대 로마 철학자 키케로는 “개는 네 발을 가진 인간의 친구이면서 인간의 즐거움과 번영을 위해 자연이 준 선물이다”라고 말했다. 인류 역사에 있어서 인간 스스로를 제외하고 가장 먼저 길들여진 동물은 다름 아닌 개이다. 이제는 애완견이라고 하지 않고 반려견이라고 부를 만큼 인간의 삶에 더 가깝게 다가와 있다. 이 때문에 많은 과학자들은 개와 인간 사이의 친밀감 형성 같은 공진화 과정에 대해 연구를 해왔다. 미국 에모리대 심리학과, 애틀란타 통합애완동물병원 및 훈련소 공동연구팀은 여기에 더해 개들이 기본적인 수나 양이라는 개념을 처리하는데 사용하는 뇌 부위가 사람이 수학문제를 풀거나 숫자를 볼 때 반응하는 뇌 부위와 거의 일치한다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’에 실렸다. 연구팀은 2살부터 13살까지 다양한 연령대, 다양한 품종의 암수 개 11마리를 대상으로 화면에 점의 숫자를 변화시키면서 뇌의 어느 부위가 활성화되는지를 기능성 자기공명영상(fMRI)로 촬영했다. 실험에 참여한 개들은 이전에 숫자와 관련한 훈련을 받은 경험이 없는 것들로 선택했다. 또 일반적으로 동물들의 뇌를 촬영할 때는 움직이지 못하도록 밴드로 묶거나 고정시키는데 이 때문에 스트레스를 받아 결과에 오류가 날 수 있다고 보고 연구팀은 개 조련사들의 도움을 받아 개들이 fMRI 기기에 자발적으로 들어가 실험에 참여하도록 했다. 연구팀은 개들에게 점을 보여줄 때 점의 크기나 바탕화면의 크기를 변화시키지 않고 단지 점의 숫자만 변화시켰다. 특정 자극의 크기가 아니라 점의 숫자 변화에 따라 뇌가 어떻게 반응하는지를 확인하기 위해서였다. 그 결과 11마리 중 8마리의 개가 점의 숫자가 변할 때 두정엽 피질 부위가 활성화되는 것이 관찰됐다. 사람에게서도 두정엽은 수개념과 같은 수학적 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. 개들이 이런 수개념을 처리하는 뇌부위를 갖고 있는 이유는 접근하는 포식자 수나 먹잇감의 숫자를 본능적으로 파악하기 위해서라고 연구팀은 추정했다. 이 때문에 연구팀은 수치정보에 대한 기본적 민감성은 모든 동물들이 본능적으로 갖고 있을 것으로 보고 있다. 그레고리 번스 에모리대 교수(신경생물학)는 “이번 연구결과는 전체 포유류 진화에 있어서 뇌신경 메커니즘이 공통성을 갖고 진화했다는 또 하나의 증거”라고 설명했다. 번스 교수는 또 “사람과 다른 종간 유사한 신경메커니즘을 이해함으로써 인간 뇌 진화 과정과 어떻게 기능하고 있는지에 대한 통찰력을 얻음으로써 뇌기능 이상을 치료하고 인공지능 시스템을 개선하는데 도움을 받을 수 있을 것”이라면서 “사람이 유아기 때 기본적 숫자개념에서 어떻게 미적분이나 기하학, 고등수학을 배우고 익힐 수 있게 뇌를 발전시키는지 이해함으로써 수학을 어려워하는 사람들에게도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

불개미아과에 속하는 사막개미는 주로 아프리카 사하라 사막에 주로 사는데 일부는 러시아 남부, 스페인 남부 지역 등에서도 발견된다. 사막은 사방이 모래로만 이뤄져 있기 때문에 사람도 나침반이나 GPS 등이 없으면 길을 잃기 십상이다. 그런데 개미들은 먹이를 찾아 아무리 멀리 나와있더라도 문제 없이 둥지를 찾아간다. 더군다나 자신의 몸집보다 큰 먹잇감을 발견해 집으로 가져갈 때면 여러 마리의 개미가 머리에 이고 뒷걸음질치면서 둥지까지 끌고 간다. 사막개미들의 이런 놀라운 회귀능력의 원리에 대해 과학자들은 궁금해 한다. 프랑스 툴루즈 폴 사바티에 대학 인지동물연구센터, 영국 에딘버러대 정보학부 공동연구팀은 사막개미들이 멀리 떨어진 곳에서 집까지 문제 없이 이동할 수 있는 이유는 태양의 위치, 360도를 볼 수 있는 놀라운 시각과 뛰어난 공간기억력을 종합한 ‘경로 통합’(path integration) 전략 때문이라고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 17일자에 실렸다. 연구팀은 개미들이 사막 둥지에서 먹잇감이 있는 곳까지 걸어간 곳까지 경로를 모두 기억하고 있다고 가정했다. 이를 위해 연구팀은 둥지에서 8m 가량 떨어진 곳에 버터와 설탕이 포함된 커다란 빵부스러기를 떨어뜨려놓고 개미들이 먹잇감까지 이동하기를 기다렸다. 연구팀은 먹잇감이 있는 곳까지 이동한 개미들을 잡아 두 그룹으로 나눈 뒤 한 그룹은 둥지에서 먹잇감이 있는 곳까지 환경을 변화시키지 않은 상태에서 이동하도록 하고 다른 한 그룹은 둥지까지 이동하는 곳에 검은 비닐봉지와 포장지와 모래를 이용해 지형을 바꾼 다음 이동하도록 하고 관찰했다. 그 결과 변화되지 않은 기존 경로를 그대로 이동한 개미들은 뒷걸음질로 6m 이상을 문제 없이 이동한 뒤 둥지에 복귀했다. 익숙하지 않은 새로운 지형지물이 생긴 곳을 이동하는 개미들은 3.2m 정도를 이동한 뒤 제자리를 빙빙 돌다가 다시 움직이기 시작해 둥지를 찾아갔다. 익숙한 경로를 걷든 그렇지 않던간 시간이 걸리기는 했지만 둥지까지는 무사히 이동하는데 성공한 것이다. 이는 뒷걸음질 치면서도 주변 환경을 관찰하고 태양의 위치와 고도 등을 통해 방향을 잡는 등 다양한 방식으로 둥지까지 경로를 파악했기 때문으로 해석했다. 태양의 각도와 위치를 통해 방향을 잡고 먹잇감까지 이동하는 동안 주변 지형지물에 대한 기억을 하고 돌아올 때 활용한 것이다. 또 뒷걸음질치면서도 주변 지형지물을 파악할 수 있는 것은 개미의 시야각이 360도에 이르기 때문이다. 사람은 머리를 돌리지 않고 주변 환경을 파악할 수 있는 시야각은 120도에 불과한 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번 발견이 개미의 뇌에 대한 비밀을 파악하는데 도움이 될 뿐만 아니라 로봇 시스템에 적용이 가능할 것으로 보고 있다. 세바스티앙 슈바르츠 툴루즈 폴 사바티에대 박사는 “이번 연구는 개미가 모든 방향으로 걸을 수 있으며 목적지를 찾아가는데 있어서 여러 가지 방법을 유연하게 조합할 수 있다는 것을 보여준 것”이라며 “다음번에는 개미의 한 쪽 눈을 가리거나 가상현실 상황에서 어떻게 집을 찾아가는지를 연구할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

광주에 사는 최금옥(59)씨의 하루는 열아홉 살 손녀 수영이의 기저귀를 갈아 주는 것부터 시작한다. 뇌병변 중증 장애인인 수영이는 내년이면 성인이 되지만, 식사나 목욕 같은 일상생활조차 스스로 할 수 없다. 생후 일주일이 갓 지났을 무렵 수영이를 안고 있던 아빠가 차 뒷좌석에 수영이를 떨어뜨리면서 뇌에 영영 손상이 갔다. 수영이 엄마는 그 뒤로 집을 나가 연락이 끊겼고, 아빠는 돈을 벌겠다며 해외로 나가 새살림을 꾸렸다. 그렇게 돌도 되기 전 수영이는 할머니와 둘만 남았다. 수영이네처럼 조부모와 손자녀로 이뤄진 조손가정은 국내 15만 가구를 넘어섰다(2015년 기준). 외환위기를 거치며 ‘가족 해체’라는 모습으로 처음 등장한 조손가정은 2000년대만 해도 5만 가구도 안 됐다. 하지만 지난 20년간 인구 고령화, 가정불화, 이혼 증가 등 한국 사회의 다양한 변화를 정면으로 맞으며 그 규모는 빠르게 늘고 있다. 통계청의 장래 가구 추계에 의하면 이들은 2030년이면 30만 가구에 육박할 것으로 보인다.조손가정은 노인 빈곤과 아동 빈곤, 세대 갈등 등 여러 문제를 복합적으로 안고 있지만, 국내에서는 10년째 실태조사조차 제대로 이뤄지지 않고 있다. 조손가정 관련 정부 공식 조사는 2010년 여성가족부에서 실시한 게 처음이자 마지막이다. 서울신문은 초록우산어린이재단과 함께 국내 조손가정의 이야기를 직접 듣고 이들이 어떤 어려움에 처해 있는지 살펴봤다. 주위 시선에 부담을 느끼는 사례자들의 요청으로 이름은 모두 가명으로 썼다. ●손자 키우다 빈곤 절벽에 내몰린 노인들 최씨네 비극이 시작된 건 수영이가 태어난 직후다. 한순간의 실수로 일어난 사고였지만, 수영이가 뇌병변 장애라는 진단을 받으며 가족은 뿔뿔이 흩어졌다. 홀로 남은 수영이를 돌볼 사람은 친조모 최씨뿐이었다. 최씨 역시 교통사고와 수술, 남편의 학대까지 겪으며 왼쪽 무릎뼈가 없어질 정도로 건강이 나쁘지만, 아픈 몸에 복대를 맨 채 168㎝, 73㎏의 수영이를 매일 먹이고 씻긴다. 월 소득은 기초생활수급비와 장애 수당을 포함한 120만원 남짓. 그나마도 물리치료비와 병원비, 교통비, 월세가 빠져나가면 관리비조차 낼 수 없어 숨이 턱턱 막힌다. 최씨는 “평생 얼마나 울었던지 이제는 눈물도 안 나온다”면서도 “나도 너무 가난하고 서럽게 살았는데, 한 번 부모한테 버려진 손녀를 다른 데 또 맡길 수가 없다”고 말했다. 조손가정은 원래 경제적으로 취약한 노인이 아동까지 양육하게 되면서 도저히 헤어날 수 없는 가난의 굴레에 갇힌다는 특성을 띤다. 가정에 경제활동을 할 수 있는 사람이 아무도 없어 수급비나 정부지원금에만 기대지만, 생활을 꾸리기엔 역부족이다. 통계청에 따르면 국내 조손가정 15만 3000가구의 연간 평균 소득은 2175만원에 불과하다(2016년 기준). 전체 가구(4883만원)의 절반이 안 되고, 다문화가족(4328만원)이나 장애인 가구(3513만원)보다도 낮다. 현재 조손가정은 한부모가족지원법이나 아동복지법에 따라 각각 한부모·조손가족 또는 가정위탁 세대로 분류되면 별도로 정부 지원을 받을 수 있다. 하지만 양육자가 대부분 노인이라 정보 접근성이 떨어지고, 해당 지방자치단체에 직접 신청해야 하는 등 한계가 크다. 안태정(76)씨는 남편과 아들이 하던 사업이 망하면서 친손자인 민지(16)·민국(14) 남매를 키우게 됐다. 채무자들에게 쫓기던 아들은 두 아이를 안씨에게 맡긴 뒤 연락이 끊겼고, 며느리는 우울증과 조현병 등으로 정신병원에 강제 입원됐다. 거주지에도 ‘빨간 딱지’가 덕지덕지 붙으면서 갈 곳 잃은 안씨가 찾은 곳은 어느 교회 건물 구석이었다. 이들 가족을 안쓰럽게 여긴 목사가 동사무소에 직접 도움을 요청하기 전까지 그는 정부에서 지원금을 받을 수 있다는 사실도 몰랐다. 실제 전국 조손 가구 중 수급 비율은 겨우 5%다.●핏줄이라 떠맡긴 했지만… 공황장애까지 조부모 대부분이 손자녀를 떠맡는 건 핏줄이라는 이유 때문이다. 2010년 여가부 조사에서 조부모는 손자녀를 양육할 수밖에 없는 이유로 부모의 이혼·재혼(53.2%), 가출이나 실종(14.7%), 질병·사망(11.4%), 실직·파산(7.6%) 등을 꼽았다. 이렇듯 많은 나이에 억지로 손자녀를 양육하는 데서 오는 버거움은 경제적 어려움은 물론 몸과 마음에도 큰 영향을 미친다. 2017년 제주국제대 연구진이 연구한 논문을 보면 조부모는 손자녀 양육에 따른 심리적 스트레스와 양육자의 역할에 대한 압박감이 컸는데, 이는 자살 충동으로 이어지기도 했다. 여가부 조사에서도 70% 이상의 조부모가 건강 문제를 겪고 있으며, 이로 인한 긴급 의료비나 생계비를 걱정하고 있다고 답했다. 안씨 역시 우울증과 공황장애를 앓으며 4년째 약을 먹고 있다. 최근에는 호흡곤란으로 응급실에 실려 가기도 했다. 그는 “주위에서 본인 하나 건사하지도 못하면서 왜 애들을 키우느냐는 손가락질을 많이 받았다”면서 “젊을 때는 그래도 애들 덕분에 살았는데, 나이가 들면서 온몸이 쑤시고 아파 아이들에게 자꾸 화를 내게 된다”고 말했다. 자신의 자녀가 손자를 버리고 간 친부모라는 데서 오는 괴로움도 크다. 자녀의 실종이나 가출, 이혼 등은 이들에게도 큰 충격이지만, 부모에게 버림받은 손자녀가 입을 상처 때문에 누구에게도 속 시원히 얘기하지 못한다. 고등학생 태혁(18)이를 홀로 키우는 박순영(72)씨는 20년째 전화번호를 바꾸지 않고 있다. 태혁이가 태어난 지 100일 정도 됐을 무렵 “동창회에 간다”며 집을 나선 뒤 돌아오지 않는 며느리와 덩달아 떠나버린 아들이 언젠가 연락을 해 올 거라는 기대 때문이다. 박씨는 “며느리와 팔짱을 끼고 시장에 가면 사람들이 ‘딸이냐’고 물을 정도로 각별한 사이였는데, 어느 날 갑자기 나간 뒤 십수년째 감감무소식이라는 게 아직도 믿기지 않는다”면서 “태혁이한테 미안해서 애 앞에서는 이런 얘기도 못한다”고 말했다. 이숙자(72)씨 역시 외손자 동우(16)를 낳자마자 돈을 벌겠다고 떠나간 딸을 생각하면 가슴이 미어진다. 이씨는 “자기도 힘드니까 나한테 애를 맡기고 간간이 연락만 했는데, 평생 고생하다 지난해 자궁암으로 세상을 떠났다”면서 “아직도 길을 가다 나이대가 비슷한 사람을 보면 딸 생각이 난다. 나는 딸이 너무 보고 싶은데, 동우는 엄마 얘기만 나오면 듣기 싫다고 한다”며 눈물을 흘렸다. ●‘보호자’ 있지만 ‘보호’ 못 받는 아이들 어릴 때부터 가족 해체를 경험하고 극심한 빈곤에 노출된 아동 역시 성장하면서 적응에 어려움을 겪는다. 가장 큰 문제는 제대로 형성되지 않은 가족과의 애착 관계가 또래와 학교 생활에도 악영향을 미친다는 점이다. 할머니, 누나와 함께 사는 우석(12)이는 초등학교 2학년 때부터 도벽 증세를 보였다. 주위 친구의 영향으로 문방구에서 물건을 하나둘 훔치기 시작하던 우석이는 돈에도 손을 댔고, 결국 지난해 7개월간 치료시설까지 갔다 왔다. 학교에서는 수업에 집중하지 못하고 계속 산만하게 돌아다니는 등 ADHD(주의력 결핍 및 과잉 행동 장애) 증세를 보여 심리 치료도 받고 있다. 외조모 김길녀(62)씨는 “처음 우석이가 물건을 훔쳤다는 소리를 듣고 가슴이 철렁 내려앉았다”면서 “학교와 아동센터 등에서 아이가 마음이 허전하고 그리울 때 그런 증상을 보인다더라”고 했다. 김씨는 “아이들이 더 어릴 때 엄마와 잠깐 살았는데, 밥도 안 주고 용돈 500원만 줘서 자판기 율무차 두 잔으로 하루를 버텼다는 얘기를 최근에야 했다”면서 “아이들이 받은 상처가 너무 커서인지 할머니가 아무리 잘해 줘도 친모가 아니라고 눈치만 보는 것 같다”고 말했다. 집에 제대로 돌봐 줄 양육자가 없는 조손가정 아동은 편부모 가정, 저소득층 가정과 함께 게임중독 위험 집단으로 분류되기도 한다. 아직 신체적, 정신적으로 성숙하기 전인 아동은 가정에서 보호받아야 하는 대상인데도 오히려 자신이 조부모를 대신해 성인의 역할을 해야 하는 경우가 많다. 고등학생인 민지는 “중학생 때 할머니가 쓰러져 119에 신고했는데, 너무 당황해 주소를 잘못 불러서 구급대원들에게 혼났다. 이후로 신고하는 게 무섭다”면서 “할머니가 최근 영정사진이나 장례 절차도 알아 보시는데 앞으로 동생과 둘만 남으면 어떡할지 모르겠다”고 말했다. 태혁이는 “할머니는 당신 이름조차 읽고 쓸 줄 몰라서 어릴 때부터 대신 편지를 읽어드리거나 동사무소에 같이 가서 업무를 처리했다”고 말했다. 많게는 60살까지 벌어지는 나이 탓에 자연스레 생기는 세대 차이나 양육의 빈틈도 크다. 고령의 양육자가 제대로 키우지 못하면서 아동의 사회성이 떨어지고, 또래 집단에서 계속 소외되는 악순환이 반복된다. 고등학생 대현(18)이는 최근까지 면도하는 법을 몰랐다. 집에는 치매에 걸려 거동을 하지 못하는 할머니와 누나뿐이었다. 지역아동센터 담당자가 면도기를 사 주며 손수 시범을 보일 때까지 대현이는 거뭇거뭇하게 난 수염을 깎지도 못하고 있었다. 아침에 학교에 가라고 깨우는 사람도 없어 지각하거나 결석하기 일쑤고, 학업 성적 역시 낮다. 그나마 대현이네는 양호한 사례다. 어린이재단에 따르면 조부모가 아동에게 “누구를 닮아 이 모양이냐”고 폭언하거나 빨리 돈을 벌어 오라고 재촉하는 경우도 많았다. 이렇게 방치와 학대가 반복되면 아동 대부분이 학업을 중단하는 등 방황하고, 심한 경우 자해 시도를 하기도 한다. 관련 사례를 상담한 어린이재단 서울가정위탁지원센터 박하나 대리는 “아동을 책임지고 키우는 주 양육자가 없으면 의식주 해결이 안 되는 건 물론이고, 교통카드 환승제도 같은 기본적인 것도 모르는 일이 생긴다”고 말했다. 이어 “조손가정에서도 고모, 삼촌, 이모 등 보조 양육자가 있으면 조부모가 모르는 부분까지 해결해 주는 등 양육 환경이 훨씬 낫다”면서 “어쩔 수 없이 조부모와 아동만 생활해야 하는 경우에는 세대 간 간극을 메울 수 있는 사회서비스가 꼭 필요하다”고 강조했다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr

수 천 년이 지나도 변질되지 않을뿐더러 쉽사리 사라지지도 않는 DNA는 가장 완벽한 개인인증의 도구로 이용돼왔다. 그러나 최근 미국의 한 40대 남성은 자신만의 고유한 DNA의 성질이 이전과 완전히 달라졌다는 사실을 깨닫고 놀라움을 감출 수 없었다. 뉴욕타임즈의 최근 보도에 따르면 네바다 주에서 경찰관으로 일하는 크리스 롱은 몇 년 전, 급성골수성백혈병 및 골수이형성증후군 진단을 받은 뒤 자신과 생체 조직이 일치하는 골수 기증자를 기다려왔다. 이후 독일 국적의 한 기증자를 만나 그의 골수를 이식하는 수술을 받았다. 그로부터 3개월 뒤, 체내 백혈구 수치를 검사하기 위해 실시한 혈액검사에서 처음으로 기증자의 DNA가 발견됐다. 그리고 4년 뒤 진행한 검사를 통해 크리스의 입술과 볼 안쪽에서 채취한 조직 샘플에서 기증자의 DNA가 존재한다는 사실을 확인했다. 기증자의 DNA가 점차 몸 전체로 ‘퍼져나가기’ 시작했다는 증거였다. 현재 그의 몸에서 수술받기 전 ‘원래의 DNA’가 남아있는 신체는 가슴 털과 머리카락 둘 뿐이다. 이를 제외한 나머지 신체 부위에서는 독일 국적의 골수 기증자 DNA와 일치하는 DNA가 검출됐다. 이는 한 사람의 몸에 두 사람의 DNA가 존재한다는 것을 의미한다. 크리스의 전신 및 조직을 대상으로 광범위한 DNA 분별 검사를 진행한 스탠포드의과대학의 앤드류 레즈바니 박사는 “골수이식으로 DNA가 ‘교체’된 것은 사실이지만 성격이나 뇌 성질이 변화한 것은 아니기 때문에 환자 교유의 인격은 변하지 않을 것”이라고 설명했다. 경찰관인 크리스와 그의 동료들은 크리스와 같은 케이스가 범죄사건 및 감식 작업에 어떤 영향과 변화를 미치는지에 대해 조사하겠다고 밝혔다. 실제로 2004년 알래스카 경찰이 현지의 한 범죄현장에서 DNA 증거를 수집하고 이를 분석했는데, 해당 DNA 증거의 주인은 이미 감옥에 수감되어 징역형을 살고 있는 사람이었다. 사건이 미궁에 빠질 즈음, 경찰은 교도소에 수감된 범죄자의 동생이 과거 형으로부터 골수 이식 수술을 받았다는 사실을 파악했다. 이 때문에 동생이 벌인 범죄현장에 교도소에 수감된 형의 DNA가 남아있었던 것. 전문가들은 원래의 DNA 주인과 골수를 기증한 사람의 성별이 다를 경우, 피해자와 가해자의 정확한 신원을 파악하는데 더욱 어려움을 겪을 수 있다고 설명했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

생체공학 등 기술의 발전으로 인간의 뇌와 기계를 직접 연결해 전쟁터에서 셀 수 없이 많은 드론(무인항공기)을 한꺼번에 제어하는 군인이 존재하는 무서운 미래를 상상해 보자. 그런데 미군은 공상과학(SF) 영화에서나 나올 법한 이런 미래가 30년 안에 현실이 될 것으로 예상하고 있다고 비즈니스 인사이더가 3일(현지시간) 전했다. 보도에 따르면, 미군은 인간과 기계가 직접 상호작용하거나 데이터를 전송할 수 있는 ‘뇌 임플란트’(뇌신경 이식·뇌에 전극을 이식하는 기술) 등 다양한 기술의 도움으로 이번 세기 중반 안에 ‘사이보그 솔저’가 출현하리라 생각한다. 최근 미 육군연구원(ARL) 산하 전투력개발센터(CCDC)가 발표한 이 군사 보고서에 따르면, 미군은 2050년까지 전투병에게 우위를 주도록 기술적으로 인간을 재설계하는 것이 가능하리라 믿는다. 이런 보고서를 주도해서 쓴 CCDC 화학생물센터(CBC) 연구원인 피터 이매뉴얼 박사는 “생물학과 공학 그리고 인공지능(AI)의 융합으로 우리 군은 인간의 보고 듣고 소통하고 움직이는 방식을 더 뛰어나게 개선할 수 있을 것”이라고 설명했다. 그는 또 “의학적이고 사회적인 발전에 의해 인공 기관(보철)과 심박 조율기 등 임플란트 분야에서 현재 이상으로 발전할 것으로 예상된다”고 말했다. ‘사이보그 솔저 2050’(Cyborg Soldier 2050:Human/Machine Fusion and the Implications for the Future of the DOD)이라는 제목으로 발표된 이 보고서는 우선 인간의 시각이 정상적인 가시 스펙트럼을 넘어 향상할 가능성에 대해 논한다. 이밖에도 청력과 의사소통을 높이기 위해 군인의 귀에 물리적인 변화를 주고 음파탐지를 통해 표적을 추적하고, 더 강한 전투병이 되도록 군인의 근육과 힘을 제어하는 기술 등에 대해서도 설명한다. 하지만 가장 흥미로워 SF 영화 속 이야기로 여겨지는 생각은 군인들이 다수의 드론과 각종 무기 체계, 기타 원격으로 조작할 수 있는 기계를 마음대로 제어하는 뇌 임플란트의 가능성이다. 보고서에 따르면, 뇌와 컴퓨터를 접속(BCI·brain-computer interfacing)하는 뇌 임플란트는 인간과 기계의 원활한(심리스) 상호작용을 가능하게 할 것이다. 이는 드론과 무기 체계를 비롯해 각종 원격 제어 체계에서 사용할 수 있다. 다만 이런 단계에 도달하려면 넘어야 할 기술적 제약이 여전히 높은 것으로 전해졌다. 이매뉴얼 박사는 “우리가 할 수 있는 일은 데이터 교환 수준을 세포 수준으로 낮추는 것이다. 일단 세포 수준까지 낮추면 특정 신경세포 간에 신호를 주고 받는 시냅스의 데이터 발생을 실제로 제어할 수 있다”면서 “그러면 양방향으로 높은 대역폭의 데이터 전송이 가능할 것”이라고 말했다. 이어 현재 진행 중이긴 하지만, 이런 뇌 임플란트 기술이 나오는 데는 적어도 10년은 더 걸릴 것이라고 덧붙였다. 이번 조사를 수행한 국방부 산하 기관(Biotechnologies for Health and Human Performance Council)은 오는 2030년까지 특수부대의 군인들과 조종사들, 드론 통제관들 그리고 정보요원들이 뇌 임플란트를 받을 수도 있다고 보고했다. 이들은 “인간 신경망과 마이크로 전자공학 시스템 간의 직접적인 데이터 교환의 잠재성은 군인들의 전술적인 의사소통에 혁신을 가져오고, 지휘 체계에 걸쳐 지식의 전달을 가속화해 최종적으로는 전쟁의 징조(전운)를 없앨 수 있을 것”이라고 지적했다. 끝으로 이매뉴얼 박사는 “결국 이 기술은 전쟁이 아닌 다른 분야에서 쓰이게 될 것이다. 우리가 세상을 이해하는 방법이나 인간이 되는 것이 무엇을 의미하는지조차 바꾸게 될 것”이라고 말했다. 사진=CCDC 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

경구피임약을 먹는 여성은 뇌의 시상하부가 더 작다는 연구 결과가 나왔다. 시상하부는 뇌 중심부에 있으며 여러 호르몬의 분비를 조절할 뿐만 아니라 기분과 식욕, 성욕 그리고 수면욕에도 영향을 주는 중요 부위로 알려졌다.미국 뉴욕 몬테피오레 의료센터 연구진은 경구피임약을 매일 먹는 여성 21명을 포함한 건강한 여성 50명을 대상으로, 뇌 스캔 검사를 시행한 뒤 이런 결론에 이르렀다고 지난 4일(현지시간) 미국 시카고에서 북미방사선학회(PSNA)가 개최한 ‘2019 RSNA 과학분과 연례회의’(1~6일)에서 발표했다.연구진에 따르면, 연구에 참여한 모든 여성은 뇌 손상을 입거나 정신 질환을 앓은 적이 없다. 그런데도 매일 경구피임약을 복용하고 있는 여성의 시상하부 용적은 약 6% 더 작은 것으로 확인됐다. 이는 관련 연구 분야에서는 극적인 차이인 것으로 전해졌다. 연구진은 시상하부 용적의 감소가 분노 감정과 더 크게 관계가 있다는 것을 발견했다. 이뿐만 아니라 시상하부 용적에 따라 우울증 증상과도 강한 상관관계가 있는 것으로 추정된다고 연구진은 덧붙였다. 하지만 연구진은 시상하부 용적과 인지 기능 사이에서는 밀접한 관계를 발견하지 못했다고 지적했다. 시상하부 용적이 작아도 인지 기능에 영향을 받지 않았다는 것.주저자인 마이클 립턴 박사는 “그동안 경구피임약이 뇌의 시상하부에 미치는 영향에 관한 연구는 그다지 수행되지 않았다”면서 “우리는 이번 연구로 피임약 복용이 시상하부 용적 감소와 관계가 있다는 점을 처음으로 확인할 수 있었다”고 말했다. 이어 "여성 수백만 명이 일상적으로 경구피임약을 복용하고 있지만, 이를 통한 이점보다 심각한 위험이 뒤따른다”면서 “현재 이번 결과와 관련한 잠재적인 위험은 알려지지 않았지만 만일 있다면 그 영향에 관한 임상적 결과를 재현하고 이해하려면 추가 연구가 필요할 것”이라고 주장했다. 한편 연구에 참여하지 않은 학자들은 이 결과는 소규모를 대상으로 한 것이므로, 어떤 여성도 경구피임약 복용을 우려해서는 안 된다고 지적했다. 영국 런던 위생·열대의학대학원(LSHTM)의 스티븐 에번스 약물역학과 교수는 “이처럼 극적인 차이를 발견하는 소규모 연구는 매우 조심스럽게 다뤄야 한다”면서 “결과의 우연성을 과소 평가했을 가능성이 있다”고 말했다. 임페리얼칼리지런던(ICL)의 생식내분비학과 수석 임상강사인 앨리 애버라 박사도 “이번 결과는 놀랄 일이 아니며 피임약 복용을 중단하면 시상하부 용적이 원래대로 돌아갈 가능성이 있다”고 언급했다. 같은 대학의 데릭 힐 의료영상학과 교수는 “시상하부 용적 차이가 사실이라고 해도 피임약이 뇌를 손상했다는 얘기는 아니다”면서 “만일 어떤 약이 뇌의 일부를 작게 만든다면 그것은 뇌 세포 자체에 어떤 손상이라기보다도 그 부위에서 유체의 변화로 인한 것일 수 있다”고 설명했다. 사진=마이클 립턴/PSNA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

　경기 용인시에 소재한 신약개발업체 (주)지엔티파마가 내년 상반기중 세계 최초로 반려견 치매치료제 신약 승인을 신청한다. 또 함께 개발한 뇌졸중치료제는 중국에서 진행된 임상 2상에서 약효와 안전성이 확인돼 내년 상반기에 임상 3 상에 들어간다. 　지엔티파마(주)는 3일 수원 컨벤션센터에서 뇌신경과학및 바이오제약 분야의 관계자 200여명이 참석한 가운데 ‘치매·뇌졸중 신약 임상 발표회’를 개최했다. 　이날 임상 발표회에서 지엔티파마의 곽병주 대표이사(연세대학교 생명과학부 겸임교수)는 자사 연구진이 발굴한 다중 표적 치매 신약인 ‘크리스데살라진’과 뇌졸중 신약 ‘ Neu2000’의 임상연구 진행 상황을 공개했다. 　크리스테살라진 등은 경기도, 과학기술부, 보건복지부 등의 지원을 받아 개발했으며 동물은 물론 사람의 임상 1상에서 안전성이 검증됐다. 　곽 대표는 “알츠하이머 치매와 유사한 반려견 치매에 대한 임상연구에서 크리스데살라진의 약효와 안전성이 입증됐다”면서 “올해 안에 임상 3상 연구를 완료하고, 내년 초 농림축산검역본부에 신약승인 신청을 할 계획”이라고 밝혔다. 　이어 “임상 연구가 예정대로 진행 된다면 내년 상반기중에는 세계 최초의 반려견 치매 치료제 출시가 가능할 것”이라고 덧붙였다. 　지엔티파마는 지난해 치매에 걸린 반려견을 대상으로 한 예비 임상연구를 끝내고 현재 임상 3상을 진행중이다. 치매로 진단받은 반려견 90마리 가운데 최종적으로 임상 3 상 등록기준에 맞고 유효평가가 가능하다고 진단된 40마리의 등록을 완료했다. 임상 3상 연구에는 서울대학교 동물병원과 충북대학교 동물의료센터 등 8개 기관이 참여했다. 　앞서 지난해 끝낸 임상 2상에서는 중증 치매로 진단받은 14살 이상의 반려견 6마리를 대상으로 총 8주간 크리스데살라진을 경구 투여한 결과 모든 반려견에서 인지기능 및 활동성이 정상 수준으로 개선된 것으로 나타났다.　반려견이 치매에 걸리면 주인식별 혼돈, 공간 인지능력및 수면장애, 잦은 배변 실수, 식욕 변화 등 증상을 보인다. 12세 이상의 반려견중 40%가 치매에 걸리는 것으로 알려졌다. 　크리스데살라진은 알츠하이머 치매 원인인 뇌 신경세포 사멸, 아밀로이드 플라크 생성을 유발한다고 알려진 활성산소와 염증을 동시에 억제하는 다중 표적 약물이다. 　곽 대표는 “이번 연구 결과를 토대로 내년에 알츠하이머 치매 환자를 대상으로 임상연구를 본격적으로 진행할 것”이라며 “국내 치매예측기술국책연구단에서 유전체, 뇌파, 뇌영상 연구 등을 통해서 알츠하이머 치매 증상이 나타날 것으로 예상되는 고위험군을 이미 선별해 놨기 때문에 이들을 대상으로 치매 치료는 물론 예방을 위한 임상연구가 가능해졌다”고 밝혔다. 　이날 임상 발표회에서는 중국의 헹디안 그룹 아펠로아 제약사에서 238명의 뇌졸중 환자를 대상으로 진행한 Neu2000의 임상 2 상연구 결과도 일부 공개됐다. 　뇌졸중 환자에게 저용량에서부터 고용량까지 투여한 결과 약물에 의한 특이한 부작용이 발생하지 않는 등 안전성이 확인됐다. 또 중등도 환자에게 고용량의 Neu2000을 5일 동안 투여했을때, 장애 증상이 줄어든 것으로 나타났다. 　지엔티파마 개발이사인 안춘산 박사는 “Neu2000임상 2 상연구 결과를 토대로 임상 3상 프로토컬을 완성해서 조만간 중국 식약처에 제출할 것”이라며 “내년 상반기에는 임상 3 상 연구를 진행할 수 있을 것으로 전망된다”고 향후 일정을 밝혔다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

공포영화나 스릴러영화를 보면 예상치 못한 상황에 맞닥뜨렸을 때 등장인물들이 순간적으로 ‘얼어붙는’ 장면들이 나오곤 한다. 일상생활에서도 갑자기 놀라운 상황에 접하면 자신도 모르게 몸이 움츠러들고 움직일 수 없게 된다. 미국 컬럼비아대 분자생물물리학과, 생화학과, 신경과학과, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 뇌연구소, 생체공학연구소 공동연구팀은 위험 상황에 놓였을 때 순간적으로 몸을 얼어붙게 만드는 신체 반사작용이 다름 아닌 행복 호르몬 ‘세로토닌’ 때문이라는 사실을 밝혀내고 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 11월 28일자에 발표했다. ‘놀라 얼어붙는 반응’은 사람을 포함한 포유류는 물론 파리, 물고기까지 거의 모든 동물에게서 관찰되지만 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않아 생물학계의 수수께끼 중 하나로 남아 있었다. 연구팀은 초파리들을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 세로토닌이 분비되지 않도록 만들었다. 세로토닌은 뇌의 시상하부 중추에 있는 신경전달물질로 ‘행복 호르몬’으로 잘 알려져 있다. 연구팀은 초파리들이 날지 않고 걷도록 한 다음 걸음걸이를 분석할 수 있는 실험 장치인 ‘플라이워커’에 넣어 실내를 갑자기 어둡게 만들거나 소형 모터로 심한 흔들림을 느끼도록 한 다음 반응을 관찰했다. 그 결과 세로토닌이 분비되지 않는 초파리들에게서는 갑작스러운 상황이 발생해도 멈추지 않고 계속 움직이는 것이 관찰됐다. 그러나 일반 초파리들에게서는 깜짝 놀라서 잠깐 멈춘 다음 정전 상황일 때는 조심해서 천천히 걷고 지진 상황에서는 이전보다 더 빨리 움직이는 것이 확인됐다. 연구팀은 세로토닌이 일종의 비상 브레이크처럼 작동해 갑작스러운 변화에 대한 정보를 수집하고 어떻게 대응해야 할지 결정할 수 있게 해주는 역할을 한다고 설명했다. 리처드 만 컬럼비아대 교수(시스템 생물학)는 “이번 연구는 기억과 정서, 기분 조절에 주로 관여하는 것으로 알려진 신경전달물질인 세로토닌이 감각 정보를 처리해 운동반응을 유도하는 데도 중요한 역할을 한다는 것을 처음 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2초 이하의 짧은 뇌파 신호로 졸음을 잡아내는 기술이 개발돼 주간 졸음운전 사고를 예방하는 데 도움이 될 전망이다. 분당서울대병원은 윤창호 신경과 교수팀이 뇌파 검사 결과에 ‘기계 학습(machine learning) 모델’을 도입, 뇌파 분석만으로 ‘졸음’을 감지하는 알고리즘 개발에 성공했다고 27일 밝혔다. 주간졸음이란 말 그대로 낮 동안 과도한 졸음을 느끼는 것으로 수면무호흡증이나 불면증 등 수면질환이 유발하는 증상 중 하나다. 성인 인구의 약 10% 이상이 극심한 주간졸음을 겪고 있으며, 집중력 저하와 업무 생산성을 저해할 뿐 아니라 안전사고까지 야기하는 원인이 될 수도 있다. 한국도로공사 통계에 따르면 최근 10년간 고속도로 교통사고 발생원인 중 졸음운전이 1위(22.5%)일 정도로 큰 비중을 차지하며 위험성도 음주운전보다 크다고 알려져 있다. 때문에 졸음을 판단하고 경고하는 시스템이 개발되면 안전사고 역시 상당부분 예방될 것으로 기대할 수 있다. 따라서 졸음 모니터링에 대한 다양한 연구들이 발표돼 왔고, 국내외 기업들은 이를 자동차에 적용해 졸음운전 예방을 위한 시도도 해오고 있다. 예를 들어 운전대 조작빈도, 주행 패턴 등을 통해 운전 상태를 모니터링 한다거나 운전자의 얼굴표정을 인식하고 눈 감김 정도를 측정하는 카메라 시스템도 도입하고 있다. 하지만 이는 ‘순간적 졸음 발생’을 포착하기에는 한계가 있고 눈동자 변화, 눈꺼풀 변화량, 시선방향 등을 종합적으로 판단해야 한다는 복잡함, 또 이러한 정보는 외부환경에 영향을 받는다는 단점이 있었다. 이에 윤창호 교수팀은 뇌파 신호만을 이용해 순간 졸음을 판단하는 알고리즘을 개발하고자 이번 연구를 진행했다. 연구팀은 평균나이 27세의 건강한 성인 8명(남자 4, 여자 4)을 대상으로 전날 평상시대로 잠을 잔 경우(7시간초과)와 전날 평상시보다 적게 잔(4시간미만) 두 가지 경우에 따라 순간적 졸음을 평가했다. 졸음은 ▲업무수행능력을 확인하는 운동각성반응측정법 ▲생체신호를 감시하는 안구움직임 ▲뇌파를 이용해 확인했다. 운동각성반응측정법은 화면에 불빛이 나타나면 이를 인지해 버튼을 누르는 검사로 버튼을 누르기까지 걸린 시간 즉, 반응 속도를 측정하는 방법으로 이뤄졌다. 아울러 안구움직임은 눈꺼풀 처짐, 눈 깜박임, 안구움직임을 비디오카메라로 분석하는 검사인데, 눈꺼풀이 처진다거나 눈 깜박임, 안구움직임의 빈도 및 속도 저하는 졸음 상태를 나타낸다. 연구대상자는 머리에 뇌파센서를 부착한 상태로 자유롭게 생활하면서 약 2시간 마다 총 5번 운동각성반응과 안구움직임을 측정했다. 각 측정 결과치에 대한 분석 결과 버튼을 누르는 반응 속도와 안구움직임의 속도가 느려지는 짧은 순간에 뇌파 영역에서도 졸음대역 주파수 변화를 확인할 수 있었다. 결과적으로 운동각성반응과 안구움직임으로 확인되는 졸음 상태를 뇌파 기록으로 확인할 수 있음을 입증한 것이다. 여기서 운동각성반응검사는 하던 작업을 멈추고 검사를 따로 진행해 각성상태를 확인한다는 점에서 실제 생활에 적용하기 어렵고, 안구움직임 측정 장치는 주변의 조명, 바람, 습도 등에 의한 영향으로 늘 정확한 결과를 얻기 어렵다. 이에 비해 뇌파는 업무방해 없이 뇌의 자연적 전기 활동을 지속적으로 기록하고 측정할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 측정한 뇌파 결과치에 대해 기계 학습을 적용, 2초 이하의 짧은 뇌파 신호만으로 졸음을 예측하는 알고리즘도 개발했다. 이를 통해 실시간 졸음 상태를 모니터링 할 수 있을 뿐 아니라 적절한 시점에 중재(휴식)를 지시하는 알람을 제공할 수도 있다. 윤창호 교수는 “이전까지는 뇌파 신호만을 가지고 졸음을 판단한다는 것에 한계가 있었지만, 이번에 개발한 알고리즘을 통해서는 아주 짧은 뇌파 신호만으로 순간적 졸음을 예측하는 것이 가능해 졌다”며 “이 알고리즘은 졸음운전으로 인한 교통사고 등 안전사고 발생률을 감소시키는 데에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다. 연구 결과를 확장해 활용한다면 졸음으로 야기될 수 있는 사고 역시 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 “현재 개발된 알고리즘은 수집 데이터의 종류만 변경하면 다른 분야의 시스템으로도 확장될 수 있으며, 실생활에서도 사용할 수 있도록 무선화·초소형화 하는 연구도 이어나가야 한다”고 덧붙였다. 한편, 이번연구는 분당서울대병원 뇌신경센터 윤창호 교수팀과 서울대학교 공과대학 전기정보공학부 윤성로 교수팀 간 공동 연구로 진행됐으며 공학 분야 저명 국제 학술지인 ‘IEEE Access’ 10월호에 발표됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

19세기 중반 미국 버몬트주 중부에 건설 중이던 러틀랜드~발링톤 철도 공사장 현장감독이었던 25세의 청년 피니어스 게이지(1823~1860)는 신경과학 역사에 가장 유명한 사람 중 한 명이다. 1848년 9월 13일 길을 내기 위해 바위 사이에 화약을 다져 넣던 중 불꽃이 튀면서 폭발이 일어났고 그가 사용하고 있던 길이 1.13m, 두께 3.18㎝, 무게 6㎏의 쇠막대가 왼쪽 뺨으로 들어가 오른쪽 머리 윗부분을 관통해 20m 뒤로 날아가 떨어지는 사고가 났다.달구지로 인근 병원까지 실려갔지만 병원에 도착했을 때 다른 사람 도움 없이 혼자서 일어났던 게이지는 왼쪽 뇌 전두엽에 엄청난 손상이 생기고 머리에는 지름 9㎝ 정도의 구멍이 생기기까지 했다. 게이지의 사고는 뇌 손상이 발생했을 때 해부학적, 신경과학적, 심리학적 변화를 보여주는 대표적 사례로 남아 있다. 21세기 들어 뇌과학은 더 빠르게 발전하고 있지만 뇌의 특정 부위가 어떤 기능을 하는지, 뇌의 한 부분이 손상되거나 없어질 경우 어떤 문제가 생기는지에 대해서는 정확하게 밝혀지지는 않았다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 인문사회과학부, 매사추세츠종합병원 바이오메디컬 이미징센터, 하버드대 의대, 매사추세츠공과대(MIT) 컴퓨터과학부, 싱가포르 국립대 전자컴퓨터공학과 공동연구팀은 뇌 한쪽이 없더라도 정상인보다 더 복잡한 뇌 연결망이 만들어져 뇌가 온전하게 기능하는 데 도움을 준다는 것을 확인했다. 이번 사례분석 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 20일 자에 실렸다. 연구팀은 좌뇌와 우뇌 중 한쪽을 제거한 20~30대 남녀 6명의 뇌를 기능성자기공명영상(fMRI)으로 촬영해 뇌의 기능적 연결을 정량화하고 작동방식을 파악했다. 실험에 참가한 이들은 뇌전증으로 인한 발작이 심해 이를 완화하기 위해 생후 3개월~11살에 뇌 한쪽을 제거하는 수술을 받았다. 일반인들은 좌뇌와 우뇌가 뇌량으로 연결돼 기능적으로 네트워킹하면서 인식, 감정, 행동을 만들어 내는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 상식적으로 뇌 한쪽이 없다면 행동이나 인식, 기억 등에 문제가 있을 것으로 생각하기 쉽다. 이런 문제도 분석하기 위해 연구팀은 정상인 6명을 무작위로 선발해 이들의 뇌도 fMRI로 촬영해 비교했다. 또 일반적인 뇌 기능과 활동, 유전적 변화까지 파악하기 위해 뇌신경 관련 빅데이터인 ‘뇌 게놈 구축 프로젝트’(GSP)에 등록된 10~20대 건강한 남녀 1482명의 뇌와도 비교했다. 우선 연구팀은 뇌 한쪽이 없는 이들도 일반인과 똑같이 지능지수를 갖고 있으며 온전한 언어능력과 감정조절, 행동을 보인다고 밝혔다. 또 연구팀은 전체 뇌를 400개 영역으로 분획해 fMRI 영상을 분석했다. 그 결과 뇌의 한쪽만 갖고 있어 200개 분획 영역 밖에 없는 사람들은 일반인들보다 기능적 뇌 연결망이 비정상적이라고 할 정도로 강하게 연결돼 있는 것이 관찰됐다. 뇌의 한쪽에 문제가 생길 경우 다른 부분에서 해당 영역의 기능을 대신해 보완하는 일종의 ‘뇌 가소성’이라는 생체기능 덕분에 반쪽 뇌만으로도 일반인과 똑같이 생활할 수 있다고 연구팀은 해석했다. 도릿 클리만 칼텍 박사(인지신경과학)는 “이번 연구는 뇌졸중, 뇌종양, 외상성 뇌손상 등으로 뇌 손상을 입은 사람들이 정상적 삶을 살 수 있는 방법을 찾을 수 있도록 해줄 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

폐렴은 감기와는 차원이 다른 무서운 질환이다. 17일 통계청이 매년 발표하는 ‘사망원인 통계’를 보면 폐렴으로 사망한 환자는 2013년 인구 10만명당 21.4명에서 2017년 37.8명으로 15.3% 증가했다. 지난해에는 뇌 질환을 제치고 국내 사망 원인 3위를 기록했다. 하지만 발병 초기에는 발열, 오한, 기침, 가래 등 감기와 비슷한 증상이 나타나 가볍게 여기기 쉽다. 폐렴을 감기로 오인해 제때 치료하지 않으면 급속히 악화해 다양한 합병증을 일으키고, 면역력이 약한 노인은 심하면 사망할 수도 있어 특히 주의해야 한다. 김송이 세브란스병원 호흡기내과 교수는 “폐를 싼 흉막에까지 염증이 침범하면 숨을 들이쉬고 내쉴 때 흉막이 자극돼 흉통이 생기고, 구토나 설사 같은 소화기 증상, 두통, 피로감, 근육통, 고열이 나타나기도 한다”면서 “기침이나 가래 등의 호흡기 증상과 함께 고열이 동반된다면 폐렴을 의심해 봐야 한다”고 말했다. 세균성 폐렴을 일으키는 ‘폐렴구균’은 코나 목의 점막에 있는 흔한 세균이어서 어린이부터 노인까지 누구나 걸릴 수 있다. 면역력이 떨어지면 이 세균이 몸으로 침투해 폐렴을 일으킨다. 이 밖에 음식물이나 위액이 기도로 넘어가 흡인성 폐렴이 발생할 수도 있고, 다른 장기를 감염시킨 세균이 혈액을 타고 폐로 들어가 폐렴이 발생하기도 한다. 박명재 경희대병원 호흡기알레르기내과 교수는 “폐의 중요한 기능 중 하나가 산소와 이산화탄소를 교환하는 것인데, 폐렴이 생기고 폐포(공기주머니) 내에 염증성 삼출액이 차서 그 기능을 하지 못하게 되면 호흡부전으로 사망에까지 이르게 된다”고 설명했다. 게다가 겨울에는 감기나 독감과 같은 호흡기 질환이 유행하고, 이 때문에 면역력이 떨어지기 쉬워 폐렴에 걸릴 위험이 커진다. 국민건강보험공단의 지난해 월별 폐렴 환자 점유율 통계를 보면 12월(11.8%), 11월(10.5%), 5월(10.4%), 1월(10.2%), 4월(10.0%) 순으로 환자가 많이 발생했다. 계절별 점유율은 겨울이 28.8%로 가장 높다. 인플루엔자(독감)나 감기처럼 폐렴도 환자의 콧물이나 가래 등으로 전파될 수 있다. 폐렴에 가장 취약한 연령대는 65세 이상 노인이다. 지난해 연령대별 환자 현황을 보면 80대 이상 환자는 지난 10년간 연평균 11.9% 늘어 다른 연령대에 비해 가장 큰 폭으로 증가했다. 건강한 성인은 항생제를 복용하고 충분히 쉬면 1~2주 안에 나을 수 있지만, 면역력이 약한 어린이나 고령자, 만성질환을 앓는 사람은 쉽게 낫지 않아 주의해야 한다. 게다가 노인성 폐렴은 증상이 전형적이지 않고, 진행 속도가 매우 빨라 사망률이 높다. 늑막염, 뇌수막염, 패혈증 등의 합병증이 함께 나타나는 경우도 있다. 김재열 중앙대병원 호흡기알레르기내과 교수는 “노인은 폐렴에 걸려도 기침, 가래, 고열, 두통, 근육통 등의 증상이 뚜렷하게 나타나지 않는 일이 많다”며 “식욕이 떨어지고 활동이 감소하는 등의 증상이 나타나다가 갑작스럽게 의식이 나빠져 병원을 방문한 뒤에야 폐렴으로 밝혀지는 경우가 종종 있다”고 소개했다. 김상헌 한양대병원 호흡기내과 교수는 “치매가 있는 환자에게서는 폐렴이 정신적인 증상으로 나타날 수 있고, 정신 상태가 안 좋으면 섬망이 나타나기도 해 정신질환으로 오인할 수도 있다”고 말했다. 따라서 고령의 노인은 전형적인 폐렴 의심 증상이 나타나지 않더라도 신체적·정신적 변화가 생기면 우선 병원을 찾는 게 좋다. 게다가 노인은 식사 도중 사레에 들리는 일이 많아 흡인성 폐렴도 조심해야 한다. 나이가 들면 기침 반응이 감소해 이물질 제거 능력이 떨어지고, 음식물이 폐로 들어가는 일이 많은데, 이렇게 반복적으로 침이나 음식물 일부가 기도, 폐 안으로 들어가면 흡인성 폐렴이 발생한다. 빨리 먹는 습관, 물이나 국에 밥을 말아 후루룩 마시듯이 식사하거나 씹지 않고 삼키는 습관이 있다면 고쳐야 한다. 당뇨병, 만성폐질환, 만성심혈관 질환을 앓고 있거나 염증성 장질환으로 면역력이 떨어진 환자도 건강한 성인보다 폐렴 발병률이 높다. 연구에 따르면 만성폐질환 환자에게서 폐렴이 발병할 확률은 건강한 성인의 7.7~9.8배에 달한다. 당뇨병 환자는 2.8~3.1배, 만성심질환 환자는 3.8~5.1배다. 항암요법, 방사선치료, 스테로이드 만성요법 치료를 받는 환자 역시 면역이 저하돼 폐렴에 걸릴 위험이 건강한 성인보다 4.1~7.1배 높다. 정상적인 면역을 가진 사람에게서 병을 일으키지 못하는 약한 균들로도 폐렴이 생길 수 있다. 또한 암 치료를 받는 환자가 폐렴까지 발병하면 사망에 이를 수 있어 주의해야 한다. 지난해 발표된 연구에 따르면 화학 항암치료를 받는 고형암 환자의 침습성 폐렴구균 질환 발생 위험은 건강한 성인의 40~50배이며, 치사율은 35%에 달하는 것으로 나타났다. 골다공증 환자 역시 연령과 질환의 영향으로 면역력이 감소해 폐렴구균 등 감염 질환에 취약하다. 흡연자도 폐렴에 더 잘 걸릴 수 있다. 김재열 교수는 “세균이나 이물질이 기도로 들어가면 인체는 격렬한 기침으로 이런 물질을 배출하고, 기도 점막에 붙은 세균과 이물질은 기도 상피세포의 섬모 운동에 의해 밖으로 배출되는데, 담배를 피우면 기침 반사와 상피세포의 섬모 운동이 저하돼 폐렴에 걸릴 수 있다”고 말했다. 독감이 심해져 폐렴이 되는 일은 흔치 않다. 다만 일단 폐렴으로 진행되면 중증 폐렴으로 악화해 사망하는 사례가 간혹 발생한다. 독감에 걸리면 호흡기 점막이 손상돼 세균 저항력이 떨어져 세균성 폐렴이 합병증으로 발생할 수 있다. 폐렴을 완치하면 폐 기능도 정상으로 돌아오지만, 포도상구균이나 녹농균에 감염돼 폐렴이 생기면 후유증으로 폐가 심하게 파괴되기도 한다. 그래서 전문가들은 폐렴을 초기에 발견해 치료해야 회복도 빠르고 폐 손상도 줄일 수 있다고 말한다. 폐렴은 예방접종을 받아 효과적으로 예방할 수 있다. 현재 접종하는 백신은 폐렴을 일으키는 폐렴구균에만 효과가 있어 모든 종류의 폐렴을 예방할 수 있는 것은 아니다. 하지만 폐렴구균이 폐렴의 가장 흔한 원인균이어서 예방 효과가 상당하다고 한다. 65세 이상 노인은 1회 예방접종을 받으면 되고, 65세 이하는 1회 접종 후 5년 뒤에 한 번 더 접종하면 된다. 면역력이 저하된 사람이나 당뇨, 만성호흡기질환자는 50세 이상부터 접종하는 것을 권장한다. 박 교수는 “폐렴구균 백신을 접종하면 당뇨병, 심혈관계질환, 호흡기 질환 등 만성질환자에서 65~84%의 예방 효과를 기대할 수 있고, 폐렴구균백신 접종 환자는 미접종자와 비교해 치사율 또는 중환자실 입원율이 무려 40%나 감소한다는 연구 결과가 있다”고 소개했다. 하지만 국회 보건복지위원회 오제세 더불어민주당 의원이 질병관리본부로부터 받은 자료에 따르면 우리나라의 노인 폐렴구균 예방 접종률은 지난해 34.6%로, 2017년 노인 폐렴구균 예방 접종률 69.4%의 절반 수준이다. 노인을 폐렴으로부터 지키려면 다른 백신 접종률보다 현저하게 낮은 폐렴구균 접종률을 높이는 대책을 시급히 마련해야 한다는 지적이 나온다. 폐렴을 예방하려면 평소 손을 깨끗이 씻는 습관을 들여야 한다. 또한 충분한 수면과 균형 있는 영양 섭취, 규칙적인 운동을 해야 하며, 사람이 많이 모이는 곳은 되도록 피하는 게 좋다. 실내 온도는 26~28도, 습도는 40~50%를 유지한다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

최근 2년간 장기 기증 희망자와 실제 장기 기증 건수가 급감하면서 지난해 기준으로 하루 평균 5.2명이 필요한 장기를 제때 이식받지 못해 속수무책으로 숨지고 있다. 뇌사자 장기 기증 희망자와 장기 기증 건수가 줄어든다는 것은 장기를 이식받아야만 살 수 있는 환자들의 생존율이 갈수록 떨어지고 있다는 것을 의미한다. 장기 이식을 기다리다 숨진 환자는 2016년 1321명에서 2017년 1610명, 2018년 1910명으로 급증했다. 5일 서울 서대문구 충정로 사무실에서 서울신문과 만난 조원현 한국장기조직기증원장은 장기 기증 급감의 원인으로 장기 기증에 대한 편견과 선입견을 꼽았다. 특히 2017년 한 병원에서 장기 기증자의 시신을 유가족들이 수습하도록 방치했던 사실이 보도되면서 장기 기증에 대한 부정적인 여론이 확산했다. 조 원장은 “당시 그 사건이 보도됐을 때 장기 기증자에 대한 예우 문제를 비판하는 댓글이 많이 달렸는데, 지금도 포털사이트에 ‘장기 기증’ 키워드를 입력하면 해당 기사와 댓글이 그대로 노출되고 있다”며 “정부가 기증자 사후에 대한 예우 지침을 만들어 이제 그런 일이 발생하지 않는데도 장기 기증자의 미담 소식이 보도될 때마다 잔인한 댓글이 달리고 있다”고 안타까워했다.지난 9월 오토바이를 운전하다 교통사고로 뇌사 상태에 빠져 심장, 폐, 간, 췌장, 좌우 신장 등을 기증하고 7명의 생명을 살리고서 세상을 떠난 중학교 3학년 임모(15)군의 기사에는 ‘15살이 무슨 오토바이를 운전하냐’, ‘본인의 선택이 맞냐’, ‘어떻게 부모가 돼서…’라는 식의 악성 댓글이 달렸다. 댓글을 접한 부모들은 숭고하고 어려운 결정을 내리고도 죄책감에 시달리게 된다. 친인척들끼리 불화를 겪는 일도 있다고 한다. 조 원장은 “이런 보도를 보면 가족들은 아이의 생명나눔 소식이 언론에 보도되도록 동의한 것을 후회하고 기증을 자랑스럽게 생각하지 않고 숨어 버린다”며 “악성 댓글은 기증자의 명예를 훼손하고 남은 유가족들을 좌절하게 만들 뿐 아니라 장기 기증을 기다리는 환자들의 희망을 뺏는 일”이라고 말했다. 그러면서 “생명나눔을 하고 돌아가신 분도 영웅이지만, 막연한 두려움을 이겨 내고 사랑하는 피붙이의 장기 기증에 동의해 여러 생명을 살린 가족들도 영웅”이라고 강조했다. ‘장기 기증에 대해 처음 들었을 때 엄마는 주치의 선생님과 담당 교수님께 절대 안 된다고 했었는데, 마지막 밤에 아빠가 우리 아들 천사로 만들자고 울면서 엄마를 설득해서 생명을 살리는 이 귀한 일에 동참을 하게 되었어. 지금 생각해 보면 그 밤 최후의 선택이 우리 아들을 다시 살렸다고 생각해. 나는 아빠에게 너를 다시 살려 줘서 고맙고 정말 잘한 일이라고 말하고 싶다.’ 조 원장이 소개한 한 장기 기증자 유가족의 글에는 기증자 가족의 고뇌와 슬픔, 생명나눔으로 아들과 같은 생명이 다시 살아나길 바라는 숭고한 마음이 절절하게 담겼다. 외국에서는 이렇게 생명나눔을 실천한 이들에게 최상의 예우를 다한다. 매년 열리는 미국 캘리포니아 축제 ‘로즈퍼레이드’에선 수많은 인파의 박수 속에 기증자의 초상화를 내건 꽃차가 등장한다. 기증자와 그 가족에게 존경심을 표하는 것이다. 홍콩에는 기증자 추모공원이 있고 스페인에서는 기증자에 대한 존경의 의미로 장례식 때 의료진이 대거 참석한다. 미국·캐나다에서는 유족의 심리 치료를 위해 전문 상담사와의 상담을 주선하기도 한다. 하지만 우리나라에는 기증자를 위한 추모공원조차 없다. 조 원장은 “우리도 생명나눔 추모공원을 만들려고 기증자 가족들의 서명을 받아 서울시에 제출했는데, 부지를 확보하지 못하고 있다”고 토로했다. 추모공원 안에 기증자 기념관과 생명나눔 교육관을 만들고, 기증자 가족들이 기념관에서 결혼식도 올리는 등 문화공간으로 쓰려는 계획을 세웠는데 매년 미뤄지고 있다. 누군가의 끝이 누군가의 시작이 될 수 있는 생명나눔이 유독 한국에서는 홀대를 받고 있다. 일부에선 기증자 가족에게 금전적 보상을 해 줘야 한다고 주장하지만, 조 원장은 “장기 기증의 순수성을 훼손하는 일”이라며 고개를 저었다. 현재 우리나라는 기증자 가족에게 장제비를 지원하고 있다. 이마저도 세계이식학회 등 국제학회에선 긍정적으로 보지 않고 있다. 오히려 장제비 지원이 가족 간 불화를 촉발하는 일도 있다. 그래서 유가족 일부는 기증의 순수성을 생각해 장제비를 받지 않고 기부한다. 조 원장은 “그래도 형편이 어려운 분들이 기증자 장례를 무사히 치를 수 있도록 도와야 하니 장제비 지원은 어쩔 수 없는 측면이 있다”며 “재정이 확보된다면 국가에서 화장장을 계약해 돕는 방법도 있을 것”이라고 했다. 장기 기증이 활성화하지 못하는 또 다른 이유로는 본인이 생전에 장기 기증 서약을 해도 사후에 가족이 동의해야 실제 기증이 가능한 이중 규제가 꼽힌다. ‘장기 등 이식에 관한 법률’에 따라 배우자, 직계비속, 직계존속, 형제자매, 4촌 이내의 친족 중 선순위자 1명이 동의해야 한다. 동법 제2조에서 ‘장기 등을 기증하려는 사람이 자신의 장기 등의 기증에 관해 표시한 의사는 존중돼야 한다’고 규정하고도 장기 기증 희망자의 자기결정권이 보장되지 않고 있다. 그러다 보니 가족과 연락을 끊고 살아온 장기 기증 희망자가 뇌사 상태에 빠졌을 때 장기를 기증하지 못하고 세상을 떠나는 일도 종종 생긴다. 조 원장은 장기 기증 희망자의 배우자를 찾아 대구에서 전남 해안가 마을까지 간 적이 있다고 털어놨다. 별거한 지 오래됐으나 이혼하지는 않아 이 배우자가 뇌사에 빠진 남편의 장기 기증 여부를 결정할 선순위 동의자가 된 것이다. 조 원장은 “수소문해 겨우 배우자를 찾았는데 헤어진 지 오래된 부부다 보니 ‘그런 일로 왜 여기까지 날 찾아왔느냐’고 냉대하는 일이 많다”고 전했다. 그는 “외국에선 본인이 생전 장기 기증 서약을 했으면 그 뜻을 최대한 존중해 가족이 임의로 번복하지 못하도록 하는 법이 시행되고 있다”고 말했다. 뇌사 판정 절차가 지나치게 엄격해 장기 기증 문턱을 높이고 있다는 지적도 나온다. 장기 기증과 관련한 뇌사 판정 절차는 1999년 `장기 등 이식에 관한 법률’이 제정된 후 큰 변화 없이 유지되고 있다. 한국의 뇌사 판정 절차는 세계에서 가장 까다롭다. 조 원장은 “자발호흡이 완전히 소실된 상태에서 뇌사자의 뇌파 검사를 했을 때 30분 이상 평탄뇌파(뇌파가 전혀 기록되지 않는 상태)가 지속돼야 뇌사판정을 내리는데, 주변에 전자기기라도 있으면 실제 뇌파가 없어도 파형이 잡힌다”며 “이로 인해 많은 환자가 시기를 놓쳐 장기 기증을 하지 못하고 사망한다”고 말했다. 장기 기증은 뇌사 판정을 받아야만 할 수 있으며 사망하면 할 수 없다. 30분 이상 평탄뇌파가 나오더라도 의료인·변호사·종교인 등으로 구성된 뇌사판정위원회에서 한 명이라도 반대하면 뇌사 판정을 하지 못한다. 조 원장은 “새벽에는 위원회를 열기 어려워, 다음날 아침 위원회 소집을 기다리다 환자가 사망하는 일도 있다”고 말했다. 기증 희망자가 사망하면 새로운 생명을 받을 환자 8명의 희망도 함께 사라진다. 이 때문에 의료계에선 뇌사 판정 기준과 절차를 완화해야 한다는 목소리가 나온다. 조 원장은 “장기조직기증 희망 등록을 한 사람은 국민의 3%(150만명) 정도며, 이 중 뇌사로 생을 마감할 확률은 전체 사망의 1%밖에 되지 않는다”며 “장기기증에 대한 선입견, 엄격한 규제가 남아 있는 한 생명나눔이 확산하기 어렵다”고 지적했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr