예전 한 파스 광고에서 시어머니가 등장해 며느리에게 “얘, 비올테니 빨래 걷어라”는 장면이 있었다. 실제로도 관절염이나 류머티스 등의 관절질환을 앓고 있는 이들은 날씨가 안 좋으면 팔다리와 허리가 쑤신다고들 한다.실제로 만성통증 환자 3분의 2가 궂은 날씨에 통증이 심해지는 것을 느낀다는 설문조사도 있었고 비나 눈이 오기 전에 공기 중 습도가 높아지면 윤활유 역할을 하는 관절액 점도가 묽어지거나 알레르기성 신경전달물질 히스타민이 증가하기 때문이라든지 흐린 날은 저기압 때문에 관절 주변 조직이 부풀어 올라 통증이 심해진다는 주장도 있었다. 그런데 미국 하버드대 의대 아누팜 제너 교수팀은 날씨와 관절통증의 상관관계를 연구한 것들을 메타분석한 결과 날씨는 관절통증과 무관하다는 결과를 얻었다고 의학 분야 국제학술지 ‘브리티시 메디컬 저널’ 13일자에 발표했다. 연구팀은 미국 건강보험 데이터를 활용해 2008~2012년 중년 이상 관절질환자의 진료기록과 국립해양대기관리청(NOAA)의 지역별 날씨 데이터를 비교했다. 비가 온 당일, 혹은 비가 오랫 동안 오다가 그친 뒤 병원을 찾은 환자수와 맑은 날씨일 때를 비교한 것이다. 또 외래진료에 영향을 줄 수 있는 여러 변수를 조정하고 비교한 결과 통계적으로 의미있는 차이점이 발견되지 않았다는 결론을 얻었다. 제너 교수는 “날씨는 관절 통증의 직접적 원인이 아니다”라며 “사람들은 통증을 날씨 탓으로 돌리는 경우가 많지만 맑은 날 통증은 아예 날씨와 연결지어 생각하지 않는 것을 보면 심리적 요인이 있다”고 말했다. 연구팀은 사람의 뇌는 일정한 패턴을 찾는데 익숙한데 이를 바탕으로 형성된 믿음들은 자기충족성을 갖고 있다고 지적했다. 비가 오면 무릎이 아플 것이라고 생각하고 있으면 실제로 아프게 느껴진다는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

바이오 분야 연구자들이 가장 관심을 가졌던 올해 주요 뉴스는 ‘기초연구비’ ‘인공지능’(AI) ‘살충제 계란’ ‘유전자가위’ ‘미세먼지’이었다.포스텍 생물학연구정보센터(BRIC, 브릭)은 이 같은 내용이 포함된 의생명과학 분야 연구자들이 선정한 ‘2017년도 국내 5대 바이오 성과 및 뉴스’를 13일 발표했다. 이번 조사는 의생명과학관련 종사자를 대상으로 지난 4일부터 8일까지 5일간 온라인 설문조사 방식으로 생명과학, 바이오융합, 의과학부문과 일반뉴스부문 톱5와 올해의 키워드를 각각 선정했다. 우선 생명과학 연구성과 톱5로는 유전자 가위효율 높일 수 있는 검증기술(연세대), 뇌학습 및 기억 담당 신경회로망 3D 배양(KIST/UST), 정밀한 마이크로RNA 정보 해독(서울대/IBS), 유전자가위로 인간배아 유전자변이 교정(서울대/IBS), 과도한 신경흥분으로 파킨슨병 발병 규명(카이스트)가 꼽혔다. 바이오융합부문 연구성과 톱5는 눈물 한 방울로 통풍검사 기술(카이스트), 치매 단백질 제거 금속착물 개발(기초지원연, 카이스트, DGIST, UNIST), 소변으로 암진단 기술(UNIST), 물 속에서도 쓰는 고점착 패치소재 개발(성균관대), 3D 프린터로 인체혈관 구조 제작(전남대병원, 부산대, 포스텍)이 선정됐다. 의과학부문에서는 조울증 유발 핵심단백질 메커니즘 규명(포스텍, UNIST), 아토피피부염 치료 바이오신약 후보물질 개발(한양대), 장내 면역세포 분화 돕는 마이크로RNA발견(생명연/UST), 혈관신생 지휘 전사인사 단백질 발견(카이스트/IBS), 자폐증 생쥐 모델 개발(서울대, 포스텍)이 꼽혔다. 이와 함께 과학 분야 일반 뉴스에서 바이오 연구자들이 관심을 가진 것은 기초연구지원 확대를 위한 국회 청원, 과학기술혁신본부장과 중소기업부 장관 후보자 자격 논란, 정부출연연구기관 비정규직 문제 등이 꼽혔다. 한편 브릭은 2003년부터 매년 연말 생명과학관련 연구자들을 대상으로 ‘국내 바이오 10대 뉴스’를 선정했고 2011년부터는 국내 바이오분야 연구성과 및 뉴스 톱5를 선정해 발표하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●포스텍, 초점 조절 가능 액체렌즈 개발 포스텍 김동성, 김철홍 교수 공동연구팀이 초점 조절을 마음대로 할 수 있는 액체렌즈를 개발해 생체영상장치에 적용하는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미세유체역학 분야 국제학술지 ‘랩온어칩’ 최신호에 실렸다. 액체렌즈는 서로 섞이지 않는 두 가지 액체 사이의 경계면을 이용해 빛을 모으거나 분산시키는 광학렌즈 기술로 고정된 형태의 고체렌즈와 달리 초점거리를 쉽게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 두께와 형태를 변화시킬 때 전압을 가하는 과정에서 액체가 전기분해돼 사용할 수 없게 되는 위험이 크다. 연구팀은 전기가 통하지 않는 절연성 액체를 사용해 초점을 자유롭게 조절할 수 있는 신개념의 액체렌즈를 개발했다. 연구팀은 액체렌즈를 활용해 살아 있는 생쥐의 귀와 뇌의 혈관을 정밀하게 찍는 데 성공하기도 해 수술 및 영상진단에 활용 가능할 것으로 기대되고 있다. ●ETRI, 맞춤형 스마트팩토리 기술 지원 한국전자통신연구원(ETRI·원장 이상훈) 연구팀은 창업기업이나 중소제조기업의 맞춤형 제조 서비스를 제공할 수 있는 스마트팩토리 기술을 전국 각 지역에 구축해 실증작업에 들어간다고 12일 밝혔다. ‘개방형 제조서비스’(FaaS)라고 불리는 이 기술은 하나의 제품만 생산하는 기존 제조공장의 틀을 깨고 다양한 아이디어를 즉시 한곳에서 생산할 수 있는 다품종 소량생산이 가능하도록 도와주는 것으로 알려졌다. ETRI는 지난해 4월 연구원 내에 스마트팩토리 1호를 설치하고 광주정보문화산업진흥원에도 지난해 연말에 스마트팩토리를 구축했다. 또 최근 한양대 에리카캠퍼스에 3호를 설치했으며 연내에 한국폴리텍대학 대구캠퍼스에도 추가로 설치할 것이라고 밝혔다.

일주일에 세 번, 격렬하게 운동하면 파킨슨병 증상 완화에 도움이 된다는 연구 결과가 나왔다. 미국 노스웨스턴대학 등 연구팀이 40~80세 파킨슨병 환자 128명에게 고강도 또는 중등도 운동을 하게 하고 주요 증상이 어떻게 달라지는지 조사해 위와 같은 결론에 도달했다고 미국의사협회지 신경학(JAMA Neurology) 최신호(11일자)에 발표했다. 치매 중 알츠하이머병 다음으로 흔한 신경계 퇴행성 뇌질환인 파킨슨병은 신경전달물질인 도파민을 생성하는 뇌의 특정 부위 세포가 파괴돼 도파민 부족으로 발생한다. 이에 따라 떨림이나 경직, 또는 자세불안정 등이 주요 증상으로 나타나므로, 발병하면 환자 삶의 질이 크게 떨어진다. 하지만 이번 연구에서는 일주일에 최소 세 번 이상 고강도 운동을 한 환자들은 운동하지 않은 환자들보다 파킨슨병의 주요 증상이 최대 15% 정도 완화됐다. 이는 파킨슨병 환자 삶의 질을 개선하는 데 도움이 되는 수준이라고 연구팀은 말한다. 물론 이번 연구는 고강도 운동이 파킨슨병 증상 완화에 어떻게 도움이 됐는지 밝혀낸 것은 아니다. 하지만 고강도 운동을 통해 부족했던 도파민의 양이 증가했을 가능성이 있다고 연구팀은 분석했다. 그렇다면 이번 연구에서 파킨슨병 환자들이 한 고강도 운동은 무엇일까. 연구팀은 이들 환자에게 자체 최대 심박수의 80~85%가 유지되도록 30분 동안 러닝머신에서 빠르게 뛰거나 가볍게 달리고 걷도록 했다. 반면 중등도 운동을 한 환자 그룹은 자체 심박수의 60~65%가 유지되도록 했다. 또한 두 그룹 모두 준비 운동과 정리 운동을 각각 5~10분씩 했다. 물론 이번 연구의 핵심은 러닝머신이 아니라 심박수를 적정 수준으로 높이도록 운동하는 것이다. 따라서 수영이나 테니스, 에어로빅은 물론 시속 16㎞ 이상의 속도로 자전거 타기 등 다른 고강도 운동 역시 파킨슨병 증상 완화에 도움이 될 수 있다. 반면 이번 연구에서는 시속 4.8㎞ 정도의 속도로 빠르게 걷는 것과 같은 중등도 운동은 파킨슨병 증상 완화에 전혀 효과가 없는 것으로 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 노스웨스턴대학의 대니얼 코르코스 박사는 “만일 당신이 파킨슨병 환자여서 증상을 늦추고 싶다면 일주일에 세 번은 최대 심박수의 80~85%가 유지되도록 운동해야 한다”고 설명했다. 참고로 이번 연구에서는 대부분 파킨슨병 환자들이 자체 심박수를 적정 수준까지 높이기 위해 러닝머신의 경사도를 높였다. 하지만 일반인은 자기 최대 심박수의 80~85%가 얼마인지 알기 어렵다. 이에 대해 코르코스 박사는 “러닝머신을 달리면서 다른 누군가와 쉽게 대화를 나눌 수 있다면 그건 심박수가 적정 수준까지 높아지지 못했을 가능성이 있다”면서 “일단 대화를 하기 어려운 수준까지 달려야 고강도 운동으로 진입하는 것”이라고 설명했다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 10일 대만 타이베이 송산문창원구에는 몇십 명이 모여 아무런 생각 없이 넋을 놓고 앉아 있는 진풍경을 이뤘다. 그야말로 ‘멍때리기’를 하고 있었던 것. 11일 사우스차이나모닝포스트는 전날 대만에서 제5회 국제 멍때리기 대회가 열렸다고 전했다. 이날 공원에는 70명에 달하는 사람들이 모여 앉아 90분 동안 아무 말도 하지 않고 가만히 앉아 시간을 보냈다. 그중에는 영화 ‘담배연기 속에 피는 사랑’(Love in a Puff)으로 유명한 펑하오샹 감독도 있었는데 깃털 달린 모자에 구속복 차림으로 대회에 참가해 이목을 끌기도 했다. 참가자들은 경쟁을 벌이는 동안 휴대전화를 보는 것은 물론 졸거나 잠자기, 시간 확인, 또는 잡담 나누기도 금지됐다. 주최 측이 제공하는 음료나 껌씹기를 제외한 음식물 섭취 또한 금지되며 노래 부르기나 춤추기, 책읽기, 또는 웃기 등도 할 수 없었다. 객관적인 평가를 위해 흰색 가운을 입은 자원봉사자 진행요원들이 15분마다 참가자의 검지에 기구를 갖다대는 방식으로 심박수를 검사했다. 그리고 대회를 관람하는 사람들은 인상적인 참가자들에게 스티커 투표를 했고 관객 투표 다득점자 중에서 가장 안정적인 심박 그래프를 보인 이들이 1~3등이 됐다. 이날 우승자는 대학생 찬카이호(24)가 차지했다. 그에게는 로댕의 ‘생각하는 사람’ 형상의 트로피와 상장은 물론 내년 초 홍콩이나 일본에서 열릴 예정인 멍때리기 대회에 참가할 수 있도록 비행기 티켓이 수여됐다. 홍콩과학기술대학에 다니고 있는 이 학생은 페이스북에서 광고를 본 뒤 대회에 참가하기 위해 타이베이까지 왔다고 말했다. 사람들을 편안하게 만드는 방법을 연구하고 있다는 그는 “솔직히 말해서 꽤 피곤했지만, (멍때리기는) 좋은 습관이라고 생각한다”면서 “더 많은 사람이 정신 건강 문제를 인식해야 하므로 이 대회는 좋은 아이디어라고 생각한다”고 말했다. 한편 이런 멍때리기 대회는 한국인 예술가 웁쓰양이 현대인의 뇌를 쉬게 하자는 의도로 2014년 서울 광장에서 처음 개최하기 시작했다. 이후 지난해부터는 수원을 시작으로 베이징과 네덜란드에서 국제대회가 개최됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

두뇌에 정보를 직접 ‘주입’하는 방법을 과학자들이 찾아냈을지도 모르겠다. 신경과학 분야 세계 최고 권위 학술지 ‘뉴런’(Neuron) 최신호(7일자)에 실린 한 연구논문에 따르면, 과학자들이 원숭이 뇌의 특정 부위에 미세 전류를 흘리는 방법으로, 원숭이의 움직임에 직접 관여하는 정보를 집어넣는 실험에 성공했다. 물론 이 연구는 아직 초기 단계에 있지만, 과학자들은 이같은 뇌 자극 방법이 뇌졸중이나 부상 등으로 일부 뇌 기능을 상실한 환자들을 치료하는데 기여할 것으로 보고있다. 연구를 총괄한 영국 로체스터대학의 마크 H. 쉬버 박사는 “주로 1차 감각 피질인 체감각피질과 시각피질, 그리고 청각피질을 자극해 두뇌에 정보를 입력하는 데 관심이 크다”면서 “하지만 이번 연구는 피험자가 식별할 경험을 갖는데 감각 영역을 직접 자극할 필요가 없음을 보여준다”고 말했다. 쉬버 박사가 이끄는 연구팀은 이번 연구를 위해 과학 실험에 흔히 쓰이는 붉은털원숭이 두 마리가 시각적인 지시와 움직임에 따라 작업을 수행하도록 교육했다. 이들 원숭이 앞에 다섯 개의 서로 다른 모양의 손잡이를 배치하고 그 주위에는 연구자들이 원격으로 켜거나 끌 수 있는 조명등을 설치해놨다. 그리고 실험을 시작할 때 원숭이들은 가운데 있는 손잡이를 잡도록 했다. 그다음 조명이 들어온 손잡이를 원숭이가 잡도록 했다. 또한 연구팀은 조명이 켜졌을 때 이들 원숭이의 전운동피질에 미세 수준의 전기 자극을 가했다. 각 조명이 켜질 때마다 서로 다른 점 부분에 자극을 가했다. 그후 모든 조명을 끈 뒤 미세 자극을 가한 결과, 원숭이들은 조명이 들어와 있을 때처럼 정확한 움직임을 수행하는 것으로 나타났다. 이에 대해 쉬버 박사는 “원숭이들은 우리에게 자기가 느낀 것을 말할 수 없으므로, 이들 원숭이가 미세 자극과 움직임을 연관할 수 있도록 교육하면 이를 통해 원숭이들이 충동을 느끼거나 일종의 경험을 했음을 확인할 수 있다”고 설명했다. 또 연구팀은 전극 위치를 바꾼 뒤 원숭이들을 조명으로 재교육한 뒤 시행한 실험에서도 마찬가지의 결과가 나온다는 점을 확인했다. 연구팀은 이번 연구가 더 나은 뇌-컴퓨터 인터페이스와 신경보철학을 위한 길을 열어줄 것이라고 말한다. 이번 연구에 주저자로 참여한 케빈 A. 마주레크 박사후 연구원은 “뇌-컴퓨터 인터페이스 개발에 관한 대부분 연구는 주로 뇌의 감각 영역에 집중돼 왔지만, 주로 정보를 전달하는 곳으로 한정했다”면서 “이 연구는 치료를 목적으로 할 수 있는 신경계 영역으로 확장할 수 있음을 보여준다”고 설명했다. 또 “이 연구는 뇌졸중이나 부상, 또는 다른 질병으로 뇌 영역의 기능을 상실한 사람들에게 매우 중요할 수 있다”면서 “우리는 뇌 연결이 끊어진 손상 부위를 잠재적으로 우회해 손상되지 않은 부분에 정보를 전달할 수 있다”고 말했다. 연구팀은 앞으로 이 기술을 인간에게 시도할 수 있다고 생각한다. 쉬버 박사는 “체감각피질이나 시각피질을 직접 자극하면 대상자는 일반적으로 피부에 무언가를 느끼거나 눈에서 뭔가를 보게 된다”면서 “하지만 이 기술은 이런 인지 없이 뇌에 원하는 정보를 전달할 수 있음을 보여준다”고 설명했다. 사진=ⓒ포토리아(위), 케빈 A. 마주레크, 마크 H. 쉬버 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

남성 동성애와 관련 있는 유전자가 발견됐다.미국 노스쇼어대 의대 행동유전학과 앨런 샌더스 교수팀은 13번 염색체에 있는 ‘SLITRK5’, ‘SLITRK6’ 유전자 2개와 14번 염색체에 있는 ‘TSHR’ 유전자의 변이가 남성 동성애와 연관이 있을 것이라는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 남성 동성애자 1077명과 이성애자 1231명의 유전자를 비교 분석한 결과 동성애자 그룹에서 이들 3개 유전자 DNA에서 단일염기다형성(SNP)을 발견했다. DNA는 아데닌(A),시토신(C),구아닌(G),티민(T) 4개의 염기가 각기 이중나선 구조로 배열돼 있는데 이 염기 중 둘이 서로 자리를 바꾸거나 한 부분 전체가 중복되거나 위치가 바뀌는 것이 ‘단일염기 다형성’이다. 단일염기 다형성 때문에 사람마다 다른 특징을 보이는 것인데 남성 동성애자들의 경우 특히 해당 유전자에서 다형성이 나타나는 것이 확인됐다는 설명이다. 특히 남성의 경우 SLITRK6 유전자는 성적 지향성에 따라 크기가 다른 것으로 알려진 뇌 부위인 시상하부가 있는 ‘간뇌’ 부위에서 발견됐다. 또 TRK6 유전자는 갑상선과 관계가 있는 유전자로 일반적으로 갑상선 호르몬은 성적 지향에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 샌더스 교수는 “남성 동성애에는 이 밖의 다른 유전자들이 관련돼 있을 수 있기 때문에 이 3가지 유전자에 변이가 있다고 해서 동성애자가 되는 것은 아니다”라며 “이 3개 유전자 변이가 여성 동성애, 양성애, 무성애와도 연관이 있는지는 추가적인 연구가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

신생아에서 발생하는 생리적 황달은 대부분 큰 문제 없이 저절로 해결된다. 하지만 산모와 신생아의 영양 및 보건 상태가 좋지 않은 아프리카 국가에서는 치명적인 질병인 핵황달로 진행하는 경우가 드물지 않다. 황달은 혈액 속의 빌리루빈 수치가 높아서 생기는데, 너무 높은 경우 뇌까지 침범해서 치명적인 신경 장애를 일으키고 심한 경우 사망에 이를 수 있다. 사하라 이남 아프리카 지역에서 핵황달의 위험도는 미국의 100배에 달한다. 하지만 의료 기관을 이용하기 쉽지 않은 가난한 나라들이 많아 치료는 커녕 진단도 받기 어려운 경우가 많다. 간단한 피검사로 혈중 빌리루빈 수치를 측정할 수 있지만, 빈곤층은 그 비용을 감당하기 어렵기 때문이다. 라이스 대학 연구팀이 개발한 빌리스펙(Bilispec)은 앞으로 신생아 황달의 진단에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 단순하게 생긴 장치지만, 혈당 측정기처럼 한 방울의 피만 있으면 2분 안에 혈중 빌리루빈 수치를 측정할 수 있다. 가장 중요한 부분은 한 번 검사하는데 가격이 5센트에 불과해 일반적인 피검사와 비교할 수 없을 만큼 저렴하다는 점이다. 또 일반 혈당 측정기보다 약간 큰 크기로 쉽게 휴대할 수 있어 병원뿐 아니라 간이 진료소나 이동 진료소는 물론 필요하다면 가정에서도 사용할 수 있다. 연구팀은 68명의 자원자를 대상으로 빌리스펙이 비교적 신뢰할 수 있는 수치를 제공할 수 있다는 연구 결과를 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 물론 일반적인 피검사에 비해 정확도는 좀 떨어질 수 있으나 앞서 말한 장점이 워낙 크기 때문에 신생아 황달이 심각한 아프리카 국가에 우선 도입될 것으로 예상된다. 빌리스펙은 NEST(Newborn Essential Solutions and Technologies) 프로젝트의 일부로 개발되고 있으며 완성되면 아프리카 병원에 보급할 예정이다. 물론 저렴한 휴대용 빌리루빈 측정 장치가 개발되면 혜택을 보는 것은 신생아만이 아닐 것이다. 간이나 담도에 질병이 있어 황달이 생긴 경우 외래나 집에서 쉽게 측정할 수 있어 질병 치료 및 관리에 도움이 될 수 있다. 당뇨 관리에 혈당 측정기가 매우 유용한 것처럼 앞으로 빌리루빈 측정기도 환자와 의사에게 상당한 도움을 줄 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

마취제 프로포폴을 이용해 마취에 빠지기 직전인 의식과 무의식 경계지점을 정확하게 파악할 수 있는 기술이 개발됐다.고려대 대학원 뇌공학과 이성환 교수팀은 프로포폴을 활용해 사람의 마취 수준을 조절하면서 의식과 무의식의 경계지점을 정확하게 파악해 ‘뇌의 기능적 연결성’을 측정하는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표됐다. 이 교수는 “의식-무의식 경계지점을 제대로 찾지 못할 경우 수술 중 환자가 깨어나는 등 마취사고가 일어날 수가 있다”며 “마취와 의식 심도를 정확히 알 수 있다면 마취 사고 가능성을 줄일 수 있다”고 설명했다. 한편 포스텍 물리학과, 서울아산병원 마취통증의학과 공동연구팀도 96명의 실험대상자에게 마취제를 이용한 임상실험을 통해 마취 과정에 따라 뇌파의 변화가 발생한다는 사실을 확인하고 이를 정량적으로 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 지난 7월 발표하고 국내 벤처기업과 함께 관련 진단 장비를 개발하고 있기도 하다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전기·가스로 뇌 자극해 공포감 삭제 ‘제논 가스’로 새로운 기억 만들기도 세계 각국 연구진 연구결과 쏟아내 20년 전 시작된 ‘가상현실 치료법’도현대인은 끔찍한 범죄와 테러, 자연재해 등에 시시각각 노출돼 살아간다. 이 과정에서 원치 않게 겪은 경험과 기억은 뇌에 강제 저장되고, 이러한 나쁜 기억은 인간의 일상을 어지럽히고 망친다. 전쟁을 겪은 군인은 고막을 울리는 큰 소리만 나도 갑작스럽게 주변 사람을 공격하거나 불안에 떨고, 성폭행을 겪은 여성은 사람들로 붐비는 길거리에서 남성과 스치기만 해도 공포와 두려움에 무너져 내린다. 지진과 화산으로 가족의 울타리를 잃은 아이, 교통사고로 신체 일부를 잃은 운전자도 마찬가지다. 어쩌면 지워지는 것이 더 나을지도 모를 그날의 기억에서 좀처럼 벗어나지 못한다. 이러한 기억은 결국 트라우마가 되고 외상후스트레스장애(PTSD)로 발전한다. 우리 뇌에서 나쁜 기억을 저장하고 이것을 트라우마화(化)하는 데 가장 중심적 역할을 하는 부위는 대뇌에 있는 아몬드 모양의 편도체다. 편도체가 손상된 인간과 일부 동물은 감정, 특히 공포를 느끼지 못한다. 예컨대 편도체 또는 편도체의 시냅스(2개의 신경세포가 접합하는 부위)가 망가진 쥐는 고양이가 자신을 잡아먹는 그 순간까지 공포를 느끼기는커녕 장난을 친다. 이러한 발견을 토대로 세계 각국 연구진은 뇌의 특정부위를 전기 또는 레이저, 가스로 자극해 공포심 또는 공포심을 준 나쁜 기억에 대한 공포를 억제하고, 더 나아가 이를 지울 수 있다는 연구 결과들을 쏟아내고 있다. 미국 하버드대 의대 연구진은 2014년 제논 가스에 노출된 쥐들에게서 공포를 느끼던 환경에 대한 반응이 지속적으로 감소하는 현상을 발견했다. 무색·무취의 불연성 기체인 제논 가스는 의료용부터 가구 제작까지 폭넓게 사용되는 가스인데, 이것에 노출되면 공포의 기억과 관련된 특정 단백질 수용체를 차단해 나쁜 기억을 없애준다는 것이다. 트라우마가 된 기억을 떠올리는 순간, 제논 가스가 뇌가 해당 기억을 완전히 차단하고 새로운 기억을 만들도록 유도할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 이 밖에도 레이저나 전기 자극을 나쁜 기억 지우개로 활용하면 트라우마를 완화시킬 수 있다는 연구결과는 쏟아지고 있지만, 대부분은 쥐 등 동물을 이용한 실험이다. 두개골을 열고 복잡한 회로로 이뤄진 뇌에서 ‘공포기억 저장소’를 찾는 일은 여전히 쉽지 않기 때문이다. 전문가들이 보다 완벽하고 안전한 나쁜 기억 지우개를 찾는 사이, 지금 이 순간에도 셀 수 없을 만큼 많은 사람들이 나쁜 기억과 연관된 트라우마에 시달리고 있다. 트라우마로 인한 PTSD는 시각과 청각, 촉각, 미각 등 다양한 경로로 발현되며 이는 한 사람의 일상을 완전히 무너뜨리기에 충분하다. 영국 브리티시컬럼비아대학 연구진이 지난해 50대 이상 성인 4598명을 대상으로 조사한 결과, 어린 시절 학대나 따돌림 등의 경험으로 트라우마가 생긴 사람일수록 노화 및 수명과 직접적으로 연관이 있는 텔로미어의 길이가 짧다는 것을 확인했다. 즉 다양한 트라우마적 문제들이 몸에 각인처럼 남고, 이것이 텔로미어의 길이를 짧아지게 해 수명을 단축시킨다는 것. 자녀의 죽음이나 목숨을 위협하는 사고 또는 질병, 신체적 공격 등의 외상적 사건을 겪은 여성은 이러한 사건을 겪어보지 않은 여성에 비해 비만이 될 위험이 11% 높다는 미국 캘리포니아대학의 연구결과도 있다. 수명에도 영향을 미칠 수 있다는 나쁜 기억을 지우는 것에 있어서 최근 각광받는 기술이 바로 ‘가상현실 치료’다. 1990년대 중반에 처음 시작된 이 치료법은 과학의 발전으로 더욱 현실감이 높은 가상현실을 만들어냄으로써 전쟁 및 테러 생존자들에게 꾸준히 실시되고 있다. 무엇보다도 중요한 것은 나쁜 기억을 정면으로 직시하고 이를 뛰어넘게 도와주는 주위의 손길이다. 이 과정에서 전문가 처방에 따른 약물의 도움을 받는 것을 부끄럽거나 감춰야 하는 또 다른 비밀이라고 인식하지 않도록 도와야 한다. 망각을 두고 ‘신의 선물’이라 부르기도 한다. 때로는 망각이 기억보다 더 나을 때가 있을지도 모른다. 하지만 시간이 흘렀다고 다 잊혀졌을 거라는 섣부른 판단은 금물이다. 이미 몇 년의 시간이 흐른 세월호 참사나 경주·포항 지진 피해자들에 시간은 단순히 숫자에 불과하다. 기억, 그것도 나쁜 기억의 생명력은 생각보다 질길 수 있다. 망각은 신의 선물일 수 있지만, 그 선물을 언제, 어떻게 받고 쓸지 결정하는 것은 인간 그 자신이다. huimin0217@seoul.co.kr

인간과 가장 밀접한 반려동물인 개와 고양이 중 어느 쪽이 더 똑똑할까? 미국 테네시주 밴더빌트대학 연구진에 따르면 동물의 대뇌피질(대뇌반구의 표면에 있는 얇은 회백질 층)에 있는 뉴런(신경세포)의 개수가 지능을 결정짓는데 중대한 역할을 한다. 특히 사고능력과 계획 능력, 복잡한 행동 능력 등이 이 대뇌피질의 뉴런 개수와 연관이 있다. 연구 결과 개는 5억 3000만개의 대뇌피질 뉴런이 있는 반면, 고양이는 2억 5000만개인 것으로 나타났다. 개가 고양이에 비해 2배 더 똑똑할 확률이 높다는 뜻이다. 참고로 인간의 대뇌피질 뉴런 개수는 160억 개에 이른다. 연구진은 “인간을 포함한 동물이 가지고 있는 신경세포의 개수가 이 동물의 지적 정신 상태와 행동 능력 등을 결정하며, 과거의 경험을 바탕으로 앞으로의 일을 예측하는 수준의 사고능력의 수준이 달라진다”면서 “다만 뇌가 크다고 해서 대뇌피질의 신경세포 개수가 많다고는 볼 수 없다”고 설명했다. 연구진에 따르면 골든리트리버는 자신보다 몸집이 3배에 달하는 불곰보다 더 많은 대뇌피질 신경세포를 가지고 있다. 또 뇌의 크기와 대뇌피질 신경세포 개수의 비율로 봤을 때 가장 똑똑한 포유류 중 하나는 라쿤인 것으로 조사됐다. 식육목 미국너구리과의 포유류인 라쿤은 뇌 크기가 고양이 정도에 불과하지만, 대뇌피질 신경세포 개수는 개와 거의 유사한 것으로 나타났다. 연구진은 “개가 고양이에 비해 더 많은 대뇌피질 신경세포를 가지고 있는 것은 사실이지만, 우리 연구는 결정적으로 개가 고양이보다 더 많이 똑똑하다는 것을 의미하는 것은 아니다. 지능이라는 것은 매우 미묘하고 주관적인 측정일 수 있기 때문”이라고 전했다. 이어 “하지만 우리는 생물학적으로 누가 더 똑똑한지를 이야기 할 때 고려할 만한 요소(대뇌피질 신경세포 개수)가 있다는 사실을 알게 됐다”고 덧붙였다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

결혼 생활은 힘들 때도 많지만, 배우자와 함께 해를 거듭해 나가면 치매에 걸릴 위험이 줄어들 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 유니버시티칼리지런던의 앤드루 조머래드 박사가 이끄는 국제 연구팀이 총 80만 명이 넘는 사람들을 대상으로 한 선행 연구 15건을 분석한 결과, 위와 같은 결론에 도달했다고 국제 학술지 ‘신경학·신경외과학·정신의학 저널’(Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry) 최신호(28일자)에 발표했다. 특히 이번 연구는 최신 경향에 따라 정식으로 결혼하지 않고 동거하고 있는 사람들도 결혼한 것으로 간주했다. 그 결과, 평생 솔로로 지낸 사람들은 결혼한 이들보다 알츠하이머병 등 치매가 생길 위험이 40% 더 높은 것으로 나타났다. 또 오랫동안 함께 산 뒤 배우자와 사별한 경우에도 치매 위험은 20% 더 높았다. 흥미로운 점은 이혼한 사람들의 치매 위험은 결혼 생활을 이어가는 부부들과 거의 같은 수준이었다. 즉, 이혼 여부를 떠나 정상적인 부부생활을 경험했던 사람들은 치매 발병률이 낮은 반면, 아예 평생 솔로로 지냈거나 배우자의 죽음을 겪은 이들은 치매 발병률이 상대적으로 높다는 의미다. 연구팀은 결혼과 치매의 관계를 탐구하기 위해 스웨덴과 프랑스, 독일, 중국, 일본, 미국, 그리고 브라질 등 총 12개국에 사는 사람들의 조사 자료를 분석했다. 놀라운 점은 각 나라의 문화가 다름에도 결과에서는 차이가 거의 보이지 않았다는 것이다. 단 이번 연구는 관찰 연구이므로 인과관계를 제대로 보여주지는 못했다. 그렇지만 도출한 결과는 서로 일관성이 있어 최초 세 가지 가능성을 추정할 수 있었다. 첫 번째 원인은 결혼 자체가 치매 위험을 줄이는 게 아니라 배우자와 함께 사는 생활 방식이 요인이라는 것이다. 연구를 이끈 앤드루 조머래드 박사는 “건강한 몸과 식이요법, 그리고 운동과 같은 생활 방식뿐만 아니라 대화 상대가 되는 배우자의 존재가 사회적인 자극이 됐을 것”이라고 설명했다. 그다음 요인은 평생 함께한 배우자를 잃는 극단적인 스트레스가 주로 기억과 학습, 그리고 감정을 관장하는 해마의 뉴런(뇌세포)에 큰 영향을 준다는 것이다. 조머래드 박사는 “배우자와 사별한 사람들이 치매 위험이 크고 이혼한 사람들은 변화가 거의 없다는 점은 이것으로 설명할 수 있다”고 말했다. 마지막으로 치매 위험은 서로 다른 고유한 인지 및 성격 특성과 관계가 있을 가능성이 있다는 것이다. 특히 결혼이 일반적인 사회 규범일 경우 유연한 사고와 의사소통에 어려움이 있는 사람은 치매 위험이 크며 스스로 결혼 기회를 잡지 못할 수 있다. 또 나이는 같지만 태어난 시대가 다른 싱글들 사이에서 치매 위험의 차이가 큰 점은 이를 뒷받침한다. 1900~1925년에 태어난 싱글이 치매에 걸릴 위험은 40% 높았지만, 더 최근에 태어난 같은 나이 싱글의 위험은 24%에 그쳤다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

현대인은 끔직한 범죄와 테러, 자연재해 등에 시시각각 노출돼 살아간다. 이 과정에서 원치 않게 겪은 경험과 기억은 뇌에 강제 저장되고, 이러한 나쁜 기억은 인간의 일상을 어지럽히고 망친다. 전쟁을 겪은 군인은 고막을 울리는 큰 소리만 나도 갑작스럽게 주변 사람을 공격하거나 불안에 떨고, 성폭행을 겪은 여성은 사람들로 붐비는 길거리에서 남성과 스치기만 해도 공포와 두려움에 무너져 내린다. 지진과 화산으로 가족의 울타리를 잃은 아이, 교통사고로 신체 일부를 잃은 운전자도 마찬가지다. 어쩌면 지워지는 것이 더 나을지도 모를 그날의 기억에서 좀처럼 벗어나지 못한다. 이러한 기억은 결국 트라우마, 즉 외상 후 스트레스장애(이하 PTSD)로 발전한다. 우리 뇌에서 나쁜 기억을 저장하고 이것을 트라우마화(化) 하는 데 가장 중심적 역할을 하는 부위는 대뇌에 있는 아몬드 모양의 편도체다. 편도체가 손상된 인간과 일부 동물은 감정, 특히 공포를 느끼지 못한다. 예컨대 편도체 또는 편도체의 시냅스(2개의 신경세포가 접합하는 부위)가 망가진 쥐는 고양이가 자신을 잡아먹는 그 순간까지 공포를 느끼기는커녕 장난을 친다. 이러한 발견을 토대로 세계 각국 연구진은 뇌의 특정부위를 전기 또는 레이저, 가스로 자극해 공포심 또는 공포심을 준 나쁜 기억에 대한 공포를 억제하고, 더 나아가 이를 지울 수 있다는 연구 결과들을 쏟아내고 있다. 미국 하버드대 의대 연구진은 2014년 제논가스에 노출된 쥐들에게서 공포를 느끼던 환경에 대한 반응이 지속적으로 감소하는 현상을 발견했다. 무색·무취의 불연성 기체인 제논가스는 의료용부터 가구 제작까지 폭넓게 사용되는 가스인데, 이것에 노출되면 공포의 기억과 관련된 특정 단백질 수용체를 차단해 나쁜 기억을 없애준다는 것이다. 트라우마가 된 기억을 떠올리는 순간, 제논가스가 뇌가 해당 기억을 완전히 차단하고 새로운 기억을 만들도록 유도할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 이밖에도 레이저나 전기 자극을 나쁜 기억 지우개로 활용하면 트라우마를 완화시킬 수 있다는 연구결과는 쏟아지고 있지만, 대부분은 쥐 등 동물을 이용한 실험이다. 두개골을 열고 복잡한 회로로 이뤄진 뇌에서 ‘공포기억 저장소’를 찾는 일은 여전히 쉽지 않기 때문이다. 전문가들이 보다 완벽하고 안전한 나쁜 기억 지우개를 찾는 사이, 지금 이 순간에도 셀 수 없을 만큼 많은 사람들이 나쁜 기억과 연관된 트라우마에 시달리고 있다. 트라우마로 인한 PTSD는 시각과 청각, 촉각, 미각 등 다양한 경로로 발현되며 이는 한 사람의 일상을 완전히 무너뜨리기에 충분하다. 영국 브리티시컬럼비아대학 연구진이 지난해 50대 이상 성인 4598명을 대상으로 조사한 결과, 어린 시절 학대나 따돌림 등의 경험으로 트라우마가 생긴 사람일수록 노화 및 수명과 직접적으로 연관이 있는 텔로미어의 길이가 짧다는 것을 확인했다. 즉 다양한 트라우마적 문제들이 몸에 각인처럼 남고, 이것이 텔로미어의 길이를 짧아지게 해 수명을 단축시킨다는 것. 자녀의 죽음이나 목숨을 위협하는 사고 또는 질병, 신체적 공격 등의 외상적 사건을 겪은 여성은 이러한 사건을 겪어보지 않은 여성에 비해 비만이 될 위험이 11% 높다는 미국 캘리포니아대학의 연구결과도 있다. 수명에도 영향을 미칠 수 있다는 나쁜 기억을 지우는 것에 있어서 최근 각광받는 기술이 바로 ‘가상현실 치료’다. 1990년대 중반에 처음 시작된 이 치료법은 과학의 발전으로 더욱 현실감이 높은 가상현실을 만들어냄으로서 전쟁 및 테러 생존자들에게 꾸준히 실시되고 있다. 무엇보다도 중요한 것은 나쁜 기억을 정면으로 직시하고 이를 뛰어넘게 도와주는 주위의 손길이다. 이 과정에서 전문가 처방에 따른 약물의 도움을 받는 것이 부끄럽거나 감춰야 하는 또 다른 비밀이라고 인식하지 않도록 도와야 한다. 망각을 두고 ‘신의 선물’이라 부르기도 한다. 때로는 망각이 기억보다 더 나을 때가 있을지도 모른다. 하지만 시간이 흘렀다고 다 잊혀졌을 거라는 섣부른 판단은 금물이다. 이미 몇 년의 시간이 흐른 세월호 참사나 경주·포항 지진 피해자들에게 시간은 단순히 숫자에 불과하다. 기억, 그것도 나쁜 기억의 생명력은 생각보다 질길 수 있다. 망각은 신의 선물일 수 있지만, 그 선물을 언제, 어떻게 받고 쓸지 결정하는 것은 인간 그 자신이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

SF를 좋아하는 마니아들은 세계 3대 SF 작가로 꼽히는 아이작 아시모프가 쓴 ‘환상 여행’(Fantastic Voyage)이란 작품을 영화로 보거나 책으로 접해 봤을 것입니다. 1966년에 영화로 만들어져 국내에서는 ‘바디 캡슐’이란 이름으로 소개됐고 ‘마이크로 결사대’, ‘두뇌로의 여행’ 등 다양한 제목의 책으로 번역되기도 했습니다.뇌출혈로 인해 혼수상태에 빠진 과학자를 살려내기 위해 주인공들이 초미니 잠수함을 타고 환자의 몸속으로 들어갑니다. 혈관을 타고 뇌로 들어가 레이저를 비롯한 각종 첨단 장비로 뇌를 치료한 다음 환자가 흘리는 눈물을 타고 밖으로 나온다는 내용입니다. 머리카락 굵기의 10만분의1 정도에 불과한 나노미터(㎚) 크기의 물질을 조작하고 제어하는 나노공학이 등장하기 전인 1960년대에는 정말 상상 속에서나 가능했던 얘기들일 것입니다. 그렇지만 1990년대 말부터 몸속에서 자유자재로 움직이며 상처 난 혈관을 고치거나 혈관벽에 달라붙은 콜레스테롤을 제거하고 아시모프의 SF에서처럼 박테리아를 잡아내고 사람의 손이 닿기 어려운 미세 부위를 수술할 수 있는 마이크로 로봇 기술들이 꾸준히 연구되고 있습니다. 최근에는 중국 연구진이 조류(藻類·algae)를 이용한 ‘바이오 마이크로 로봇’을 만드는 데 성공했다고 합니다. 이 로봇은 약물을 원하는 신체 부위에 정확하게 전달할 수도 있고 암세포도 제거할 수 있다고 합니다. 홍콩 중문대 기계공학부, 바이오의공학과, 산부인과, 영상진단학과와 영국 에든버러대 공학부 공동연구진이 개발한 바이오 하이브리드 로봇 기술은 로봇 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 최신호에 실렸습니다. 이번에 로봇을 만드는 데 활용된 조류는 최근 건강보조식품으로 주목받고 있는 ‘스피룰리나’(Spirulina)입니다. 라틴어로 ‘나선’이라는 뜻을 가진 스피룰리나는 지구에서 가장 오래된 조류이면서 세포벽이 얇은 다세포 생물입니다. 단백질과 탄수화물, 식이섬유는 물론 항산화 효소, 각종 비타민, 칼슘, 마그네슘, 아연 같은 다양한 무기질 성분이 포함돼 있어 최근에는 건강기능성 식품 원료로 많이 활용되고 있지요. 연구팀도 기존의 마이크로 로봇들처럼 복잡한 방법으로 합성하려고 했으나 자연에 있는 물질 그대로 사용하는 것이 생체 적합성도 좋고 저렴한 비용으로 손쉽게 제작할 수 있을 것이라고 생각해 방향을 바꿨다고 합니다. 더군다나 조류는 내부에 스스로 형광물질을 갖추고 있기 때문에 바깥 부분에 자성물질만 입히면 몸 밖에서도 원하는 위치로 손쉽게 이동시킬 수 있습니다. 연구팀은 스피룰리나에 자성박막을 입혀 생쥐에게 주입한 뒤 핵자기공명(NMR) 기술을 활용해 원하는 부위로 이동시키는 것뿐만 아니라 이동경로를 추적하는 데도 성공했다고 합니다. 재미있는 것은 바이오 하이브리드 로봇의 암세포 제거 능력입니다. 마치 페니실린을 발견했을 때처럼 예상치 못했던 결과라고나 할까요. 연구팀은 별 생각없이 종양세포를 키우던 실험접시에 바이오 하이브리드 로봇을 투입했는데 48시간이 지난 뒤 암세포 90%가 파괴된 것을 확인할 수 있었다고 합니다. 물론 동물이나 사람을 대상으로 한 약물 실험이 아니라 세포 수준의 실험이었기 때문에 실제 임상에서 활용되려면 추가적인 연구기간을 포함해 10년 이상 걸릴 것으로 예상하고 있다고 합니다. 마이크로 로봇을 활용해 건강관리까지 가능해진다면 그만큼 평균 수명은 늘어날 것입니다. 나노공학을 비롯한 각종 의과학기술의 발전으로 평균 수명은 점점 늘어날 것으로 보입니다. 살 수 있는 기간이 늘어나면 ‘어떻게 살 것인가’라는 문제는 더 중요해질 것입니다. 고령화 사회에서 사회와 개인이 함께 고민해야 할 가장 중요한 문제가 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

SF를 좋아하는 마니아들은 세계 3대 SF작가로 꼽히는 아이작 아시모프가 쓴 ‘환상 여행’(Fantastic Voyage)이란 작품을 영화로 보거나 책으로 접해봤을 것입니다. 1966년에 영화로 만들어져 국내에서는 ‘바디 캡슐’이란 이름으로 소개됐고 ‘마이크로 결사대’ ‘두뇌로의 여행’ 등 다양한 제목의 책으로 번역되기도 했습니다.뇌 출혈로 인해 혼수상태에 빠진 과학자를 살려내기 위해 주인공들이 초미니 잠수함을 타고 환자의 몸 속으로 들어갑니다. 혈관을 타고 뇌로 들어가 레이저를 비롯한 각종 첨단 장비로 뇌를 치료한 다음 환자가 흘리는 눈물을 타고 밖으로 나온다는 내용입니다. 머리카락 굵기의 10만분의 1 정도에 불과한 나노미터(㎚) 크기의 물질을 조작하고 제어하는 나노공학이 등장하기 전인 1960년대에는 정말 상상 속에서나 가능했던 얘기들일 것입니다. 그렇지만 1990년대 말부터 몸 속에서 자유자재로 움직이며 상처난 혈관을 고치거나 혈관벽에 달라붙은 콜레스테롤을 제거하고 아시모프의 SF에서처럼 박테리아를 잡아내고 사람의 손이 닿기 어려운 미세 부위를 수술할 수 있는 마이크로 로봇 기술들이 꾸준히 연구되고 있습니다. 최근에는 중국 연구진이 조류(藻類·algae)를 이용한 ‘바이오 마이크로 로봇’이 만드는데 성공했다고 합니다. 이 로봇은 약물을 원하는 신체 부위에 정확하게 전달할 수도 있고 암세포도 제거할 수 있다고 합니다. 홍콩 중문대 기계공학부, 바이오의공학과, 산부인과, 영상진단학과와 영국 에딘버러대 공학부 공동연구진이 개발한 바이오 하이브리드 로봇 기술은 로봇 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 최신호에 실렸습니다. 이번에 로봇을 만드는데 활용된 조류는 최근 건강보조식품으로 주목받고 있는 ‘스피룰리나’(Spirulina)입니다. 라틴어로 ‘나선’이라는 뜻을 가진 스피룰리나는 지구에서 가장 오래된 조류이면서 세포벽이 얇은 다세포 생물입니다. 단백질과 탄수화물, 식이섬유는 물론 항산화 효소, 각종 비타민, 칼슘, 마그네슘, 아연 같은 다양한 무기질 성분이 포함돼 있어 최근에는 건강기능성 식품 원료로 많이 활용되고 있지요. 연구팀도 기존의 마이크로 로봇들처럼 복잡한 방법으로 합성하려고 했으나 자연에 있는 물질 그대로 사용하는 것이 생체 적합성도 좋고 저렴한 비용으로 손쉽게 제작할 수 있을 것이라고 생각해 방향을 바꿨다고 합니다. 더군다나 조류는 내부에 스스로 형광물질을 갖추고 있기 때문에 바깥 부분에 자성물질만 입히면 몸 밖에서도 원하는 위치로 손쉽게 이동시킬 수 있습니다. 연구팀은 스피룰리나에 자성박막을 입힌 뒤 생쥐에게 주입한 뒤 핵자기공명(NMR) 기술을 활용해 원하는 부위로 이동시키는 것 뿐만 아니라 이동경로를 추적하는데도 성공했다고 합니다. 재미있는 것은 바이오 하이브리드 로봇의 암세포 제거 능력입니다. 마치 페니실린을 발견했을 때처럼 예상치 못했던 결과라고나 할까요. 연구팀은 별 생각없이 종양세포를 키우던 실험접시에 바이오 하이브리드 로봇을 투입했는데 48시간이 지난 뒤 암세포 90%가 파괴된 것을 확인할 수 있었다고 합니다. 물론 동물이나 사람을 대상으로 한 약물시험이 아니라 세포 수준의 실험이었기 때문에 실제 임상에서 활용되려면 추가적인 연구기간을 포함해 10년 이상 걸릴 것으로 예상하고 있다고 합니다. 마이크로 로봇을 활용한 건강관리까지 가능해진다면 그만큼 평균 수명은 늘어날 것입니다. 나노공학을 비롯한 각종 의과학기술의 발전으로 평균수명은 점점 늘어날 것으로 보입니다. 살 수 있는 기간이 늘어나면 ‘어떻게 살 것인가’라는 문제는 더 중요해질 것입니다. 고령화 사회에서 사회와 개인이 함께 고민해야 할 가장 중요한 문제가 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

국내 연구팀이 유전자분석으로 희귀 안질환인 ‘영아 눈떨림증후군’의 원인을 규명했다. 한진우(안과학)·이승태(진단검사의학) 연세대 의대 교수와 임정훈(약리학) 연구원은 영아 눈떨림증후군을 겪는 환자의 혈액을 유전자 분석해 원인 질환을 규명했다고 27일 밝혔다. 연구결과는 안과학 분야 국제 학술지인 미국의학협회 안과저널 최근호에 실렸다. 영아 눈떨림증후군은 생후 6개월 이전의 영아에게서 눈동자가 좌우, 상하 또는 복합적으로 계속 떨리는 증상으로 인구 2000명당 1명꼴로 생기는 희귀 안질환이다. 특별한 원인을 찾을 수 없는 특발성이거나 뇌·신경계 이상, 눈백색증, 망막변성 등이 원인이 될 수 있다. 명확한 원인을 찾기 위해서는 자기공명영상촬영(MRI)이나 특수 혈액검사, 염색체 검사 등 많은 단계를 거쳐야 하는 불편이 있었다. 연세대 의대 연구팀은 2015년 6월부터 올해 1월까지 세브란스병원 안과에서 진료받은 영아 눈떨림증후군 환자 48명의 혈액을 차세대 염기서열 분석법(NGS)으로 유전자 분석해 원인을 찾았다. 그 결과 28명의 환자에게서 영아 눈떨림증후군을 일으키는 돌연변이 유전자를 찾아내 원인을 진단할 수 있었다. 원인 질환을 찾은 28명 중에서는 ‘레베르 선천성 흑암시’ 환자가 14명으로 가장 많았다. 이어 ‘무홍채증’ 환자 4명, ‘전색맹’ 환자 3명 그리고 ‘시니어 로켄 증후군’ 등의 기타 희귀 유전성 안질환으로 각각 진단됐다. 한 교수는 “국내는 물론 아시아 최초로 NGS 기법을 영아 눈떨림증후군 환자에 적용해 58.3%의 원인질환 진단율을 얻었다”며 “가족력이 있는 환자의 경우 88% 이상의 매우 높은 진단율을 보였다”고 말했다. 연구팀은 간편한 혈액 채취만으로 유전성 안질환을 진단할 수 있게 돼 치료 시기를 놓치지 않고 예방적 치료를 준비할 수 있을 것으로 예상했다. 실제 이번 NGS기법을 통해 로켄 시니어 증후군을 진단받은 8세 여아는 향후 급격한 신부전 발병으로 제때 신장이식을 받지 못하면 사망에 이를 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

신체 활동이 두뇌 발달과 관계가 있어 학업 성적에도 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 스페인·호주·미국 공동 연구진이 만 8~11세 과체중 및 비만 아동 101명을 대상으로 한 연구를 통해 신체 활동이 활발할수록 뇌의 특정 영역 9곳에 있는 회백질 양이 많다는 것을 밝혀냈다. 이런 뇌 영역은 인지 및 집행 기능은 물론 학업 성취 능력에 중요하다. 즉 신체 활동이 시험 성적에 영향을 줘 결과적으로 커서 성공 여부에도 영향을 줄 수 있다는 게 연구진의 설명이다. 특히 이번 연구는 과체중이나 비만 아이들을 조사 대상으로 삼아 신체 활동이 뇌 구조에 극적인 영향을 준다는 것을 처음으로 확인했다는 점에서 의미가 크다. 정상 체중의 경우 뇌의 구조적인 차이가 확연하게 드러나지 않기 때문이다. 연구진은 이번 연구에서 아이들의 신체적 건강 특히 유산소 능력과 운동 능력은 대뇌 피질과 피질 하부 영역으로 알려진 특정 영역의 더 많은 뉴런과 직접 연관성이 있다는 것을 발견했다. 유산소 건강은 오랫동안 운동을 효율적으로 할 수 있는 능력이다. 특히 이 능력은 운동 제어뿐만 아니라 학습(모방)과 사회 인지(공감)에 중요한 전두피질의 더 많은 회백질과 관계가 있었다. 또한 유산소 운동은 기억을 통제하는 해마와 해마방회의 능력을 높였다. 그리고 시각적 자극을 인식해 기억하는 하측두회와 학습에 관여하는 미상핵에도 영향을 줬다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 스페인 그라나다대학의 프란시스코 오르테가 박사는 “우리 연구는 신체 건강이 더 좋은 아이의 뇌가 신체 건강이 나쁜 아이의 뇌와 다른지 그리고 이런 차이가 학업 성적에 영향을 주는지와 같은 질문에 답하는 게 목표다”면서 “답은 짧고 강하게 ‘그렇다’로 아이들의 신체 건강은 뇌에서 중요한 구조적 차이와 직접 관계돼 있으며 이런 차이는 아이들의 학업 성적에 반영된다”고 설명했다. 이어 “우리가 아는 한 과체중이나 비만 아동에서 신체 건강과 회백질 양의 연관성을 조사한 연구는 지금까지 없었다”고 덧붙였다. 특히 이번 연구에서 중요한 점은 운동 능력이 언어 처리와 독서 능력에 필요한 두 영역인 하전두회와 상측두회의 회백질 양을 늘리는 데 도움이 되는 것으로 나타났다. 반면 근력 운동은 뇌의 어떤 영역에서도 기능이 나아지는 것과 연관성이 없었다. 연구를 이끈 이렌 에스테반-코르네호 박사는 “신체 건강에 영향을 받는 대뇌피질과 피질 하부 영역의 회백질 양은 아이의 학업 성적 향상과 연관성이 있었다”고 말했다. 이어 “신체 건강은 운동을 통해 바꿀 수 있는 요인이며 과체중이나 비만 아동의 유산소 능력과 운동 능력을 높이면 두뇌 발달과 학업 성취를 자극하는 효과적인 접근 법이 될 것”이라고 덧붙였다. 운동이 회백질의 혈류를 증가해 뇌 건강을 향상한다는 사실은 이미 오래전부터 알려졌다. 하루 한 시간씩 운동하면 알츠하이머병 위험이 절반으로 줄어든다는 연구 결과도 있다. 오르테가 박사는 “신체 건강에 따른 두뇌 용적의 차이는 아이들의 성장하는 뇌뿐만 아니라 성인과 노인들의 뇌에서도 확인된다”면서 “몇몇 연구는 노인 중 신체가 건강한 이들은 그렇지 못한 이들보다 해마 용적이 더 크다는 것을 일관성 있게 보여줬다”고 말했다. 또한 그는 노인들 중에서 1년 동안 유산소 운동을 한 이들은 해마의 자연적인 감소를 줄일 뿐만 아니라 해마 용적을 오히려 2% 늘려 기억력 향상을 끌어낸 또 다른 연구 결과를 언급하기도 했다. 그는 “전반적으로 기존 연구는 더 나은 유산소 운동 수준을 가진 사람들은 뇌의 특정 부위가 더 발달해 결국 인지 능력에 긍정적인 영향을 미치는 것을 보여준다”면서 “따라서 운동을 통해 좋은 건강 수준을 유지하면 신체뿐만 아니라 뇌와 인지 능력에도 좋다는 것을 새로운 증거는 시사한다”고 말했다. 이어 “유산소 운동을 통해 똑똑해져라”고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘뉴로이미지’(NeuroImage) 지난달 1일자에 실렸다. 사진=ⓒ Robert Kneschke / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 유전자 분석기법을 통해 생후 6개월 안팎의 영유아들에게 나타나는 희귀질병인 ‘영아 눈떨림증후군’ 원인을 밝혀냈다.연세대 의대 한진우 안과학 교수, 이승태 진단검사의학 교수, 임정훈 연구원은 영아 눈떨림증후군을 앓고 있는 환자의 혈액을 유전자 분석해 원인을 규명해 미국의학협회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘JAMA 안과학’ 최근호에 발표했다고 27일 밝혔다. 영아 눈떨림증후군은 생후 6개월 이전의 영아에게서 눈동자가 좌우, 상하 등 복합적으로 계속 떨리는 증상으로 인구 2000명 당 1명꼴로 나타나는 희귀 안과질환으로 특별한 원인을 찾을 수 없는 경우도 많고 뇌나 신경계 이상, 눈백색증, 망막변성 등이 원인이 되는 경우도 있다. 지금까지는 정확한 발병원인을 찾기 위해서는 자기공명영상(MRI) 촬영이나 특수 혈액검사, 염색체 검사 등 복잡한 검사를 해야 하는 불편이 있었다. 연구팀은 2015년 6월부터 2017년 1월까지 세브란스병원 안과에서 진료받은 영아 눈떨림증후군 환자 48명의 혈액을 차세대 염기서열분석법(NGS)으로 유전자 분석했다. 그 결과 28명의 환자에게서 돌연변이 유전자를 발견했다. 돌연변이 유전자가 발견된 28명의 환자 중에는 ‘레베르 선천성 흑암시’ 환자 14명, 무홍채증 4명, 전색명 3명, 로켄시니어증후군 등 기타 희귀 유전성 안질환자도 있었다. 특히 로켄시니어증후군을 진단받은 8세 여자아이의 경우 급격한 신부전 발병으로 제때 신장이식을 받지 못하면 사망에 이를 수 있다는 진단도 나왔다. 이번 기술은 혈액 채취만으로 유전성 안질환을 진단할 수 있게 돼 치료시기를 놓치지 않고 예방적 치료를 준비할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한진우 교수는 “이번 연구는 NGS기법을 영아 눈떨림증후군 환자에 적용해 비교적 높은 원인질환 진단율을 확보할 수 있게 됐다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

가끔 일하거나 공부를 하다보면 자신도 모르게 음악(또는 음정)을 흥얼거릴 때가 있습니다. 자신도 모르게 깜짝 놀랄 때가 많은데 실제 음악을 듣고 따라서 흥얼거리는 것이 아니라 음악이 없는 상황에서 자신도 모르게 흥얼거릴 때 뇌 속에서는 어떤 일이 일어날까요.최근에 스위스 로잔 연방공과대학(EPFL), 미국 캘리포니아 버클리대(UC 버클리), UC 샌프란시스코, 메릴랜드대, 독일 베를린자유대, 베른대 병원, 프랑스 고등사범대 연구팀이 음악을 들을 때 우리 뇌에서 일어나는 일을 시각화하는데 성공해 뇌과학 분야 국제학술지 ‘세레브럴 코르텍스’(대뇌피질) 최신호에 발표했습니다. 아무렇지도 않아보이는 이 기술은 언어능력을 상실한 사람들이 의사소통하는 것에 도움을 줄 것으로 기대되고 있습니다. 우리가 음악을 들을 때 뇌에서는 고주파와 저주파 같은 정보를 각기 달리 처리해 청각인식과 일치시킨다고 합니다. 예를 들어 사운드가 들려올 때 나타나는 신경 반응을 기록하고 예를 들어 사운드가 들려올 때 나타나는 신경 반응을 기록하고 분석할 수 있기 때문에 노래를 듣는 사람의 뇌 활동을 쉽게 분석할 수 있지만 청각적 자극이 없이 머릿 속으로 음악을 생각하고 연주할 때, 즉 음악을 상상할 때 뇌가 어떻게 작동하는지 이해하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 음악이 머릿 속에서만 연주될 때 소리가 실제로 존재하지 않기 때문에 분석이 사실상 불가능하다는 말로도 해석될 수 있습니다. EPFL의 휴먼-머신 인터페이스 데피테크 재단(CNBI) 연구팀은 새로운 방식으로 머릿 속에서 음악을 연주하고 있을 때 뇌에서 어떤 일이 일어나는지 분석하고 측정하는데 성공했습니다. 연구팀은 뇌전증(간질)을 앓고 있는 경험이 많은 피아니스트를 대상으로 연구를 수행했습니다. 연구팀은 피아니스트에게 소리가 켜진 상태에서 전자 피아노로 음악을 연주하라고 요청한 뒤 음악이 연주되는 동안 해당 뇌 활동을 기록했다. 그 다음에는 피아노 소리가 나지 않도록 묵음으로 해놓고 음악을 듣는다고 상상을 하며 피아니스트에게 같은 곡을 연주하도록 요청했다. 이 때도 다시 뇌활동을 기록했습니다. 특히 두 번째 실험은 음이 들리지 않는 상태에서 환자가 만든 정신적 표현에서 나온 음악을 측정했는데 연구팀은 이 두 가지 다른 방법으로 정보를 수집해 차이점을 비교할 수 있었다고 합니다. 더군다나 일반인들이 보기에 실험이 매우 단순해 보이기는 하지만 환자의 뇌에 전극을 이식하는 ‘침습적’ 방법을 활용했다는 점에 주목할 만합니다. 연구의 1저자인 스테파니 마르틴 연구원은 “뇌에 전극을 이식하는 것은 약물을 사용하기 어려운 뇌전증 환자를 치료하는데 많이 활용된다”며 “이번 연구에 이 환자가 대상이 된 것도 치료목적으로 심어진 전극을 이용해 뇌활동을 측정할 수 있기 때문”이라고 밝혔지요. 이번 연구는 사람들이 머릿 속으로 음악을 상상할 때 뇌의 청각 부분을 다루는 피질과 고음과 저음 같은 청각 정보를 실제 소리에 자극받을 때와 같은 방식으로 처리한다는 작동한다는 것을 보여준 첫 번째 사례입니다.연구자들은 이번 연구를 통해 말하기 능력을 상실한 사람들에게 도움을 줄 수 있을 것이라고 예상하고 있습니다. 뇌의 특정 부위를 자극함으로써 머릿 속 상상을 언어로 표현해 줄 수 있는 시스템을 개발하겠다는 것이지요. 마르틴 연구원은 “언어는 음악보다 훨씬 복잡한 시스템이고 언어 정보는 뇌의 여러 부위에서 작동하고 여러 단계를 거치는 것으로 알려져 있다”며 “이번 연구를 실어증 환자를 대상으로 기계나 컴퓨터와 연결해 언어를 구현할 수 있는지 확인하는 것이 다음 연구단계”라고 말했습니다. 뇌과학이 발달하면서 우리도 모르는 일을 컴퓨터가 알아차리는 일이 생길 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

맥주의 가장 큰 특징은 독특한 쌉싸름한 맛인데 이 쓴 맛이 기억력을 향상시키는데 도움을 준다는 연구결과가 발표됐다.일본 대형 맥주업체인 기린홀딩스 부설 건강기술연구소와 도쿄대, 학습원대 공동연구팀은 맥주의 쓴 맛을 내는 성분이 기억력 향상에 도움이 된다는 연구결과를 24일 일본 가나자와시에서 열리는 일본 치매학회 학술대회에서 발표했다. 연구팀은 맥주의 주 성분인 ‘이소알파산’을 치매에 걸린 쥐에게 1주일 동안 매일 체중 1kg 당 1mg을 투여한 뒤 기억력을 측정했다. 이소알파산은 맥주의 주재료인 호프에 포함돼 맥주 특유의 쓴 맛을 만들어 낸다. 도형의 형태를 인지하고 반응하는 시간을 측정한 결과 이소알파산을 투여한 쥐가 그렇지 않은 쥐에 비해 9.5배 가량 좋은 것으로 나타났다. 이와 함께 이소알파산을 투여한 쥐에서는 치매의 원인으로 알려진 단백질 ‘베타 아미로이드’를 없애는 세포가 활성화돼 베타아밀로이드가 절반 가량 사라진 것으로 확인됐다. 연구팀은 이소알파산을 투여한 생쥐의 뇌를 자기공명영상장치(MRI)로 촬영했더니 치매에 걸리면 과잉반응을 하는 해마가 거의 정상 상태로 돌아온 것으로도 확인됐다. 해마는 뇌에서 기억을 제어하는 중요한 부분이다. 연구를 주도한 나카지마 히로유키 도쿄대 수의병리학 교수는 “동물을 대상으로 한 실험이기 때문에 사람에게도 적용될 것이라고 보기는 어렵겠지만 식품 섭취만으로도 치매 개선이 가능할 것이라는 가능성을 확인하는 계기가 됐다”고 설명했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr