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  • [달콤한 사이언스] ‘뇌’ 투명하게 만들어 관찰하는 기술 나왔다

    생쥐의 뇌를 투명하게 만들어 뇌 속을 자세히 관찰할 수 있는 방법이 나왔다. 뇌 신경세포 연결 상태를 한눈에 볼 수 있기 때문에 뇌의 설계도라고 할 수 있는 ‘뇌지도’를 더 빠르고 자세하게 만들 수 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 의공학과 정광훈 교수와 연세대 의대 부설 강남세브란스병원 신경외과 박정윤 교수가 참여한 공동 연구진은 뇌를 투명하게 만들어 그 안에 있는 신경세포의 3차원 연결망을 하나하나 볼 수 있는 기술을 개발했다. 이는 2013년 정 교수가 ‘네이처’에 발표한 기술보다 한 단계 더 업그레이드된 것이다. 연구진은 고농도의 하이드로젤을 생쥐의 뇌에 주입했다. 뇌 신경세포의 단백질과 DNA가 하이드로젤에 달라붙으면 전류를 흘려 세포막을 이루는 지방을 제거해 투명하게 만들었다. 하이드로젤은 저농도일 땐 지방만 제거하지만 고농도라면 지방을 없애면서 뇌를 균일하게 부풀어 오르게 해 실제보다 4배나 크게 만든다. 정 교수는 “이번 연구는 뇌 안의 단백질, 세포 속 미세구조, 세포 간 연결 상태를 보존하면서 뇌를 크게 만드는 방법을 찾아낸 것”이라며 “기존에는 건물과 건물 사이 큰 도로만 볼 수 있었다면 이번 기술은 건물 안 구조뿐만 아니라 각 방에 어떤 가구가 있는지까지 알 수 있게 한다”고 말했다. 이 연구 결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 25일자에 담겼다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “숲길 걸으니 五感 회복”… 상처받은 도시 영혼들의 ‘힐링 로드’

    “숲길 걸으니 五感 회복”… 상처받은 도시 영혼들의 ‘힐링 로드’

    서울신문이 국내에서 처음 개최하는 ‘2016 코리아 포레스트런(KOREA FOREST RUN)’ 대회의 2번째 장소인 경기 양평의 산음자연휴양림은 국내 산림치유의 메카와 같은 상징적인 곳이다. 국내에서 개발된 치유 프로그램은 산음에서 검증을 거친 뒤 전국 치유의 숲에 정식 배포된다. 지난해 휴양림 방문객 9만 9088명의 70.0%인 6만 9362명이 치유 프로그램을 이용할 정도로 널리 알려져 있다. 2009년 문을 연 치유의 숲은 건강증진센터와 1.5㎞의 치유 숲길, 맨발체험로, 자연치유정원 등으로 조성돼 있다. 기온이 32도까지 오른 지난 19일 용문산 북쪽 산음 치유의 숲에서 만난 이순덕 산림치유지도사는 “숲속의 온도는 바깥과 비교해 2도 정도 낮고 산소는 2% 정도 많다”며 “통상 산소량이 0.5% 이상 차이가 나면 신선함을 느끼게 된다”고 소개했다. 이날 오후 1시 30분부터 시작된 산림치유 프로그램에는 서울 신상중 교사 38명이 참가했다. 방학을 맞아 워크숍 겸 힐링을 위해 ‘차오름숲’ 프로그램을 신청했다. 중년을 위한 치유 프로그램인 차오름숲은 2시간 동안 산림치유지도사의 지도를 받으며 진행된다. 이들은 눈을 감고 숲길을 걸으며 오감을 깨우는 활동과 맨발로 걷기, 참나무·잣나무숲에서 산림욕체조, 명상과 몸 만나기, 하늘경 보고 걷기 등을 차례로 체험했다. 이정환 신상중 교무부장은 “이전에 산림치유를 받아봤는데 정신뿐 아니라 신체적으로도 좋은 느낌이었다”며 “한 학기 동안 아이들과 지내느라 스트레스를 받은 선생님들이 자연에서 힐링을 하고 돌아가 활기찬 새 학기를 준비하자는 취지로 참여하게 됐다”고 말했다. 그는 “자체 평가를 통해 반응이 좋으면 지속적으로 참가할 생각”이라고 밝혔다. ●전문 자격 산림치유지도사가 운영 국유림에서 진행되는 산림치유는 자격을 갖춘 산림치유지도사의 지도 아래 진행되며, 모든 프로그램이 무료다. 산음 휴양림에는 1급 1명과 2급 4명 등 5명의 산림치유지도사가 배치돼 있다. 치유 프로그램은 휴양림 방문객을 대상으로 매일 2차례 진행하는 산음숲과 20~30대 직장인을 위한 해오름숲, 중년 대상의 차오름숲, 고령자를 위한 정다움숲으로 나뉜다. 여기에 임산부·청소년 등을 위한 특화프로그램인 나눔의숲, 스트레스 직군 등을 대상으로 한 기획프로그램인 회복의숲 등 모두 6개가 운영된다. 매일 오전 10시 30분과 오후 2시 30분에 진행되는 산음숲은 예약 없이 참여할 수 있다. 나머지 5개 프로그램은 예약이 필수며 하루 2회 진행한다. 운영시간은 오전 10시와 오후 2시, 참가인원은 15명 안팎으로 규정하고 있지만 단체 체험의 경우 시간을 조정할 수 있고, 참석인원 제한도 두지 않는다. 7월 15일부터 8월 24일까지 여름 성수기에는 휴양림 휴무일인 화요일에도 프로그램을 진행한다. 이 치유지도사는 “치유 프로그램 참가자로는 50대 중년 여성이 가장 많고, 재참가율이 상대적으로 높다”며 “최근에는 교사 등 스트레스를 많이 받는 직업군의 신청이 증가하는 추세”라고 말했다. ●산림치유는 치료가 아닌 질병 예방 목적 산림치유는 경관·소리·피톤치드·음이온 등 산림 내 다양한 환경 요소를 활용해 인체 면역력을 높이고 신체적·정신적 건강을 회복시키는 활동이다. 병원에서 진행하는 치료와 구별되고 산림욕 등 휴식·휴양보다는 발전된 개념이다. 숲은 우리 주위에 가까이 있어 누구나 쉽게 찾아갈 수 있고, 경제적으로 건강 유지 및 증진을 위해 효율적으로 이용할 수 있다. 산림청은 산림치유 프로그램에 대해 “부작용이 없는 ‘치료약’ 역할을 하고 대가를 지불하지 않아도 되는 ‘보약’이며, 모든 사람을 받아주는 ‘종합병원’”이라고 소개한다. 산림치유 전문가이기도 한 신원섭 산림청장은 “인간은 오랜 기간 숲에서 생활해 오면서 숲 생활에 알맞은 생리·심리적 코드를 지니고 있기 때문에 도시에서의 생활은 육체적, 심리적으로 부담을 준다”면서 “현대인이 겪는 스트레스는 도시 생활에 부적합하기에 일어나는 갈등”이라고 정의했다. 숲에 들어가면 마음이 편안해지고 행복감과 활력을 느끼는 것과 일맥상통한다는 설명이다. 국내에서 산림치유는 10여년 전 체계화되기 시작했다. 전문기관에 위탁해 계층별 특성을 반영한 ‘7종 13식’의 생애주기별 산림치유 프로그램이 만들어져 2014년 보급되면서다. 그전에는 주로 치유사의 개인 지식에 의존해 전문성이 떨어지고 연계성도 갖춰지지 않는 등 주먹구구식으로 운영됐다. 특히 올해부터는 치유사의 전문성과 치유의 숲 특성을 반영한 프로그램이 일부 운영되고 있다. 치유 효과는 의학적 검증을 거쳐 발표되는데, 여기에는 숲에서의 활동 후 느끼는 신체 변화가 반영된다. 숲길 2㎞를 30분간 걸으면 긴장·우울·분노·피로 등 부정적 감정은 감소하고 지식 획득 및 사용 방법인 인지능력은 향상되는 것으로 나타났다. 뇌에서 발생되는 알파(α)파도 증가해 심리적 안정을 회복하는 효과도 있다. 숲에서 운동한 그룹을 조사한 결과 혈관질환 등 성인병을 일으키는 중성지방·글루코스는 감소하고, 동맥경화를 예방하는 HDL-C, 노화를 억제하는 항산화효소, 면역력 향상 및 항암·노화를 지연시키는 멜라토닌은 증가했다. 또 중년여성을 대상으로 숲과 실내에서 10주간 동일한 강도의 운동을 실행한 결과 숲에서의 운동이 훨씬 건강에 도움이 된다는 연구 결과가 나온 바 있다. 교육직 공무원 299명을 대상으로 실시한 조사에서는 근무처나 거주지가 숲에 인접했거나 숲을 자주 이용하는 사람의 직무만족도가 높고 직무스트레스는 상대적으로 낮게 평가됐다는 결과가 나오기도 했다. 임영석 산림청 산림휴양치유과장은 “내년까지 아토피 등 환경성 질환과 고혈압 등 생활습관성 질환에 대한 숲 치유 효과 연구를 진행할 계획”이라며 “등산 활동에 따른 연간 의료비 절감액이 2조 8000억원 규모로 추산되는데, 특히 숲 치유는 의료비 지출을 줄일 수 있는 효과적이고 현실적인 정책 대안”이라고 강조했다. ●진화하는 산림치유 그동안 국유림 3곳과 공유림 2곳에 불과했던 치유의 숲이 올 들어 대폭 늘어날 전망이다. 올해 개장되거나 개장될 예정인 치유의 숲은 대관령·양평 등 국유림 2곳과 가평·서귀포 등 공유림 2곳이다. 산림청은 인프라가 늘어나는 만큼 치유 프로그램의 전문성과 내실화를 확충하고, 산림복지분야 일자리 창출에도 나선다는 계획이다. 인프라 구축과 관리는 산림청이 전담하고, 프로그램 운영은 지난 4월 설립된 한국산림복지진흥원이 맡는다. 치유의 숲 주변에 있는 병원이나 산림교육센터 등과 연계해 산촌형이나 힐링관광형 같은 차별화된 프로그램도 추가한다. 치유 프로그램이 천편일률적으로 흐르지 않도록 질적·양적 개선을 통해 일부 유료화를 시도하는 방안도 검토하고 있다. 지난 3월 현재 자격을 취득한 치유사는 1급 71명을 포함해 494명에 이르기 때문에 유료화를 위한 전문인력은 확보돼 있다는 판단이다. 산림청이 장성과 청태산에서 8월쯤 유료화 시범 운영을 시작하고, 하반기에는 양평 숲속수련장을 산림치유전문업체인 ‘숲이좋아’에 임대, 운영할 계획도 갖고 있다. 유료화 시범 운영의 경우, 비용은 시간당 5000원으로 책정된 것으로 알려졌다. 숲에 대한 연구도 본격화된다. 산림욕에 가장 좋은 시간은 오전 11시~오후 1시로 알려져 있지만, 정작 숲에서 피톤치드 발생량이 가장 많은 시간은 일몰 때로 파악됐다. 어떤 수종이 피톤치드를 더 많이 배출하는지에 대한 연구에도 착수할 계획이다. 산림치유 전문가인 A씨는 “그동안은 산림의 일반적 건강증진 효과를 밝히는 데 주력했는데 숲 치유가 진일보하기 위해서는 장기적인 효과 검증을 통해 개인에 맞는 진단과 처방을 제시하는 방향으로 나아가야 한다”며 “신체적인 약자는 실내에서도 치유 활동을 할 수 있도록 과학에 기반한 구체적이고 실천적인 프로그램 마련이 필요하다”고 조언했다. 한편, 올해 서울신문 코리아 포레스트런은 다음달 20~21일 영주 대회를 시작으로 10월 경기 양평 산음자연휴양림, 11월 강원 횡성 숲체원에서 모두 3차례 열린다. 양평 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr
  • “시나몬, 학습능력과 기억력 올리는데 효과 좋다”

    “시나몬, 학습능력과 기억력 올리는데 효과 좋다”

    공부하는 머리가 떨어지는 사람이 있다면 시나몬을 즐겨먹는 것이 좋을 것 같다. 최근 미국 러시대학 메디컬센터 연구팀은 시나몬 섭취가 학습능력을 증진시켜 준다는 연구결과를 발표했다. 우리에게는 주로 커피 위에 올려먹는 것으로 잘 알려진 시나몬은 흔히 계피로 오인되지만 둘은 엄연히 다르다. 계피는 육계나무에서, 시나몬은 계수나무에서 채취하는 것으로 서로 종(種)이 다르지만 속(属)이 녹나무속(Cinnamomum)으로 같아 이같은 혼동이 생겼다. 이에 서구에서는 계피를 '중국 시나몬'(Chinese Cinnamon)으로, 시나몬을 ‘실론 시나몬’(Ceylon Cinnamon)으로 칭한다. 이번 연구팀의 실험 대상은 쥐로, 시나몬을 먹기 전과 한 달 간 먹은 후 미로찾기 테스트를 실시했다. 그 결과 미로에서 헤매던 쥐가 시나몬을 먹은 후에는 탈출하는 시간이 과거보다 절반으로 줄어든 것으로 나타났다. 이에 반해 원래부터 길을 잘 찾던 쥐의 경우에는 시나몬 섭취가 별 영향을 미치지 않았다. 그렇다면 왜 시나몬이 학습능력 향상에 도움을 주는 것일까? 연구팀은 그 열쇠를 뇌 속 해마의 단백질인 CREB에서 찾았다. CREB은 학습·기억능력 등과 관련된 특정 유전자들을 통제하는데 시나몬의 성분이 CREB를 자극시켜 활성화시킨다고 보는 것이다. 연구를 이끈 칼리파다 파한 교수는 "시나몬을 먹는 것이 학습능력을 올리는데 있어 가장 쉽고 안전한 방법일 수 있다"면서 "실제 사람에게도 적용이 가능한지는 추가적인 연구가 필요하다"고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 죽음 직전 보이는 ‘하얀 터널’의 진실

    [와우! 과학] 죽음 직전 보이는 ‘하얀 터널’의 진실

    죽음 직전에서 죽음에 가까운 상태 즉 임사(臨死·near death)체험을 하거나 사후세계를 경험하는 것은 흔치 않은 일이다. 하지만 지금 이 순간에도 누군가는 불시에 죽음을 느꼈다 다시 현실로 돌아오는 독특한 경험을 하고 있을 지 모르며 이러한 현상은 꾸준히 학계의 관심을 끌어왔다. 벨기에 리에주대학 경학자인 스티븐 로레이스는 전 세계에서 사후세계 혹은 근사 체험 경험이 있다고 주장하는 400명의 사람들을 대상으로 조사를 실시했다. 이중 한 여성은 임신기간 중 갑작스러운 혼수상태에 빠졌다 깨어났는데, 그녀는 혼수상태에 빠져있던 시간 동안 과거에 사랑했지만 먼저 사망했던 한 남성과 재회에 성공했다고 주장했다. 그녀는 “내가 만난 그 남성은 비행기 사고로 이미 세상을 떠났는데, 혼수상태에 빠져 있는 동안 매우 밝은 파란 하늘과 빛이 뿜어져 나오는 곳에서 그와 재회할 수 있었다”고 주장했다. 이밖에도 조사에 응한 사람들은 자신의 영혼이 육신 위에 떠 있는 모습을 직접 목격하거나 매우 밝은 빛에 몸이 빨려 들어가는 듯한 경험이 사후세계 경험 혹은 임사체험과 연관이 있다고 믿는 것으로 나타났다. 로레이스 박사에 따르면 심장마비 환자 5명 중 1명은 임사체험 경험이 있으며, 크고 밝은 터널을 보거나 영혼이 육신을 떠나는 유체이탈, 눈앞에서 자신의 일생이 필름처럼 빠르게 흘러가는 현상 등을 겪었다. 뿐만 아니라 이러한 임사체험은 반드시 죽음을 목전에 두었을 때에만 가능한 것이 아니다. 실험에 참가한 한 조종사는 비행기를 조종하던 와중에 갑작스럽게 자신이 비행기 밖에 있거나 비행기와 함께 날아가는 느낌을 경험했으며, 한 산악전문가는 높은 산에 올랐을 때 자신의 육신과 영혼이 분리되는 경험을 했다고 주장했다. 이러한 사례를 근거로, 로레이스 박사는 임사체험이 단순한 착각이 아닌, 분명한 원인에 근거한 신체적 반응으로 볼 수 있다고 설명한다. 예컨대 신체가 죽음 직전의 극한 위험에 놓이고 갑작스럽게 체내 혈류 공급에 변화가 생기면 뇌에 공급되는 산소량이 달라지면서 임사체험이 가능하다는 것. 때문에 뇌로 전달되는 산소량에 변화를 가할 수 있는 과호흡 및 특정한 자세를 취하는 방식을 통해, 인위적으로 임사체험을 할 수 있는 방법을 찾을 수 있다고 설명했다. 로레이스 박사는 “뇌의 특정 부분, 즉 측두엽과 두정엽이 만나는 부위인 측두정엽(temporal parietal junction)이 임사체험 시 가장 활발하게 반응하는 뇌 부위이며, 과학 기술과 뇌 스캐닝 기술 등을 이용하면 임사체험을 유발하는 더욱 명확한 과학적 원인을 찾을 수 있을 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 영국 시간으로 오는 19일, 내셔널지오그래픽 채널에서 방영되는 다큐멘터리 프로그램을 통해 소개될 예정이다. 사진=ⓒtls85 / 포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [건강을 부탁해] 다이어트-요요 반복, 치매 위험 높여 (연구)

    [건강을 부탁해] 다이어트-요요 반복, 치매 위험 높여 (연구)

    다이어트로 살을 뺐다가 다시 급격하게 살이 찌는 요요현상이 반복될 경우 치매에 걸릴 위험이 높아진다는 연구결과가 나왔다. 네덜란드 레이덴대학교 연구진이 네덜란드와 아일랜드, 스코틀랜드의 70~82세 4428명을 대상으로 저밀도 지단백 콜레스테롤(이하 LDL 콜레스테롤)의 변화 폭을 조사했다. LDL 콜레스테롤은 간에서 만들어져 우리 몸의 부족한 곳으로 옮겨지는 콜레스테롤이다. 이것이 많아지면 혈관이 좁아져 동맥경화증에 걸릴 수 있으며 인지능력에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 콜레스테롤 수치나 변동 폭은 당뇨나 혈관질환 등에 따라 달라지는데, LDL 콜레스테롤은 지방 또는 당분이 다량 함유된 음식을 통해서도 많아질 수 있다. 즉 지방과 당분 섭취를 줄이는 다이어트 기간에는 LDL 콜레스테롤 수치가 낮아지는 반면, 다시 살이 찌는 요요기간에는 LDL 콜레스테롤 수치가 높아질 수 있다는 것이다. 연구진은 실험 참가자들을 대상으로 LDL 콜레스테롤 최저수치와 최고수치의 변화 폭 및 인지능력간의 관계를 알아보기 위한 테스트를 실시했다. 일명 ‘잉크테스트’로, 붉은색 잉크로 쓴 ‘파랑’이라는 글자를 본 뒤 해당 글자가 무슨 색으로 쓰여진 것인지를 대답하는 테스트다. 분석 결과 실험 참가자들의 LDL 콜레스테롤 변화 폭이 가장 클 때, 변화 폭이 가장 적을 때보다 해당 테스트의 정답이 나오는데 걸리는 시간이 평균 2.7초 더 길었다. 3종류의 또 다른 인지능력 테스트에서도 LDL 콜레스테롤 수치가 가장 크게 변화할 때, 인지능력 테스트 점수가 가장 낮았다. 뿐만 아니라 LDL 콜레스테롤 변화 폭이 가장 컸을 때에는 뇌로 공급되는 혈류량이 평소보다 떨어지는 것을 확인했다. 미국심장협회(American Heart Association)에서는 뇌로 공급되는 혈액량이 줄어들 경우 기억력 저하를 유발할 수 있으며, 더 나아가 치매에 노출될 위험이 더욱 높아진다고 설명한다. 또 뇌로 공급되는 혈류량이 저하될 경우 협심증과 심근경색 등을 유발하는 내피세포 기능부전(endothelial dysfunction)에 걸릴 위험도 높아지는 것으로 알려져 있다. 연구진은 LDL 콜레스테롤이 다이어트 및 요요 현상과도 밀접한 연관이 있다는 점에서, 지나친 다이어트와 요요 현상의 반복이 LDL 콜레스테롤 수치 변화뿐만 아니라 치매 등으로도 연결될 수 있다고 경고했다. 로엘로프 스미츠 레이덴대학교 교수는 “이번 연구는 LDL 콜레스테롤의 평균 수치가 뇌 건강 뿐만 아니라 심장 등 다른 기관에도 영향을 미친다는 사실을 최초로 입증한 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국심장협회가 발행하는 ‘순환기저널’(Circulation journal) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒunderdogstudios / 포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 뇌 오류 고칠 표준설계도 만든 셈…알츠하이머·파킨슨병 정복 ‘성큼’

    뇌 오류 고칠 표준설계도 만든 셈…알츠하이머·파킨슨병 정복 ‘성큼’

    fMRI 영상 활용·알고리즘 적용 기존 뇌지도 비해 두배 이상 정밀 새로운 형태 AI개발 큰 도움 기대 여전히 인류가 개척해야 할 미지의 영역으로 남아 있는 두뇌 연구가 한 단계 도약할 발판이 마련됐다. 미국과 영국, 네덜란드 공동연구진이 180개 영역으로 이뤄진 인간의 대뇌피질 지도를 완성한 것은 알츠하이머와 같은 뇌 질환을 극복하는 데 있어서 향후 연구의 방향을 제시해 주는 일종의 표준설계도를 작성했다는 의미를 지닌다. 대뇌의 겉표면 부위인 대뇌피질은 감각과 언어, 사고, 인지, 행동 등에 중요한 기능을 담당한다. 사실상 인간을 인간이게 하는 부위인 셈이다. 이 부분에 이상이 생기면 뇌전증, 뇌성마비, 치매, 뇌경색 등의 증상으로 나타난다. 많은 연구 발전에도 불구하고 지금까지 대뇌피질의 영역별 역할에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않았다. 대뇌피질의 역할을 알기 위해서는 무엇보다 기능별 영역을 정확히 구분하는 것이 우선돼야 하며 이를 위해 세밀하고 정교한 뇌지도를 구축하는 일이 중요하다. 컴퓨터 서버가 외부로부터 공격을 받으면 네트워크 지도를 보고 복구 계획을 세우고 전자제품이 고장 나면 회로도를 보고 고치는 것처럼 정밀한 뇌지도는 뇌에서 발생하는 각종 오류를 고칠 수 있는 일종의 ‘표준 설계도’ 역할을 하게 되는 것이다. 예를 들어 우울증 환자의 경우 지금은 항우울제 같은 약물이나 뇌자극으로 치료를 시도하지만 증상이 완전히 사라지지 않는다. 그렇지만 정밀한 뇌지도가 있으면 우울증 환자 뇌의 어떤 부위가 이상이 있는지 직접 눈으로 보고 해당 부위에 전기자극을 주든가 줄기세포를 삽입하는 등의 치료를 통해 완치로 나가게 되는 것이다. 실제로 많은 전문가들은 앞으로 나오는 알츠하이머 치매, 파킨슨병, 자폐증, 조현병, 우울증 등 난치성 뇌질환 치료법 대부분이 뇌지도를 기반으로 할 것이라고 내다보고 있다. 또 정밀한 뇌지도는 기존의 딥러닝 같은 기계학습 알고리즘의 발전에도 도움을 줘 새로운 형태의 인공지능(AI)과 로봇시스템 개발에도 큰 역할을 할 것으로 예상된다. 이 때문에 미국뿐만 아니라 유럽연합(EU)과 일본 등도 뇌지도 작성 연구에 뛰어든 상태다. EU는 스위스 로잔연방공대가 중심이 된 휴먼 브레인 프로젝트를 통해 2022년까지 1조 8000억원의 연구비를 투입해 쥐와 사람의 뇌 구조 및 기능을 분자 수준에서 시뮬레이션한다는 연구목표를 세웠다. 이웃 일본에서는 2014년 게이오대와 도쿄대, 이화학연구소를 중심으로 영장류인 비단원숭이의 뇌영상 확보 및 뇌지도를 그리는 ‘브레인·마인드 프로젝트’를 시작했다. 우리나라도 지난 5월 한국뇌연구원을 중심으로 2030년까지 특정 기능에 특화된 뇌지도를 구축하겠다고 선언했다. 20일 네이처지에 발표된 뇌지도는 대뇌피질을 180개 영역으로 나눠 기존 뇌지도에 비해 두 배 이상 정밀한 구조를 갖추고 있다. 연구진은 뇌의 크기와 형태 등 개인차로 발생할 수 있는 오류를 없애고 정확한 뇌지도를 만들기 위해 불명확한 이미지 데이터를 제거하는 알고리즘을 개발해 적용함으로써 표준 뇌지도를 만드는 데 성공했다. 데이비드 반 에센 워싱턴대 교수는 “이번에 구축한 대뇌피질 영역 뇌지도의 일부 영역은 더 세분화되거나 다른 영역에 속한 부분일 가능성도 여전히 존재하는 만큼 대뇌피질 지도도 계속 진화할 것”이라고 말했다. 라종철 한국뇌연구원 책임연구원은 “이번에 국제공동연구진이 보다 세밀하고 정확한 뇌지도를 완성할 수 있었던 것은 기존에는 활용하지 않았던 뇌 표면의 얇은 막인 미엘린 함량과 뇌가 휴식을 취하고 있을 때의 fMRI 영상을 종합적으로 활용했고 개인차를 줄일 수 있는 컴퓨터 알고리즘을 적용했기 때문”이라고 설명했다. 라 책임연구원은 “네이처에 발표된 뇌지도가 대뇌피질 전체를 다루고 있다면 현재 한국뇌연구원을 중심으로 국내에서 이뤄지는 연구는 감각의 융합이나 판단과 같은 인지기능에 관여하는 부위의 뇌지도를 구축하는 것”이라며 “이번에 발표된 뇌지도가 우리나라를 ‘시’나 ‘도’ 크기로 표시한 것이라고 한다면 우리가 추진하고 있는 뇌지도는 골목길까지 자세히 나와 있는 지도 수준”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 대뇌피질 180곳 ‘뇌지도’ 완성…뇌·정신질환 치료에 새 전기

    사람의 오감(五感)과 운동 기능은 물론 언어와 판단 같은 고차원 사고 기능까지 담당하는 대뇌피질의 구조와 기능을 한눈에 볼 수 있는 자세한 뇌지도가 나왔다. 특히 기존에 알려지지 않았던 뇌 부위가 밝혀짐에 따라 알츠하이머 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환은 물론 자폐증, 우울증 등 정신질환 치료에도 큰 진전을 이룰 전망이다. 미국 워싱턴대 의대, 미네소타대, 영국 옥스퍼드대, 임페리얼칼리지, 네덜란드 라드바우트대 의대 연구자가 참여한 국제공동연구진은 수년의 연구 끝에 그동안 기능이 확인되지 않았던 대뇌피질 97개 영역의 기능을 규명, 기존 83개 영역에 더해 모두 180개 영역으로 이뤄진 대뇌피질 뇌지도를 완성했다. 미국국립보건원(NIH)에서 지원하는 휴먼 커넥톰 프로젝트(HCP)의 일환으로 진행된 이번 연구결과는 세계적인 과학저널인 ‘네이처’ 20일자에 발표됐다. 연구진은 210명의 건강한 성인 남녀를 대상으로 기능성자기공명영상(fMRI) 기술을 이용해 뇌가 쉬고 있을 때와 활발히 움직일 때를 찍어 데이터를 확보했다. 또 대뇌피질의 두께, 대뇌 표면을 얇게 둘러싸고 있는 막 형태의 미엘린의 함량도 분석했다. 이런 데이터들을 종합적으로 분석한 결과 연구진은 대뇌피질이 180개 영역으로 구분된다는 것을 밝혀냈다. 특히 83개 영역은 이미 기능들이 알려졌던 것들이지만 97개 영역은 기존 뇌지도에는 나오지 않았던 ‘미지의 공간’이었다. 데이비드 반 에센 워싱턴대 신경과학과 교수는 “지금까지 뇌연구가 성능이 좋지 않은 망원경으로 겨우 하늘을 바라본 것이라면 이번 연구는 우수한 광학기술을 확보해 우주를 관찰하게 됐다는 것으로 볼 수 있다”며 “이번 연구를 통해 뇌가 어떤 방식으로 작동하고 각각의 영역이 뇌 관련 질환에 어떤 영향을 미치는지에 대해 잘 알 수 있을 것”이라고 설명했다. 한편 NIH가 3850만 달러(약 432억원) 규모의 연구비를 지원하는 HCP는 2009년부터 진행되고 있다. 네트워크 이론을 바탕으로 뇌를 구성한 다양한 영역의 구조를 밝혀내는 것이 HCP의 핵심 목표다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 매운 음식 뒤에는 ‘○○’가 최고 (연구)

    매운 음식 뒤에는 ‘○○’가 최고 (연구)

    자극적인 매운맛의 음식은 잠시나마 정신적 스트레스를 완화하는데 도움이 되는 동시에 혀에 강렬한 ‘통증’을 남기기 마련이다. 이때 입안을 강타한 매운 맛을 없애기 위해 물부터 과일맛 주스까지 다양한 음료가 동원된다. 하지만 최근 해외 전문가들은 매운 맛을 가시게 하는 데에는 ‘이것’이 가장 효과적이라고 주장해 눈길을 끌고 있다. 뉴멕시코주립대학의 칠리페퍼연구소에 따르면 매운 고추에는 캡사이신이라는 매운맛을 내는 화학적 성분이 포함돼 있다. 매운 고추를 베어 물었을 때 캡사이신이 입과 혀 안에 있는 감각수용기를 자극하고, 이 신경학전 신호는 곧 뇌에서 매운맛을 느끼는 부위로 전달된다. 매운맛을 즐기는 사람들은 혀나 입 안에서 타는 듯한 매운 맛을 느끼기 시작할 때 물이나 차가운 알코올 성 음료를 먹곤 하는데, 전문가들은 이러한 방법이 입 안 곳곳에 묻어있는 캡사이신을 약간 씻어내는 역할만 할 뿐, 실제로 매운맛을 가시게 하지는 못한다고 설명한다. 연구진이 제시한 가장 효과적인 방법은 우유 등을 포함한 유제품을 먹는 것이다. 연구진은 실험을 통해 유제품에 포함된 단백질이 입 안에서 고추의 매운 맛을 대체해 즉각적인 효과를 가져다준다는 사실을 알게 됐다. 연구를 이끈 폴 보스랜드 칠리페퍼 연구소 소장은 “우유에는 다량의 단백질이 포함돼 있으며, 이는 혀의 감각 수용기에 남아있는 캡사이신 성분을 가장 빨리 대체해 매운 맛을 가시게 하는데 효과적”이라고 설명했다. 이어 “탄수화물 역시 매운 맛을 완화하는데 효과가 있다. 물이나 알코올이 포함된 음료 보다는 탄수화물이 효과적인 것은 사실이지만 단백질 만큼의 빠른 효과를 가져다주지는 못한다”고 덧붙였다. 한편 1만 5000년 전부터 인류의 식탁에 올라 온 고추는 암과 심장질환, 호흡기 질환 등의 위험을 낮춰주며, 특히 캡사이신은 항산화성분과 노화방지성분, 항암성분 등을 다량 함유한 ‘착한 식품’으로 알려져 있다. 사진=ⓒmnimage / 포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 다이어트-요요 반복, 치매 위험 높아진다 (연구)

    다이어트-요요 반복, 치매 위험 높아진다 (연구)

    다이어트로 살을 뺐다가 다시 급격하게 살이 찌는 요요현상이 반복될 경우 치매에 걸릴 위험이 높아진다는 연구결과가 나왔다. 네덜란드 레이덴대학교 연구진이 네덜란드와 아일랜드, 스코틀랜드의 70~82세 4428명을 대상으로 저밀도 지단백 콜레스테롤(이하 LDL 콜레스테롤)의 변화 폭을 조사했다. LDL 콜레스테롤은 간에서 만들어져 우리 몸의 부족한 곳으로 옮겨지는 콜레스테롤이다. 이것이 많아지면 혈관이 좁아져 동맥경화증에 걸릴 수 있으며 인지능력에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 콜레스테롤 수치나 변동 폭은 당뇨나 혈관질환 등에 따라 달라지는데, LDL 콜레스테롤은 지방 또는 당분이 다량 함유된 음식을 통해서도 많아질 수 있다. 즉 지방과 당분 섭취를 줄이는 다이어트 기간에는 LDL 콜레스테롤 수치가 낮아지는 반면, 다시 살이 찌는 요요기간에는 LDL 콜레스테롤 수치가 높아질 수 있다는 것이다. 연구진은 실험 참가자들을 대상으로 LDL 콜레스테롤 최저수치와 최고수치의 변화 폭 및 인지능력간의 관계를 알아보기 위한 테스트를 실시했다. 일명 ‘잉크테스트’로, 붉은색 잉크로 쓴 ‘파랑’이라는 글자를 본 뒤 해당 글자가 무슨 색으로 쓰여진 것인지를 대답하는 테스트다. 분석 결과 실험 참가자들의 LDL 콜레스테롤 변화 폭이 가장 클 때, 변화 폭이 가장 적을 때보다 해당 테스트의 정답이 나오는데 걸리는 시간이 평균 2.7초 더 길었다. 3종류의 또 다른 인지능력 테스트에서도 LDL 콜레스테롤 수치가 가장 크게 변화할 때, 인지능력 테스트 점수가 가장 낮았다. 뿐만 아니라 LDL 콜레스테롤 변화 폭이 가장 컸을 때에는 뇌로 공급되는 혈류량이 평소보다 떨어지는 것을 확인했다. 미국심장협회(American Heart Association)에서는 뇌로 공급되는 혈액량이 줄어들 경우 기억력 저하를 유발할 수 있으며, 더 나아가 치매에 노출될 위험이 더욱 높아진다고 설명한다. 또 뇌로 공급되는 혈류량이 저하될 경우 협심증과 심근경색 등을 유발하는 내피세포 기능부전(endothelial dysfunction)에 걸릴 위험도 높아지는 것으로 알려져 있다. 연구진은 LDL 콜레스테롤이 다이어트 및 요요 현상과도 밀접한 연관이 있다는 점에서, 지나친 다이어트와 요요 현상의 반복이 LDL 콜레스테롤 수치 변화뿐만 아니라 치매 등으로도 연결될 수 있다고 경고했다. 로엘로프 스미츠 레이덴대학교 교수는 “이번 연구는 LDL 콜레스테롤의 평균 수치가 뇌 건강 뿐만 아니라 심장 등 다른 기관에도 영향을 미친다는 사실을 최초로 입증한 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국심장협회가 발행하는 ‘순환기저널’(Circulation journal) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒunderdogstudios / 포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [사이언스 톡톡] ‘빛 공해’ 암·심혈관 이상까지 부른다

    [사이언스 톡톡] ‘빛 공해’ 암·심혈관 이상까지 부른다

    반갑네, 난 ‘멘로파크의 마법사’ 토머스 에디슨(1847~1931)일세. 1000여건이 넘는 발명과 제품 개선 때문에 흔히 ‘발명왕’이라고 부르지. 오늘은 나에게 가장 큰 영광과 함께 몰락을 가져다 준 인공조명에 대해 얘기해 보려고 하네.인공조명은 18세기 중엽 유럽에서 산업이 발달하면서 대량 생산을 위해 밤에도 공장을 가동해야 하는 필요성 때문에 생겼지. 처음 등장한 것은 가스등이었는데 불빛이 그리 밝지 않고 자칫 가스폭발로 이어질 가능성이 커서 새로운 조명이 필요했지. 그러던 중 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비 경이 탄소에 전류를 흘리면 빛이 발생한다는 사실을 발견하고 아크등을 만들었어. 빛이 강해 공장에서 쓰기는 좋지만 가정에서까지 활용하기엔 무리가 있었지. 그래서 나는 집에서도 쓸 수 있는 안전한 인공조명 개발에 집중했어. 마침내 1879년 유난히 눈이 많이 내리던 12월 3일 미국 뉴저지에 있는 멘로파크 연구소에서 백열전구가 처음 빛을 내도록 하는 데 성공했어. 진공의 유리구 속에 실을 태운 필라멘트를 이용해 전류를 흘려 빛을 내도록 한 거야. 10시간을 못 갈 것이라고 예상했는데 40시간이나 지속하는 데 성공했지. ●신체적 건강·노화 속도 빨라져 독일의 역사학자 에밀 루트비히는 내 전구 발명 소식을 듣고 “프로테메우스가 불을 인간에게 가져다준 이후 인류는 두 번째 불을 얻게 됐다”고 평가했다더군. 백열전구의 대중화를 위해 에디슨전기회사(제너럴 일렉트릭의 전신)을 설립했지만 특허권을 둘러싼 소송으로 많은 경제적 손실을 보고 결국 내가 만든 회사에서 쫓겨나기까지 했지. 어쨌든 백열전구 이후 인공조명은 널리 보급돼 사람의 활동시간을 획기적으로 늘리는 데 크게 기여했지. 그런데 내가 미처 생각하지 못한 게 있었어. 야근이나 각종 야간생활로 인해 이런 인공조명에 지나치게 노출되면 신체적 건강은 물론 노화속도까지 빨라진다는 최신 연구결과를 보고 깜짝 놀랐지. 생물학 분야에서 저명한 국제학술지인 ‘커런트 바이올로지’ 15일자에 실린 네덜란드 레이던대 의대 연구진이 생쥐 실험을 통해 밝혀낸 사실이라는데 좀 충격적이네. 밝은 빛이 비추는 우리 속에서 24주 동안 생활한 생쥐의 생체시계는 24시간이 아닌 25.5시간으로 바뀌고 골밀도가 감소하고 뼈를 지탱해주는 골격근이 약화하는 한편 체내 만성 염증까지 생겼다더군. ●실험 쥐 골밀도 감소·만성 염증 생쥐들은 깨어 있는 동안에는 계속 밝은 빛에 노출되고 잠을 자는 동안에도 깨어 있을 때 빛의 7분의1 수준에 해당하는 빛에 지속적으로 노출시켰으니 사람이 빛에 노출되는 패턴과는 좀 다르다고 할 수 있겠지. 그렇지만 최근 대도시에는 밤새 켜 있는 네온사인과 개인이 사용하는 스마트폰이나 태블릿PC에서 나오는 블루라이트 등으로 24시간 빛에 노출된다고 볼 수도 있겠지. 사실 그동안 야간교대 근무가 잦은 사람에게 유방암이나 대사증후군, 골다공증 위험이 증가된다는 보고는 여러 차례 있었지만 뇌의 생체주기에 직접적인 영향을 미친다는 사실을 밝혀낸 것은 이번이 처음이라더군. 지난달 미국 의학협회 산하 ‘과학과 공중보건 위원회’는 인공광선이 암, 당뇨, 심혈관 질환의 발병 위험을 증가시킬 수 있는 만큼 인공광선의 노출을 줄이라는 권고를 내놓기도 했다지. 얼마 전 이탈리아, 독일, 미국, 이스라엘 국제공동연구진이 기초과학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스’에 발표한 ‘전 세계 빛 공해 실태’에서 한국은 ‘세계에서 가장 심각한 빛 공해 국가’라는 지적을 받았더군. 밤낮없이 부지런히 일하며 역동적인 삶을 사는 것도 좋겠지만 밤에는 불을 끄고 다음날을 위해 좀 쉬는 것도 좋지 않을까. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 죽음 직전에 보이는 ‘하얀터널’…과학으로 본 임사체험

    죽음 직전에 보이는 ‘하얀터널’…과학으로 본 임사체험

    죽음 직전에서 죽음에 가까운 상태 즉 임사(臨死·near death)체험을 하거나 사후세계를 경험하는 것은 흔치 않은 일이다. 하지만 지금 이 순간에도 누군가는 불시에 죽음을 느꼈다 다시 현실로 돌아오는 독특한 경험을 하고 있을 지 모르며 이러한 현상은 꾸준히 학계의 관심을 끌어왔다. 벨기에 리에주대학 경학자인 스티븐 로레이스는 전 세계에서 사후세계 혹은 근사 체험 경험이 있다고 주장하는 400명의 사람들을 대상으로 조사를 실시했다. 이중 한 여성은 임신기간 중 갑작스러운 혼수상태에 빠졌다 깨어났는데, 그녀는 혼수상태에 빠져있던 시간 동안 과거에 사랑했지만 먼저 사망했던 한 남성과 재회에 성공했다고 주장했다. 그녀는 “내가 만난 그 남성은 비행기 사고로 이미 세상을 떠났는데, 혼수상태에 빠져 있는 동안 매우 밝은 파란 하늘과 빛이 뿜어져 나오는 곳에서 그와 재회할 수 있었다”고 주장했다. 이밖에도 조사에 응한 사람들은 자신의 영혼이 육신 위에 떠 있는 모습을 직접 목격하거나 매우 밝은 빛에 몸이 빨려 들어가는 듯한 경험이 사후세계 경험 혹은 임사체험과 연관이 있다고 믿는 것으로 나타났다. 로레이스 박사에 따르면 심장마비 환자 5명 중 1명은 임사체험 경험이 있으며, 크고 밝은 터널을 보거나 영혼이 육신을 떠나는 유체이탈, 눈앞에서 자신의 일생이 필름처럼 빠르게 흘러가는 현상 등을 겪었다. 뿐만 아니라 이러한 임사체험은 반드시 죽음을 목전에 두었을 때에만 가능한 것이 아니다. 실험에 참가한 한 조종사는 비행기를 조종하던 와중에 갑작스럽게 자신이 비행기 밖에 있거나 비행기와 함께 날아가는 느낌을 경험했으며, 한 산악전문가는 높은 산에 올랐을 때 자신의 육신과 영혼이 분리되는 경험을 했다고 주장했다. 이러한 사례를 근거로, 로레이스 박사는 임사체험이 단순한 착각이 아닌, 분명한 원인에 근거한 신체적 반응으로 볼 수 있다고 설명한다. 예컨대 신체가 죽음 직전의 극한 위험에 놓이고 갑작스럽게 체내 혈류 공급에 변화가 생기면 뇌에 공급되는 산소량이 달라지면서 임사체험이 가능하다는 것. 때문에 뇌로 전달되는 산소량에 변화를 가할 수 있는 과호흡 및 특정한 자세를 취하는 방식을 통해, 인위적으로 임사체험을 할 수 있는 방법을 찾을 수 있다고 설명했다. 로레이스 박사는 “뇌의 특정 부분, 즉 측두엽과 두정엽이 만나는 부위인 측두정엽(temporal parietal junction)이 임사체험 시 가장 활발하게 반응하는 뇌 부위이며, 과학 기술과 뇌 스캐닝 기술 등을 이용하면 임사체험을 유발하는 더욱 명확한 과학적 원인을 찾을 수 있을 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 영국 시간으로 오는 19일, 내셔널지오그래픽 채널에서 방영되는 다큐멘터리 프로그램을 통해 소개될 예정이다. 사진=ⓒtls85 / 포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 진경준 현직 검사장 첫 구속 ‘檢 흑역사’

    진경준 현직 검사장 첫 구속 ‘檢 흑역사’

    ‘슬롯머신’ 이건개 소환 전 사표 뇌물 받은 김광준은 현직 구속 “더이상 할 말 없다” 내부 탄식 진경준 벤츠·차명주식 의혹 수사 진경준(49·법무연수원 연구위원) 검사장이 17일 특정범죄가중처벌법상 뇌물, 제3자 뇌물수수 등 혐의로 구속되면서 검찰을 향한 국민들의 신뢰가 또다시 곤두박질쳤다. 특히 1948년 검찰 수립 이후 현직 검사장으로는 처음 구속된 사례여서 검찰 내부의 충격도 상당히 크다. 진 검사장은 전날 열린 영장실질심사에 심문 포기서를 제출하고 출석하지 않았다. 구속 전 피의자심문(영장실질심사)을 맡은 한정석 서울중앙지법 영장전담 판사는 “범죄사실이 소명되고 구속의 사유와 필요성이 인정된다”고 밝혔다. 진 검사장은 지난 14일 피의자 신분으로 검찰 조사를 받던 중 긴급체포 돼 현재 서울구치소에 수감돼 있다. 검찰 고위 간부들의 비리와 추문이 발생할 때마다 재발 방지를 다짐했던 검찰 내부에서도 “더이상 할 말이 없다”는 탄식이 절로 터져 나오고 있다. 검사장급 고위 간부들의 비리와 각종 추문은 그동안에도 계속 이어져 왔다. 당시 검사장급이었던 이건개(75) 전 대전고검장은 1993년 이른바 ‘슬롯머신 수사’ 당시 5억 4000만원 상당의 뇌물을 받은 혐의가 드러나 구속기소된 바 있다. 이 전 고검장은 검찰 소환 조사를 받기 전 사표를 내 현직 신분으로 구속되는 불명예는 피했다. 1999년 “조폐공사 파업은 검찰이 유도했다”는 발언을 해 직권남용·업무방해 등의 혐의로 구속기소됐던 진형구(71·검사장급) 전 대검 공안부장도 수사 대상이 되자 곧바로 사퇴했다. 진 전 공안부장의 발언은 김태정(75) 당시 법무부장관의 경질에 영향을 미칠 만큼 파문이 컸다. 검사장급은 아니지만 2012년 다단계 사기범 조희팔의 측근과 유진그룹 등으로부터 9억원대 뇌물을 받은 혐의로 구속된 김광준(55) 전 서울고검 부장검사는 현직 검사 신분으로 구속된 사례다. 이 밖에도 2013년 대전고검장을 지냈던 김학의(60) 전 법무부 차관은 성 접대 의혹에 휩싸여 자리에서 물러났고, 김수창(54) 전 제주지검장은 길거리에서 음란행위를 하다 경찰에 체포되기도 했다. 한 검찰 관계자는 “검찰을 향한 불신이 해소될 만하면 사건이 터지고 있다”며 “이런 때일수록 내부자에 대해서 더 엄격히 수사하는 수밖에 없다”고 말했다. 검찰은 진 검사장 외에 정운호(51·구속기소) 전 네이처리퍼블릭 대표로부터 감사원 청탁 명목으로 1억원을 받아 챙긴 혐의를 받는 박모(54) 부장검사에 대해서도 수사를 벌이고 있다. 한편 이번 사건을 수사 중인 특임검사(이금로 인천지검장)팀은 이날 진 검사장을 다시 불러 여죄를 조사했다. 검찰은 주식대박 의혹 외에 진 검사장이 벤츠 등 고가 승용차를 친인척 명의로 타고 다니고, 정보기술(IT) 기업의 주식을 차명으로 보유하고 있다는 의혹 등도 확인 중이다. 그러나 진 검사장은 대가성을 여전히 부인하고 있는 것으로 알려졌다. 조용철 기자 cyc0305@seoul.co.kr
  • 술 담배의 유혹… ‘뇌 임플란트’로 벗어난다(연구)

    술 담배의 유혹… ‘뇌 임플란트’로 벗어난다(연구)

    웰빙, 건강에 대한 관심이 높아지면서 금연 혹은 금주를 ‘꿈꾸는’ 사람들도 많아졌지만, 현실은 녹록치 않다. 습관적으로 담배나 술을 입에 가져다대는 사람이나 혹은 이 같은 습관 때문에 질병을 얻은 사람들에게 금주와 금연은 선택이 아닌 필수다. 최근 이러한 사람들의 결심과 치료에 긍정적인 영향을 미칠만한 연구결과가 발표됐다. 뇌에 이식하는 임플란트를 통해 기존의 약물치료보다 더욱 효과적으로 술·담배 유혹에서 벗어날 수 있다는 것. 뉴질랜드 오타고대학 연구진이 사용한 이 임플란트는 크기가 매우 작으며, 술이나 담배 혹은 식욕을 제어하는 뇌의 특정 부위를 자극하는 역할을 맡는다. 미국의 한 메디컬의료기기 전문업체가 제작했으며, 이를 이식하는 전문의들의 판단에 따라 특정 뇌 부위를 다양한 강도로 자극할 수 있도록 설계됐다. 연구진은 1차 실험에서 알코올중독 환자 6명의 뇌에 임플란트를 이식하는 수술을 실시한 뒤 경과를 지켜봤다. 그 결과 6명 전원이 더 이상 술에 의존하거나 술을 남용하지 않았으며, 이중 2명은 술과 더불어 담배를 끊어내는 데에도 성공했다. 연구진은 또 뇌에 이식한 임플란트가 잦은 손 씻기나 숫자 세기, 지나치게 확인하기 등 반복적이고 원치 않는 강박적 사고와 강박적 행동을 특징으로 하는 정신질환인 강박장애를 치료하는 데에도 도움이 될 것으로 기대했다. 뇌에서 이러한 강박장애 및 알코올중독이나 흡연중독 등을 제어하는 부위가 모두 동일하기 때문이다. 과거 독일에서도 알코올중독 치료를 위한 뇌 임플란트 시술이 시도된 바 있지만, 당시는 임플란트의 자극 부위가 ‘보상’을 담당하는 영역에 한정돼 있었다. 또 당시 시술을 받은 환자군 전체가 이후 알코올 중독 재발 증상을 보였다. 연구를 이끈 디르크 드 리더 오타고대학 교수는 “이번 뇌 임플란트 실험이 뇌의 ‘열망’을 제어하는 부위를 타깃으로 한다는 점에서 기존의 치료방법과 차별성이 있으며, 이러한 치료가 금연·금주의 성공뿐만 아니라 스트레스를 완화하고 강박장애를 치료하는 데에도 도움이 될 것으로 기대된다”고 밝혔다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 기억력 떨어지는 세 살 아이, 훗날 알츠하이머?(연구)

    기억력 떨어지는 세 살 아이, 훗날 알츠하이머?(연구)

    뇌의 노화 등 다양한 원인으로 발생하는 알츠하이머(치매)가 특정 유전자에 의해 유발될 수 있으며, 이러한 유전자의 영향은 최소 3세 때부터도 확인이 가능하다는 연구결과가 나왔다. 최근 미국 하와이대학 의과대학 연구진은 3~20세 아이들과 청소년 1187명을 대상으로 뇌 영상 촬영 및 인지기능 테스트를 진행했다. 분석 결과 APOE-e4 변이 유전자를 가진 아이들은 중추 해마 및 사물을 인식하고 의견을 결정하는 뇌 부위의 용적이 변이유전자를 가지지 않은 아이들에 비해 최대 22% 작은 것으로 나타났다. 중추 해마는 치매의 영향을 받는 뇌 부위로서, 이 부위의 용적이 작은 아이들은 특히 기억력 테스트에서 낮은 점수를 받았다. 이러한 결과는 이 변이 유전자를 가진 사람은 태어날 때부터 그 영향을 받는다는 것을 의미하며, 그러한 영향은 최소 3세 때부터 기억력이 평균보다 낮은 현상 등을 통해 표출된다고 연구진은 설명했다. 또 전체 연구 참가자 중 APOE-e4 변이 유전자를 가진 사람은 14%였으며, 이들은 APOE-e4 유전자가 없는 사람에 비해 치매 발생위험이 15배 높은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 린다 창 하와이대학의과대학 박사는 “특정 ‘치매 유전자’를 가진 사람은 어렸을 때부터 그 영향이 나타난다는 사실이 입증됐다”면서 “이 유전자를 가질 경우 최소 3세 때부터 인지능력이 떨어질 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제 학술지인 ‘신경학’(Neurology) 저널 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [송혜민 기자의 월드 why] 날아다니는 미생물 비만을 전염시킨다?

    [송혜민 기자의 월드 why] 날아다니는 미생물 비만을 전염시킨다?

    미생물은 육안의 가시한계를 넘어선 0.1㎜ 이하의 크기인 미세한 생물을 뜻한다. 주로 단일세포 또는 균사로 몸을 이루는데, ‘생물’이라는 단어에서 알 수 있듯 성장하고 분열하며 생육하는 살아 있는 존재다. 우리 몸 안에는 세포와 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등 약 100조개 이상, 4000종의 미생물이 살고 있으며, 이들 중 상당수의 미생물은 인체가 정상적으로 활동하는 데 없어서는 안 되는 중요한 역할을 담당하고 있다. 더 나아가 과학의 발전과 더불어 미생물의 다양한 역사와 쓰임새가 새롭게 조명받고 있다. 미생물을 향한 인류의 탐구, 어디까지 왔을까? ●비만 치료 ‘효자’로 떠오른 미생물 미생물은 크게 인체 내부, 특히 장(腸)에 존재하는 장내 미생물과 바다나 숲 등 쉽게 접하는 외부에 존재하는 환경 미생물로 나눌 수 있다. 과학계는 오래전부터 장내 미생물이 생명 유지에 필수적일 뿐만 아니라 이를 이용한 질병 예방·치료가 가능하다는 것을 입증해 왔다. 최근 미생물이 ‘효자’로 떠오른 분야는 다름 아닌 ‘비만’이다. 장내 미생물의 종류에 따라 비만이 발생할 수 있다는 것이 처음 입증된 것은 이미 10여년 전이다. 이후 세계 각국 연구진은 비만과 미생물 간의 연관관계를 밝히는 것에 주력해 왔는데, 2006년 미국 워싱턴대학 연구진은 비만인 쥐에서 채취한 장내 미생물을 날씬한 쥐에게 주입한 결과 마른 쥐가 급격하게 살이 찌는 것을 확인한 바 있다. 대표적으로 장내 세균은 후벽균(피르미쿠테스·)과 의간균(박테로이테데스)으로 분류한다. 이들 두 세균은 장내 세균의 90%를 차지하는데, 이 균형이 깨질 경우 비만을 포함한 다양한 질환이 나타날 수 있다. 특히 후벽균의 경우 비만을 유도하는 성질이 있어 ‘비만 세균’이라고 부르는 반면 의간균은 비만을 막는 균으로 알려져 있다. 예컨대 고도비만 환자의 경우 장내 후벽균이 장내 세균의 90%를 차지했지만, 체중 감량 52주 후에는 후벽균이 70%대로 떨어지고 거의 없던 의간균 비율이 20%까지 증가한 것이 연구를 통해 입증된 바 있다. 지난 5월에는 이러한 장내 미생물 중 일부가 일종의 홀씨를 생성해 공기 중에 생존할 수 있으며, 이를 통해 비만이 ‘전염’될 수 있다는 놀라운 연구 결과가 발표돼 학계의 관심이 쏠린 바 있다. 과학 저널 네이처에 소개된 영국의 ‘웰컴 신탁 생거 연구소’의 논문에 따르면 공중을 ‘날아다니는’ 장내 세균을 통해 비만뿐만 아니라 대장염이나 크론병 등의 질병이 전이될 수 있으며, 이러한 사실이 입증된 것은 이번이 처음이다. 이 밖에도 현재 세계 학계에는 뇌의 영역이라고 치부해 왔던 자폐증이나 우울증 역시 장에서 발생한 신경독소 물질이 뇌까지 이동하면서 유발될 수 있다는 주장도 존재한다. ●강한 생명력… 화성탐사선 동행 계획도 미생물은 인체뿐만 아니라 생명이 존재하는, 혹은 생명이 절대 존재하지 않을 것으로 추측되는 척박한 환경에서도 존재한다. 과학계는 미생물이 현존하는 다양한 환경문제를 해결해 주는 열쇠가 될 것이라는 기대를 품어 왔는데, 지난 5월에는 한국지질자원연구원이 미국지질조사소(USGS), 버지니아해양과학원(VIMS) 연구진과 공동으로 지하수와 호수 녹조현상 간 상호작용에 미생물이 관여한다는 사실을 입증해 학계의 관심을 받았다. 일반적으로 호수에 질소화합물이 다량 유입되면 녹조현상이 유발되고 수질이 떨어지면서 물고기 등 수중생물이 폐사하거나 독소가 생산되는 등 심각한 문제가 발생할 수 있다. 이번 연구는 호수로 질소가 유입되는 경로 중 하나가 지하수의 유입과 배출이며, 이때 미생물이 지하수가 포함한 해로운 형태의 질소를 무해한 질소로 변환시켜 주거나 해로운 질소를 제거하는 데 도움을 준다는 사실을 밝혀냈다. 학계는 미생물이 세계 곳곳의 수질 생태계를 파괴하는 녹조현상을 완화하는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 미생물은 우주 환경에서도 상당한 영향력을 발휘한다. 일부 미생물은 생명체가 절대 살 수 없을 것 같은 극한 환경에서도 살아남으며, 화성의 추운 기후와 낮은 중력, 그리고 높은 방사선 환경에서도 살아남는 이러한 미생물은 지구에도 존재하는 것으로 알려져 있다. 미국항공우주국(NASA)은 이런 미생물의 특성을 이용해 미래의 화성 탐사선에 특정 미생물을 ‘동행’시키겠다는 계획을 세우고 있다. NASA는 강한 생명력을 가진 일부 미생물이 광합성을 통해 산소를 만들어 낼 수 있으며, 이것이 미래의 화성 유인탐사 미션에서 상당히 유용할 것으로 보고 있다. ●美, 미생물 연구에 2년간 1390억 쏟아 미생물에 쏟아지는 관심을 입증하듯 버락 오바마 미국 행정부는 지난 5월 임기 마지막 과학 프로젝트로 ‘국가 마이크로바이옴(미생물군집) 이니셔티브’를 발표했다. 미생물이 인간을 비롯해 소나 돼지 등 가축, 더 나아가 우주인에게까지 미치는 영향을 연구하는 이 사업에는 2년간 무려 1억 2100만 달러, 우리 돈으로 약 1390억원에 달하는 연구비가 투입된다. 한국도 세계적인 연구 움직임에 발맞춰야 한다는 목소리가 커지고 있지만, 정부와 민간단체의 투자는 미미한 수준이다. 한국은 2014년이 돼서야 본격적인 마이크로바이옴 연구에 나섰고, 관련 분야에 농림축산식품부가 2014년부터 연간 4억원을, 미래창조과학부와 보건복지부가 2015년부터 각각 10억원, 4억 9000만원을 투입했다. 투자액이 점차 늘고 있긴 하나 미국 등 바이오 선진국에 비하면 턱없이 부족한 수준이다. 특히 장내 미생물 분석은 장내 세균과 건강과의 연관성이 속속 밝혀지면서 세계적으로 주목받는 분야로 떠올랐다. 미생물의 원리를 규명하고 이를 활용하는 방안을 찾는 것이 인류의 더 나은 삶에 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 부정하기는 어렵다. 국적을 막론하고 전 세계가 눈에 보이지 않는 ‘미생물의 혜택’을 입을 수 있길 희망한다. huimin0217@seoul.co.kr
  • 흡연·음주 욕구, ‘뇌 임플란트’로 치료한다 (연구)

    흡연·음주 욕구, ‘뇌 임플란트’로 치료한다 (연구)

    웰빙, 건강에 대한 관심이 높아지면서 금연 혹은 금주를 ‘꿈꾸는’ 사람들도 많아졌지만, 현실은 녹록치 않다. 습관적으로 담배나 술을 입에 가져다대는 사람이나 혹은 이 같은 습관 때문에 질병을 얻은 사람들에게 금주와 금연은 선택이 아닌 필수다. 최근 이러한 사람들의 결심과 치료에 긍정적인 영향을 미칠만한 연구결과가 발표됐다. 뇌에 이식하는 임플란트를 통해 기존의 약물치료보다 더욱 효과적으로 술·담배 유혹에서 벗어날 수 있다는 것. 뉴질랜드 오타고대학 연구진이 사용한 이 임플란트는 크기가 매우 작으며, 술이나 담배 혹은 식욕을 제어하는 뇌의 특정 부위를 자극하는 역할을 맡는다. 미국의 한 메디컬의료기기 전문업체가 제작했으며, 이를 이식하는 전문의들의 판단에 따라 특정 뇌 부위를 다양한 강도로 자극할 수 있도록 설계됐다. 연구진은 1차 실험에서 알코올중독 환자 6명의 뇌에 임플란트를 이식하는 수술을 실시한 뒤 경과를 지켜봤다. 그 결과 6명 전원이 더 이상 술에 의존하거나 술을 남용하지 않았으며, 이중 2명은 술과 더불어 담배를 끊어내는 데에도 성공했다. 연구진은 또 뇌에 이식한 임플란트가 잦은 손 씻기나 숫자 세기, 지나치게 확인하기 등 반복적이고 원치 않는 강박적 사고와 강박적 행동을 특징으로 하는 정신질환인 강박장애를 치료하는 데에도 도움이 될 것으로 기대했다. 뇌에서 이러한 강박장애 및 알코올중독이나 흡연중독 등을 제어하는 부위가 모두 동일하기 때문이다. 과거 독일에서도 알코올중독 치료를 위한 뇌 임플란트 시술이 시도된 바 있지만, 당시는 임플란트의 자극 부위가 ‘보상’을 담당하는 영역에 한정돼 있었다. 또 당시 시술을 받은 환자군 전체가 이후 알코올 중독 재발 증상을 보였다. 연구를 이끈 디르크 드 리더 오타고대학 교수는 “이번 뇌 임플란트 실험이 뇌의 ‘열망’을 제어하는 부위를 타깃으로 한다는 점에서 기존의 치료방법과 차별성이 있으며, 이러한 치료가 금연·금주의 성공뿐만 아니라 스트레스를 완화하고 강박장애를 치료하는 데에도 도움이 될 것으로 기대된다”고 밝혔다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • “시나몬, 학습능력과 기억력 올리는데 효과 있다”

    “시나몬, 학습능력과 기억력 올리는데 효과 있다”

    공부하는 머리가 떨어지는 사람이 있다면 시나몬을 즐겨먹는 것이 좋을 것 같다. 최근 미국 러시대학 메디컬센터 연구팀은 시나몬 섭취가 학습능력을 증진시켜 준다는 연구결과를 발표했다. 우리에게는 주로 커피 위에 올려먹는 것으로 잘 알려진 시나몬은 흔히 계피로 오인되지만 둘은 엄연히 다르다. 계피는 육계나무에서, 시나몬은 계수나무에서 채취하는 것으로 서로 종(種)이 다르지만 속(属)이 녹나무속(Cinnamomum)으로 같아 이같은 혼동이 생겼다. 이에 서구에서는 계피를 '중국 시나몬'(Chinese Cinnamon)으로, 시나몬을 ‘실론 시나몬’(Ceylon Cinnamon)으로 칭한다. 이번 연구팀의 실험 대상은 쥐로, 시나몬을 먹기 전과 한 달 간 먹은 후 미로찾기 테스트를 실시했다. 그 결과 미로에서 헤매던 쥐가 시나몬을 먹은 후에는 탈출하는 시간이 과거보다 절반으로 줄어든 것으로 나타났다. 이에 반해 원래부터 길을 잘 찾던 쥐의 경우에는 시나몬 섭취가 별 영향을 미치지 않았다. 그렇다면 왜 시나몬이 학습능력 향상에 도움을 주는 것일까? 연구팀은 그 열쇠를 뇌 속 해마의 단백질인 CREB에서 찾았다. CREB은 학습·기억능력 등과 관련된 특정 유전자들을 통제하는데 시나몬의 성분이 CREB를 자극시켜 활성화시킨다고 보는 것이다. 연구를 이끈 칼리파다 파한 교수는 "시나몬을 먹는 것이 학습능력을 올리는데 있어 가장 쉽고 안전한 방법일 수 있다"면서 "실제 사람에게도 적용이 가능한지는 추가적인 연구가 필요하다"고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • 알츠하이머 발병 가능성, 3세 때부터 확인돼(연구)

    알츠하이머 발병 가능성, 3세 때부터 확인돼(연구)

    뇌의 노화 등 다양한 원인으로 발생하는 알츠하이머(치매)가 특정 유전자에 의해 유발될 수 있으며, 이러한 유전자의 영향은 최소 3세 때부터도 확인이 가능하다는 연구결과가 나왔다. 최근 미국 하와이대학 의과대학 연구진은 3~20세 아이들과 청소년 1187명을 대상으로 뇌 영상 촬영 및 인지기능 테스트를 진행했다. 분석 결과 APOE-e4 변이 유전자를 가진 아이들은 중추 해마 및 사물을 인식하고 의견을 결정하는 뇌 부위의 용적이 변이유전자를 가지지 않은 아이들에 비해 최대 22% 작은 것으로 나타났다. 중추 해마는 치매의 영향을 받는 뇌 부위로서, 이 부위의 용적이 작은 아이들은 특히 기억력 테스트에서 낮은 점수를 받았다. 이러한 결과는 이 변이 유전자를 가진 사람은 태어날 때부터 그 영향을 받는다는 것을 의미하며, 그러한 영향은 최소 3세 때부터 기억력이 평균보다 낮은 현상 등을 통해 표출된다고 연구진은 설명했다. 또 전체 연구 참가자 중 APOE-e4 변이 유전자를 가진 사람은 14%였으며, 이들은 APOE-e4 유전자가 없는 사람에 비해 치매 발생위험이 15배 높은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 린다 창 하와이대학의과대학 박사는 “특정 ‘치매 유전자’를 가진 사람은 어렸을 때부터 그 영향이 나타난다는 사실이 입증됐다”면서 “이 유전자를 가질 경우 최소 3세 때부터 인지능력이 떨어질 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제 학술지인 ‘신경학’(Neurology) 저널 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [송혜민의 월드why] 비만 치료부터 우주 정착까지…미생물 활용백서

    [송혜민의 월드why] 비만 치료부터 우주 정착까지…미생물 활용백서

    미생물은 육안의 가시한계를 넘어선 0.1㎜ 이하의 크기인 미세한 생물을 뜻한다. 주로 단일세포 또는 균사로 몸을 이루는데, ‘생물’이라는 단어에서 알 수 있듯 성장하고 분열하며 생육하는 살아있는 존재다. 우리 몸 안에는 세포와 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등 약 100조 개 이상, 4000종의 미생물이 살고 있으며, 이들 중 상당수의 미생물을 인체가 정상적으로 활동하는데 없어서는 안되는 중요한 역할을 담당하고 있다. 더 나아가 과학의 발전과 더불어 미생물의 다양한 역사와 쓰임새가 새롭게 조명받고 있다. 미생물을 향한 인류의 탐구, 어디까지 왔을까? ◆미생물 활용법-인체편 미생물은 크게 인체 내부, 특히 장(腸)에 존재하는 장내 미생물과 바다나 숲 등 우리가 쉽게 접하는 외부에 존재하는 환경 미생물로 나눌 수 있다. 과학계는 오래 전부터 인류에게 있어 장내 미생물이 생명유지에 필수적일 뿐만 아니라 이를 이용한 질병 예방·치료가 가능하다는 것을 입증해 왔다. 최근 미생물이 ‘효자’로 떠오른 분야는 다름 아닌 ‘비만’이다. 장내 미생물의 종류에 따라 비만이 발생할 수 있다는 것이 처음 입증된 것은 이미 10여 년 전이다. 이후 세계 각국 연구진은 비만과 미생물간의 연관관계를 밝히는 것에 주력해 왔는데, 2006년 미국 워싱턴대학교 연구진은 비만인 쥐에서 채취한 장내 미생물을 날씬한 쥐에게 주입한 결과 마른 쥐가 급격하게 살이 찌는 것을 확인한 바 있다. 대표적으로 장내 세균은 후벽균(피르미쿠테스·Firmicutes)과 의간균(박테로이데스·Bacteroidetes)으로 분류한다. 이들 두 세균은 장내 세균의 90%를 차지하는데, 이 균형이 깨질 경우 비만을 포함한 다양한 질환이 나타날 수 있다. 특히 후벽균의 경우 비만을 유도하는 성질이 있어 ‘비만 세균’이라고 부르는 반면, 의간균은 비만을 막는 균으로 알려져 있다. 예컨대 고도비만 환자의 경우 장내 후벽균이 장내 세균의 90%를 차지했지만, 체중 감량 52주 후에는 후벽균이 70%대로 떨어지고 거의 없던 의간균 비율이 20%까지 증가한 것이 연구를 통해 입증된 바 있다. 지난 5월에는 이러한 장내 미생물 중 일부가 일종의 홀씨를 생성해 공기 중에 생존할 수 있으며, 이를 통해 비만이 ‘전염’될 수 있다는 놀라운 연구결과가 발표돼 학계의 관심이 쏠렸다. 과학 저널 네이처에 소개된 영국의 ‘웰컴 신탁 생거 연구소’의 논문에 따르면 공중을 ‘날아다니는’ 장내 세균을 통해 비만뿐만 아니라 대장염이나 크론병 등의 질병이 전이될 수 있으며, 이러한 사실이 입증된 것은 이번이 처음이다. 이밖에도 현재 세계 학계에는 뇌의 영역이라고 치부해왔던 자폐증이나 우울증 역시 장에서 발생한 신경독소 물질이 뇌까지 이동하면서 유발될 수 있다는 주장도 존재한다. ◆미생물 활용법-환경편 미생물은 인체뿐만 아니라 생명이 존재하는, 혹은 생명이 절대 존재하지 않을 것으로 추측되는 척박한 환경에서도 존재한다. 과학계는 미생물이 현존하는 다양한 환경문제를 해결해주는 열쇠가 될 것이라는 기대를 품어 왔는데, 지난 5월에는 한국지질자원연구원이 미국지질조사소(USGS), 버지니아해양과학원(VIMS) 연구진과 공동으로 지하수와 호수 녹조현상 간 상호작용에 미생물이 관여한다는 사실을 입증해 학계의 관심을 받았다. 일반적으로 호수에 질소화합물이 다량 유입되면 녹조현상이 유발되고 수질이 떨어지면서 물고기 등 수중생물이 폐사하거나 독소가 생산되는 등 심각한 문제가 발생할 수 있다. 이번 연구는 호수로 질소가 유입되는 경로 중 하나가 지하수의 유입과 배출이며, 이때 미생물이 지하수가 포함한 해로운 형태의 질소를 무해한 질소로 변환시켜주거나 해로운 질소를 제거하는데 도움을 준다는 사실을 밝혀냈다. 학계는 미생물이 세계 곳곳의 수질 생태계를 파괴하는 녹조현상을 완화하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 미생물은 우주 환경에서도 상당한 영향력을 발휘한다. 일부 미생물은 생명체가 절대 살 수 없을 것 같은 극한 환경에서도 살아남으며, 화성의 추운 기후와 낮은 중력, 그리고 높은 방사선 환경에서도 살아남는 이러한 미생물은 지구에도 존재하는 것으로 알려져 있다. 미국항공우주국(NASA)는 이런 미생물의 특성을 이용해 미래의 화성 탐사선에 특정 미생물을 ‘동행’ 시키겠다는 계획을 세우고 있다. NASA는 강한 생명력을 가진 일부 미생물이 광합성을 통해 산소를 만들어낼 수 있으며, 이것이 미래의 화성 유인탐사 미션에서 상당히 유용할 것으로 보고 있다. ◆미생물 연구에 쏟아지는 관심과 투자 미생물에 쏟아지는 관심을 입증하듯 버락 오바마 미국 행정부는 지난 5월 임기 마지막 과학프로젝트로 ‘국가 마이크로바이옴(Microbiome·미생물군집) 이니셔티브’를 발표했다. 미생물이 인간을 비롯해 소나 돼지 등 가축, 더 나아가 우주인에게까지 미치는 영향을 연구하는 이 사업에는 2년간 무려 1억 2100만 달러, 한화로 약 1390억 원에 달하는 연구비가 투입된다. 한국도 세계적인 연구 움직임에 발맞춰야 한다는 목소리가 커지고 있지만, 정부와 민간단체의 투자는 미미한 수준이다. 한국은 2014년이 되어서야 본격적인 마이크로바이옴 연구에 나섰고, 관련 분야에 농림축산식품부가 2014년부터 연간 4억 원을, 미래창조과학부과 보건복지부가 2015년부터 각각 10억 원, 4억 9000만원을 투입했다. 투자액이 점차 늘고 있긴 하나 미국 등 바이오 선진국에 비하면 턱없이 부족한 수준이다. 특히 장내 미생물 분석은 장내 세균과 건강과의 연관성이 속속 밝혀지면서 세계적으로 주목받는 분야로 떠올랐다. 미생물의 원리를 규명하고 이를 활용하는 방안을 찾는 것이, 인류의 더 나은 삶에 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 부정하기는 어렵다. 국적을 막론하고 전 세계가 눈에 보이지 않는 ‘미생물의 혜택’을 입을 수 있길 희망한다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 잊고 싶은 기억이 있다면…유전자 스위치로 기억 삭제(연구)

    잊고 싶은 기억이 있다면…유전자 스위치로 기억 삭제(연구)

    잊고 싶은 기억을 스위치 하나로 지워버릴 날이 언젠가 찾아올지도 모르겠다. 과학자들이 유전자의 스위치를 끄면 기억을 지울 수 있다는 사실을 알아냈다고 미국 과학전문 매체 사이언스데일리가 보도했다. 인간을 비롯한 동물은 치매나 사고 또는 외상적 사건으로 이전에 갖고 있던 기억을 잃을 수 있다. 그런데 이제 벨기에 루벤가톨릭대와 독일 라이프니츠신경생물학연구소 공동 연구팀이 국제 학술지 ‘생물정신의학’(Biological Psychiatry) 최신호에 발표한 연구논문에 따르면, 기억은 유전자 스위치로도 지울 수 있다. 연구팀은 동물 실험에서 ‘뉴로플라스틴’(neuroplastin)으로 불리는 단일 조절 유전자를 수정한 쥐를 사용했다. 이 유전자는 아직 일부 기관에서밖에 연구되고 있지 않지만, ‘뇌 가소성’(외부 자극에 의해 뇌가 변화하는 성질)에 매우 중요한 역할을 한다. 최근 이 유전자에 관한 연구에서는 이 유전자의 변이가 인간의 지적 능력 감소나 정신분열증과 연관성이 있는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 이번 연구에서 이 같은 특성을 가진 뉴로플라스틴 유전자를 수정한 쥐를 상자에 넣어두고 램프를 점등할 때마다 발에 자극을 줘 다른 쪽 상자로 도망치도록 훈련시켰다. 이런 학습 과정은 ‘연합 학습’(associative learning)이라고 부르는 데, 가장 유명한 예로 ‘파블로프의 개’가 있다. 이는 종소리를 들려줄 때마다 음식을 주는 두 가지 조건을 결합하는 훈련을 통해 나중에 종소리만 들려줘도 개가 침을 흘리도록 연상시킨 것이다. 연구팀은 이번 연구에서 훈련받은 쥐의 유전자 스위치를 끄면 훈련을 통해 기억하고 있던 작업을 적절하게 수행하지 못하는 것을 알아냈다. 즉, 유전자 스위치를 꺼 쥐가 발에 느끼던 불쾌한 기억을 지우는데 성공한 것이다. 반면 뉴로플라스틴 유전자의 스위치가 아직 켜 있는 대조군 쥐는 훈련받아 기억하고 있는 작업을 완벽하게 수행하는 것으로 나타났다. 이에 대해 데틀레프 발슌 루벤가톨릭대 교수(생물심리학연구소)는 “우리는 단일 유전자의 비활성화가 이전이나 학습 실험 동안 형성한 연상 기억을 지우기에 충분하다는 것을 발견하고 놀라지 않을 수 없었다”고 말했다. 또 “뉴로플라스틴 유전자의 스위치를 끄면 쥐의 뇌 세포 사이에 일어나는 통신을 방해해 쥐의 행동에 영향을 미쳤다”고 설명했다. 연구팀은 쥐 뇌의 전기적 신호를 측정해 기억 저장에 쓰이는 세포의 메커니즘에서 명백한 결손이 있다는 것을 발견했다. 심지어 이런 변화는 연구팀의 빅토르 사바노프 연구원이 보여준 개별적인 뇌 세포 수치로도 나타났다. 이에 대해 발슌 교수는 “이번 연구는 아직 기초적인 것”이라면서 “우리는 아직 뉴로플라스틴이 다른 학습 형태에도 역할을 하는 것을 보여줄 추가 연구가 필요하다”고 말했다. 사진=ⓒ Antonioguillem / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
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