현대인은 1년 365일, 하루 24시간을 정신없이 보낸다. 학생들은 밤늦게까지 학원에 붙잡혀 있고, 직장인은 퇴근 후에도 끊임없이 울려대는 메시지와 이메일에 시달린다. 피곤한 일상을 보낸 뒤 잠자리에 누워서도 소셜미디어(SNS)나 짧은 동영상 쇼츠를 보다가 잠든다. 이런 하루하루를 보내다 보면 자기도 모르게 스트레스가 차오른다. 스트레스는 각종 신체적, 정신적 질환을 불러일으키는 원인으로 꼽힌다. 현대인의 일상을 위협하는 스트레스를 극복하는 방법을 알려주는 책들이 잇따라 출간되면서 눈길을 끈다.‘미세 스트레스’(21세기북스)는 이유 없이 집중력이 떨어지고, 쉽게 피곤해지고, 짜증이 자주 난다면 바로 미세 스트레스를 의심해봐야 한다고 말한다. 미세 스트레스는 개인적으로나 사회적으로 함께 하는 사람들에 의해 유발되는 사소한 스트레스를 말한다. 인지하지 못할 정도로 사소하지만 꾸준히 지속되면서 자기도 모르게 삶을 바라보는 시각과 뇌 구조를 부정적으로 변화해 일상을 망치는 주범이라는 것이다. 손가락 하나 까딱할 수 없을 정도로 피곤해져 번아웃된 때라도 정확히 원인을 알 수 없는 경우가 많다. 알고 보면 우리 일상을 야금야금 갉아먹는 미세 스트레스 때문일 경우가 많다. 저자들은 미세 스트레스를 차단하고, 벗어날 수 있는 방법으로 ‘투명하고 솔직하게 행동하고, 과도한 부담을 떠안지 않도록 역할과 책임의 한계를 분명히 하라고 조언한다.’마음 회복 수업‘(시공사)는 최신 뇌 과학 연구를 바탕으로 스트레스에 효과적으로 반응할 수 있는 방법을 제시한다. 원래 스트레스 반응은 인류가 동굴에서 살 때, 생존을 돕는 중요한 수단이었다. 사자나 호랑이 같은 맹수들의 위협과 공격이 감지됐을 때 생각할 겨를 없이 싸우거나 도망치도록 해 생명을 구해주기 때문이다. 그렇지만 현대인에게 맹수들의 위협은 사라진 대신, 대인 관계, 급격한 변화, 갈등 해결 등 일상적인 어려움이 더 많다. 뇌의 자동 스트레스 반응은 이런 문제들을 해결해주지 못해 우울과 불안, 분노를 일으킨다고 저자는 주장한다. 저자는 마음챙김을 통해 스트레스를 일으키는 편도체의 크기를 줄이고, 해마를 스트레스로 인한 손상에서 지켜줄 필요가 있다고 조언한다. 또 모든 스트레스는 해결하거나 회피할 수 없는 만큼 책에서는 스트레스를 통제할 수 있는 방법을 제시하고 있다.

한림대는 14일 오후 4시 의료바이오융합연구원 포스터홀에서 ‘2024 세계 뇌 주간’ 행사를 연다. 이날 이찬희 한림대 바이오메디컬학과 교수는 ‘시상하부의 식욕조절’, 전세진 한림대 약리학교실 교수는 ‘자폐스펙트럼장애’, 안은희 생리학교실 교수는 ‘치매와 파킨슨씨병’, 전진평 한림대 의대 교수는 ‘중증 뇌혈관 질환 및 관리’를 주제로 강연한다. 세계 뇌 주간 행사는 서울대, 고려대, 한양대, 성균관대, 아주대, 가천대, 경상국립대 의대, 한국뇌연구원, 대한뇌기능매칭학회, 울산과학기술원, 대구경북과학기술원 등에서도 오프라인으로 열린다. 안은희 교수는 “이번 행사를 통해 많은 대중과의 소통을 기대한다”고 말했다.

정신없이 바쁜 삶을 사는 현대인은 각종 스트레스에 노출돼 있습니다. 과도한 스트레스가 신체적·정신적 질병의 원인이 된다는 것은 잘 알려져 있습니다. 미국 피츠버그대, 인디애나대, 퍼듀대, 네덜란드 라드바우드대, 영국 보건 과학 아카데미 공동 연구팀은 만성적 스트레스가 심혈관 질환, 암 같은 질병을 일으키고 인지 기능에도 영향을 미친다고 13일 밝혔습니다. 더군다나 만성적으로 스트레스를 받는 사람들은 지역 사회와 인구 집단 전체, 생태 환경에까지 부정적 영향을 미친다는 사실을 수학적 모델링으로 확인했습니다. 이런 연구 결과는 자연과학 분야 국제 학술지 ‘프런티어스 인 사이언스’ 3월 12일자에 실렸습니다. 염증이 만성화되거나 수치가 높으면 건강한 조직과 장기를 손상하고, 뇌에도 영향을 줘 인지, 감정, 행동에 문제를 일으킬 수 있습니다. 연구팀에 따르면 염증 자체는 전염되지 않지만 체내 염증의 근본 원인인 스트레스는 소셜미디어(SNS)를 비롯한 각종 매체를 통해 빠르게 확산합니다. 개인 차원의 분자, 세포, 생리학적 문제가 디지털 수단을 통해 대규모로 사회적·환경적 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미합니다. 연구팀은 이런 문제를 줄이기 위해서는 불안과 인지 과부하를 일으키는 디지털 매체 접촉을 줄이는 것이 필요하다고 조언했습니다. 이런 뻔한 조언 말고 스트레스를 감소시키는 데 좀 더 실질적이고 효과적인 방법은 없을까요. 한국 과학자들이 이에 대한 답을 내놨습니다. 건국대 연구팀은 반려견과 함께 지내는 것만으로도 스트레스가 줄고, 함께 하는 활동 유형에 따라 휴식, 이완, 집중력 향상과 관련된 뇌파가 증가된다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 3월 14일자에 실렸습니다. 병원이나 학교 등에서 불안을 줄이고 스트레스를 완화하며 신뢰감을 조성하는 데 반려견 같은 동물을 이용한 매개 치료법이 널리 사용되고 있기는 합니다. 하지만 구체적으로 반려동물들과의 어떤 상호작용이 사람의 건강에 영향을 미치는지는 확인되지 않았습니다. 이에 연구팀은 성인 남녀 30명에게 잘 훈련된 반려견과 함께 장난감 갖고 놀기, 사진 찍기, 간식 주기 등 8가지의 활동을 하게 했습니다. 실험 참가자들에게는 뇌전도(EEG) 측정 장치를 착용하도록 하고 반려견과 다양한 상호작용을 하는 동안 뇌의 움직임을 측정했습니다. 또 활동 직후 감정 상태에 대한 설문조사도 했습니다. 그 결과 개와 놀아주고 산책하는 동안은 긴장을 완화시키는 알파파가 증가했고, 털을 손질하거나 마사지 등을 할 때는 집중력 향상과 관련한 베타파가 상대적으로 증가한 것으로 나타났습니다. 또 활동이 끝난 뒤에는 참여자 모두 피로감, 우울감, 스트레스가 감소했다고 답했습니다. 많은 연구에 따르면 꼭 반려견이 아니더라도 집 안에 작은 화분 하나만 있어도 스트레스 완화에 도움이 된다고 합니다. 털 알레르기가 있다면 봄을 맞아 파릇한 반려 식물을 한번 키워 보는 것은 어떨까요.

2020년대에 들어서 우주 선진국을 중심으로 유인 우주 탐사에 관한 관심이 높아지고, 달과 화성에 인간을 보내기 위한 준비가 진행되고 있다. 과학적 호기심도 있겠지만 ‘제2의 지구’나 희귀 자원 채굴 같은 실질적 목표 때문이기도 하다. 사람이 우주 탐사나 거주를 위해서는 오랜 시간 지구와는 전혀 다른 환경에서 살아야 한다는 전제가 있다. 문제는 사람이 오랫동안 우주에 나가 있을 때 어떤 신체적·정신적 변화가 발생할 것인가다. 미국 캘리포니아 어바인대 의대 방사선종양학과 연구팀은 현재의 우주 탐험 기술로 사람이 6개월 이상 우주방사선에 노출되면 전두엽 피질의 뉴런 연결과 중추신경계의 밀도가 약해지고 뇌세포에 변형이 발생해 기억력 저하, 치매, 중증 우울증 등 각종 인지·뇌 기능 장애가 발생할 수 있다는 연구 결과를 내놓은 바 있다. 지난해 미 플로리다대 응용생리학·운동학과, 미 항공우주국(NASA) 휴스턴 존슨우주센터 등의 과학자로 구성된 연구팀은 우주 여행시간이 길어질수록 뇌실이 확장되고 뇌 체액 순환에 문제가 생겨 중추신경계에 악영향을 미칠 수도 있다는 연구 결과를 ‘사이언티픽 리포츠’에 발표했다. 과학 저널 ‘사이언스’도 인류가 안전한 우주여행을 위해서는 ▲우주방사선 ▲고독감 ▲우주 곰팡이 ▲미세중력 ▲인적 오류라는 5가지 문제를 해결해야 한다는 분석을 내놓기도 했다. 이런 가운데 네덜란드 레이던대 메디컬 센터 연구팀은 장기간 미세중력 상태에 있게 되면 두통 병력이 없는 사람도 심각한 편두통과 긴장성 두통을 앓게 된다는 연구 결과를 의학 분야 국제 학술지 ‘신경학’ 3월 14일자에 발표했다. 연구팀은 유럽우주국(ESA), NASA, 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 소속 우주비행사 24명에 대한 우주 비행 중 건강 데이터와 설문조사 결과를 분석했다. 이들은 2011년 11월부터 2018년 6월 사이에 최장 26주 동안 국제우주정거장(ISS) 임무에 파견됐다. 실험에 참여한 우주비행사들은 우주 비행 이전에는 편두통이나 원발성 두통, 긴장성 두통 진단을 받은 적이 없었다. 분석 결과 우주비행사의 92%가 비행 중 두통을 경험했다. 전체 두통 중 가장 많이 발병한 것은 스트레스, 피로, 수면 부족, 환경 변화 등으로 인해 나타나는 긴장성 두통이었으며 편두통을 앓은 사람도 많은 것으로 조사됐다. 21명의 우주비행사는 한 가지 이상의 두통을 경험한 것으로 나타났다. 특히 10일 이상 우주에서 체류하는 장거리 우주 비행에서는 누구나 두통을 경험한 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 두통은 우주 비행 첫 주에 나타나기 시작해 두통의 강도가 점점 심해진 것으로 확인됐다. 지구로 귀환한 다음 3개월까지는 두통이 지속됐다고 연구팀은 밝혔다. 대부분의 우주비행사에게 우주 두통을 비롯한 각종 뇌신경 질환이 쉽게 나타날 수 있는 만큼 이 문제를 해결하지 않고는 장기간 유인 우주 비행은 쉽지 않을 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 W.P.J. 판 오스터하우트 박사는 “우주 비행으로 인한 중력 변화는 뇌를 비롯한 신체 여러 부위의 기능에 영향을 미친다”고 말했다.

뇌의 신경신호를 통해 생각만으로 기계를 작동시킬 수 있는 ‘뉴럴 인터페이스’(뇌와 컴퓨터를 연결하는 개념) 전자회로를 두개골 표면에 새길 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 13일 기초과학연구원(IBS)에 따르면 IBS 나노의학연구단 천진우 단장(연세대 특훈교수), 박장웅 연구위원(연세대 신소재공학과 교수), 세브란스병원 신경외과 장진우·정현호 교수 공동 연구팀은 뇌신경세포 수준의 크기와 유연성을 갖는 인공 신경전극을 뇌 안에 이식하고, 신경전극을 통해 검출된 뇌파의 신호를 처리해 전송할 수 있는 전자회로를 두개골 표면에 직접 3D 프린팅하는 기술을 개발했다. 뉴럴 인터페이스는 뇌파를 통해 기계나 전자기기를 제어하는 기술이다. 연구팀은 “사람은 언어나 행동을 통해 생각과 감정을 상대방에게 전달하고, 마우스나 키보드를 이용해 컴퓨터에 명령을 내리지만, 이 기술은 머릿속에 무언가를 떠올리는 것만으로 이를 바로 전달할 수 있는 기술”이라고 설명했다. 말을 하기 어렵거나 몸이 불편한 사람들도 자유롭고 정확하게 의사를 표현할 수 있다는 것이다. 뇌와 컴퓨터를 연결해 뉴럴 인터페이스를 완성하기 위해서는 뇌 내 각 영역에서 발생하는 신호를 감지할 수 있는 삽입형 신경전극과 감지한 신경신호를 외부 기기로 보내고 통신할 수 있는 전자회로가 필요하다. 딱딱한 금속과 반도체 재료들로 이루어진 신경전극은 부드러운 뇌의 신경조직을 파고들어 뇌세포에 손상을 줄 수 있고, 이 손상 때문에 시간이 지나면 전극과 신경세포 사이에 신경신호가 전달되지 않기도 한다. 전자회로 역시 딱딱하기 때문에 이식받은 사람이 이질감과 불편함을 느끼게 된다. 이 때문에 뇌·컴퓨터 인터페이스는 뇌질환 말기 환자의 치료와 진단을 위한 최후의 수단으로만 사용돼 왔다. 연구진은 이런 문제를 해결하기 위해 기존의 고체 금속 기반과 달리 뇌 조직과 유사한 부드러운 소재인 액체 금속을 이용해 인공 신경전극을 제작했다. 신경세포와 비슷한 지름을 갖는 머리카락 10분의 1 수준의 액체 금속 인공 신경전극은 젤리처럼 말랑말랑하기 때문에 뇌조직 손상을 최소화한다고 연구진은 설명했다. 연구진은 3D 프린팅 기술을 통해 전자회로를 두개골의 곡면을 따라 얇게 형성하고 두피를 봉합함으로써 체내에 무선 전자회로를 제작하는 기술을 개발했다. 연구진은 실험을 통해 8개월 이상 문제 없이 신경신호를 검출하는 데 성공했다. 제1저자 박영근 연구원은 “개발된 뉴럴 인터페이스를 통해 파킨슨병, 알츠하이머병 등 다양한 뇌질환 환자가 질 높은 일상생활을 영위할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 박장웅 연구위원은 “생체의 부드러운 특성과 형태를 해치지 않으며 신경전극과 전자회로를 형성함으로써, 조직 손상을 줄이고 이질감과 불편함을 최소화했다”면서, “이번 연구결과를 통해 생체 통합적인 형태의 뉴럴 인터페이스가 다양한 뇌질환 환자 및 일반 사용자에게 광범위하게 사용될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

새해만 되면 결심하지만 성공한 적이 없어 매년 반복해 세우는 대표적인 계획은 금연과 함께 외국어 배우기다. 외국어를 3~4개를 능숙하게 하는 사람을 보면 부럽기도 하지만 신기한 생각이 드는 이유다. 그런데, 여러 언어를 사용하는 사람들의 뇌는 일반인들과 확실히 다르다는 사실이 밝혀져 눈길을 끈다. 미국 매사추세츠공과대(MIT), 하버드대, 캐나다 칼턴대 공동 연구팀은 다중 언어 사용자들은 뇌에서 모국어를 처리하는 방식이 다르다고 밝혔다. 뇌가 태어나서 처음 습득하는 모국어는 최소한의 노력으로 처리하고 학습하는 독특한 메커니즘을 갖고 있다는 말이다. 이번 연구 결과는 뇌 과학 분야 국제학술지 ‘대뇌 피질’ (Cerebral Cortex) 3월 11일 자에 실렸다. 뇌의 언어 중추는 좌반구에 있으며, 전두엽과 측두엽에서 처리한다. 연구팀은 앞선 연구에서 다국어를 사용하는 사람들은 하나의 언어만 사용하는 사람보다 모국어를 들을 때 언어 중추가 덜 활성화된다는 사실을 확인했다. 연구팀은 다국어 사용자의 뇌에서는 나중에 배운 언어가 모국어와 어떻게 다른 반응을 보이는지 관찰하기 위해 이번 연구를 설계했다. 연구팀은 5개 이상 언어를 구사할 수 있는 다중 언어 사용자(폴리글롯·polyglot) 34명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 유아기에는 이중 언어나 다중 언어를 사용하지 않고 10대나 성인이 된 뒤 언어를 학습해 폴리글롯이 된 사람들을 대상으로 했다. 실험 참가자 중 16명은 10개 언어 이상을 구사했으며, 그중 한 명은 54개 언어를 어느 정도 능숙하게 구사하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 각 참가자에게 8개 언어로 성경의 한 구절과 동화 ‘이상한 나라의 앨리스’의 한 부분을 들려주면서 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 관찰했다. 8개 언어에는 모국어, 매우 능숙한 언어, 중간 정도로 능숙한 언어, 알고는 있지만 능숙하지 않은 언어, 그리고 전혀 모르는 언어 4개가 포함됐다. 전혀 모르는 언어 4개 중에는 그들이 구사할 수 있는 언어와 같은 어족의 언어였고, 나머지 2개는 전혀 다른 어족의 생소한 언어였다. 연구 결과, 다중 언어 사용자의 뇌에서는 언어가 다르더라도 같은 언어 영역이 활성화되는 것으로 나타났다. 또 가장 능숙한 언어를 들을 때 언어 영역이 가장 많이 활성화되는 반면 모국어를 들을 때는 활성화 정도가 극히 낮아졌다. 특히 모국어와 비슷한 수준으로 구사할 수 있는 언어를 들었을 때와 비교했을 때도 모국어를 들을 때는 언어 중추 활성화 정도가 낮았다. 자신이 모르는 언어를 들었을 때도 자신이 이해할 수 있는 비슷한 어족의 언어를 들었을 때, 전혀 다른 어족의 언어를 들었을 때보다 언어 중추가 활발하게 움직이는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 모국어의 경우 사용하는 데 다른 언어들보다 더 많은 시간을 보냈기 때문에 뇌가 에너지를 덜 들이고 쉽게 처리하는 것이다. 연구를 이끈 알레시아 주라블레프 캐나다 칼턴대 교수(인지과학)는 “언어 중추의 반응은 입력된 정보를 얼마나 이해하느냐에 따라 확장된다는 것을 알 수 있다”라고 말했다. 주라블레프 교수는 “숙련도가 높아질수록 언어적 계산을 많이 하기 때문에 익숙한 외국어를 사용할 때 언어 중추 활성도가 높아지는 것”이라면서 “모국어가 아닌 언어는 아무리 익숙하다고 해도 뇌로써는 어려운 작업이기 때문에 다른 뇌신경 네트워크가 개입해 도움을 주게 된다”고 설명했다.

용기와 정의로움 또는 남다른 희생정신을 발휘해 어려움과 고난에 처한 이웃과 국민을 구하고 나라를 지켜 준 의로운 사람들, 우리는 그들을 의인 또는 영웅이라고 부른다. 역사적으로 볼 때 의인들은 개인의 입신양명을 추구하지 않았고 음지에서의 묵묵한 헌신과 희생을 몸소 실천한 사람들이었다. 하지만 우리가 배운 역사 속에서 의인과 영웅은 그 숫자를 손에 꼽는 반면 국가와 사회가 위기에 처했을 때 자신의 이익만을 추구하거나 한발 더 나아가 적극적으로 국가와 국민을 해하는 일에 앞장섰던 간악한 사람들 또한 많이 발견하게 된다. 그렇다면 과연 의인들과 그렇지 않은 자들의 차이는 무엇일까? 다양한 관점에서 이 질문에 대한 답을 찾아볼 수 있겠으나 뇌과학적 관점에서 본다면 “의로운 행동을 행하는 자들, 즉 영웅과 일반인들의 뇌는 무엇이 다른가”라는 무척이나 흥미로운 질문을 해 볼 수 있겠다.사람의 뇌는 태어날 때 0.4㎏에 불과하고, 성인이 돼서도 1.4㎏ 정도다. 뇌만 따로 떼어 놓고 보면 접시 위에 놓인 커다란 호두를 연상시킨다①. 뇌의 기능은 방대하고 복잡하지만, 우리가 뇌에 대해 알고 있는 것은 일부분에 불과하다. 최근 들어 뇌과학이 발전하면서 베일이 한 꺼풀씩 벗겨지고 있지만 여전히 우리 뇌에 대한 과학적 지식은 일반인들에게 많이 알려진 편이 아니다. 그렇기 때문에 뇌에 대한 잘못된 상식과 오해로 우리는 자신의 뇌건강을 유지하기 위한 적절한 조치를 취하지 못하거나 그 기능을 제대로 활용하지 못하고 있다. 뇌는 외부자극이나 환경에 적절히 반응해 인간이 사회와 환경에 적응하며 살아갈 수 있게 한다. 시장경제 질서가 지배하는 사회에서는 개인이 보유한 물질과 재화의 크기를 성공의 척도로 보고, 듣고, 배우면서 느끼기 때문에 그와 같은 성취를 이루는 게 좋은 것이라고 각 개인의 뇌에 기억되고, 같은 생각을 가진 다수의 사람들로 인해 사회적 신념으로 형성되다 보면 그렇지 않은 많은 사람들도 그 가치를 좇아 행동하게 된다. ‘물질과 재화를 더 많이 쟁취하는 것이 좋다는 자극’이 뇌를 세뇌시킨 것처럼 말이다. 인간의 뇌는 끊임없이 창조적인 생각을 하고 이를 실현함으로써 물질적으로 삶을 풍요롭게 했지만, 상대적으로 우리가 추구해야 할 숭고하고 의로운 정신이나 이웃과 더불어 사는 행복과 같은 가치는 조금씩 잃어 가고 있다는 사실을 부인할 수 없다. 물질이나 재화를 좇는 마음이 의로운 마음과 공존할 수 있다면 이상적이겠으나 현실은 그렇지 못하다. 의로움을 추구하면서 사는 것은 큰 고충이 따르면서도 우리에게 행복감을 주는 경제적 측면에서 도움이 되지 않는다는 것을 우리의 뇌가 현재의 삶에서 경험적으로 터득했기 때문이다.의로운 행동을 하려고 하는 사람들(이타적인 행동)과 그렇지 않은 사람들(이기적인 행동)의 뇌 작용 방식이 어떻게 다른가를 알아보기 위해 다국적 공동연구팀(미국 하버드대, 이탈리아 볼로냐대, 스웨덴 린셰핑대, 오스트리아 빈대)이 함께 연구를 진행했다②. 연구진은 피실험자들이 생명을 위협받는 화재 상황을 가상현실(VR)로 체험하게 하면서 안전하게 빠져나갈 수 있는 출구와 함께 무거운 물건에 깔려 탈출하지 못하고 있는 사람을 보여 줬다. 피실험자들이 위험에 처한 이들을 구할 것인지, 아니면 자신만 출구를 통해 빠져나갈 것인지를 자유롭게 선택하도록 한 다음 자기공명영상(MRI)법을 통해 위험에 처한 이들을 구하고자 한 참가자(이타적인·의로운 행동을 택한 자)들과 그렇지 않은 참가자(이기적인·안전한 도피를 택한 자)들의 뇌 안에서 일어나는 부위별 활성도 차이를 촬영해 비교했다. 실험 결과 놀랍게도 위험에 처한 사람의 생명을 구하려고 시도한 참가자들 뇌의 특정 부위에서 활성 신호가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.이것은 본인들만 피신하려 한 참가자들의 뇌와 비교했을 때 뚜렷하게 구분되는 특징이었다. 뇌 안에서 증가한 신호는 바로 대뇌피질의 앞쪽 가장자리인 전전두엽에 존재하는 섬엽(Insular)에서 확인됐다. 자신이 위험에 노출되는 상황에서도 타인의 생명을 구하는 의로운 행동을 선택했던 사람의 뇌와 그렇지 않은 사람의 뇌 작용이 서로 다를 수 있음을 과학적으로 증명한 것이다.뇌의 각 부위③는 저마다의 역할이 있는데, 섬엽은 주로 우리 마음에서 생겨나는 사회적 공감, 도덕적 감정, 직감 그리고 정서적 반응 등 다양한 감정과 반응을 인지하고 행동을 결정하도록 하는 부위다. 타인의 표정에 대한 반응을 일으키고 특정행동의 실행 여부 판단뿐만 아니라 의존, 고통, 유머 그리고 음식취향을 결정하는 등 폭넓은 분야에 관여한다. 과거에도 공감능력이 뛰어난 사람의 경우 섬엽이 발달하거나 활성화가 잘된다는 보고가 있었다. 하지만 아쉽게도 물질만능의 치열한 경쟁사회를 살아가는 현대인들의 섬엽은 활성도가 많이 감소한 것으로 관찰되고 있다. 현대사회는 과도한 경쟁과 성과 중심의 가치를 강조한다. 이로 인해 개인은 경쟁에서 뒤처지지 않기 위해 자기중심적인 사고와 행동에 주력하게 되며 물질적 성공과 과도한 소비가 미덕으로 여겨짐에 따라 그와 같은 가치에 주목하는 동안 타인의 감성과 정서가 미치는 영향은 축소돼 섬엽의 활성화를 저해한다. 특히 디지털 기술과 소셜미디어의 발달은 신속한 정보전달과 편리함을 제공하지만 오히려 사회적 고립을 증가시켜 인간의 감정적인 연결을 저해하고 있다. 다시 “의인, 영웅의 뇌는 일반인들의 뇌와 무엇이 다른가”라는 질문으로 돌아와 뇌과학자로서의 관점에서 대답해 본다면 “적어도 의인들의 뇌에서는 이타적인 공감(empathy) 능력이 활성화되는 부위가 일반인들의 뇌에서보다 더 잘 작용하고 있다”고 할 수 있다. 그 때문에 의인들은 이웃의 아픔, 사회의 부조리, 국가의 위기와 같은 공익적 가치를 더 깊이 받아들이고, 이러한 가치를 지키기 위해 자신의 희생을 두려워하지 않고 정의로운 행동을 실천할 수 있다고 설명할 수 있다. 이러한 측면에서 현대사회의 영웅은 좀더 크고 거창한 가치를 추구했던 전통적인 영웅의 모습이 아닌, 이웃의 어려움을 깊이 공감하고 일상생활에서 작은 도움을 주는 모습에서도 찾을 수 있지 않을까 생각한다. 뇌과학적 이론인 ‘신경가소성(Neuroplasticity) 또는 뇌가소성(Brain Plasticity)’ 원리에 따르면 오감으로 얻어진 경험들은 우리 뇌 안의 신경세포를 통해 활성패턴으로 변환된다. 이러한 신경활성의 패턴들은 보고, 듣고, 느끼는 자극의 크기와 반복성에 따라 신경세포 시냅스의 분자구조를 변화시켜 기억으로 저장한다. 따라서 좋은 배움과 경험을 통해 우리는 뇌 안의 신경세포 내 분자구조를 바꿔 좋은 기억을 만들어 나갈 수 있다. 중요한 것은 어린아이뿐 아니라 청소년과 성인의 뇌에서도 이 같은 변화 과정이 지속될 수 있다는 사실이다. 뇌과학적 관점에서 현대사회에서 다수의 의인을 육성하는 가장 효과적인 방법은 인성교육이다. 그 내용이 감성적 지능과 도덕적 판단능력을 증진하는 데 중점을 둬야 하기 때문에 뇌가 감정과 도덕적 판단에 어떻게 반응하는지를 이해하고, 향상시키기 위한 환경을 조성하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 우선 교육과정에서 감성적 지능을 함양하는 게 중요하다. 도덕적 가치를 강조하고 팀 프로젝트와 봉사활동을 통해 협력과 공동체 의식을 강조해야 한다. 뇌의 신경가소성 원리에 따라 다양한 경험을 통해 신경세포 간 연결을 강화하고 긍정적인 경험을 쌓아가도록 유도해야 한다. 우리에게는 물질만능의 시대에 더욱 빛을 발하는 유구한 정신문화가 있다. 사라져 가는 아름다운 정신과 지혜를 우리의 뇌에 다시금 새기고 이를 바탕으로 삶을 살아가는 사람들이 많아진다면 우리 사회는 좀더 나은 곳이 될 수 있지 않을까. 가장 작은 사회인 가정에서 부모는 자녀들에게 공감과 배려의 가치를 심어 주고, 학교는 협력과 공존의 가치를 체득하게 하는 교육과정을 개발해 나가며, 국가는 다양성을 포용하고 공정한 기회를 제공함으로써 구성원 모두가 자신의 능력을 최대한 발휘할 수 있는 환경을 만들어야 한다. 비록 모두가 영웅 또는 의인이 될 수는 없을지라도 많은 사람이 의로움을 바탕으로 이웃의 삶을 존중하는 가운데 더불어 살아가며 더욱 행복한 사회와 국가를 이룰 것을 기대해 본다. ■ 류훈 책임연구원은 25년 전 뇌 연구를 시작하면서부터 줄곧 퇴행성 뇌 질환의 병리기전을 연구해 왔다. 스트레스와 환경적인 요인이 실제 퇴행성 뇌 질환을 일으키는 데 관여할 뿐만 아니라 병리학적으로 비신경교세포가 신경세포를 손상할 수 있음을 세계 최초로 밝혔다. 미국 보스턴대 의과대학 신경과 교수로 근무하면서 인지기능장애(치매)를 비롯한 만성 외상성 뇌손상에 대한 170편 이상의 논문을 꾸준히 발표했다. 초고령화 사회에 진입한 우리나라 노인들의 뇌 건강에 기여하기 위해 2019년부터 KIST 뇌과학연구소에 합류했으며 인재 양성에도 많은 노력을 쏟고 있다. 류훈 KIST 뇌질환극복연구단 책임연구원

단국대학교는 이남규 교수(의생명공학부·공동1저 및 공동교신)가 매사추세츠대 의과대학 박성진 박사·김도훈 교수와 공동으로 셀레늄의 항산화 효과의 새 작용기전을 밝혔다고 8일 밝혔다. 단순히 세포보호 역할 단백질을 만드는 것 이상으로, 우리 몸을 지키는 중요한 역할을 한다는 것을 입증한 것이다. 셀레늄은 필수영양소이자 대표적인 항산화 물질 가운데 하나로 셀레노단백질 형성에 필요한 것으로 알려져 있다. 셀레노단백질은 항산화 기능과 갑상선 대사, 감염, 면역시스템 강화 등에도 중요 역할을 한다. 셀레노단백질 중 글루타치온 퍼옥시다제4(Gutathione peroxidase 4) 단백질은 활성산소에 과산화지질 생성을 방지해 세포 사멸 메커니즘인 페롭토시스(Ferroptosis)로부터 세포 보호 역할도 한다. 연구팀은 셀레늄이 셀레노단백질을 생성하는 효과 외에도 셀레늄 중간 대사 과정에서 생성된 물질인 셀론화수소가 코엔자임Q10의 환원을 촉진해 페롭토시스로부터 세포를 보호하는 역할을 한다는 사실을 새롭게 밝혔다. 이남규 교수는 “이번 연구는 질병 진행이나 치료 과정 중 페롭토시스(세포사멸)가 일어나는 암, 퇴행성 뇌 질환, 뇌졸중, 간 섬유증 등 세포 사멸 관련 질병의 예방 및 치료에 활용 가능성을 제시할 수 있다”고 설명했다. 논문은 내분비학 및 대사 분야 상위 3%인 국제 학술지 ‘Nature Metabolism(2022년 IF=20.8) 2024년 2월에 온라인 게재됐다. 논문명은 ‘셀레늄: 세포 보호의 새로운 이해와 페롭토시스 억제 메커니즘의 발견’(‘Selenium reduction of ubiquinone via SQOR suppresses ferroptosis)이다.

지난 1월 미국의 일론 머스크가 만든 뇌신경과학 기업 뉴럴링크가 뇌와 컴퓨터를 연결할 수 있는 BCI 칩을 인간에게 이식하는 데 성공했다고 발표했다. 이처럼 뇌에 칩을 심어 뇌신경질환을 치료하려는 다양한 시도들이 많다. 문제는 칩을 심을 때나 칩을 이용한 뒤 다시 제거하기 위한 수술을 해야하기 때문에 감염 위험이 있다는 것이다. 이에 연세대 전기전자공학과, 고려대 의대, 부산대 전기전자공학부 공동 연구팀은 뇌 질환 치료와 모니터링을 동시에 수행하고 사용 후에는 체내에서 완전히 분해되는 다기능성 완전 생분해성 뇌신경 광전자 임플란트 시스템을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 6일 자에 실렸다. 기존에 뇌파를 측정하거나 뇌 상태를 모니터링하기 위한 뇌신경 임플란트 장치는 무기 물질로 만들어지기 때문에 아무리 조심한다고 하더라도 뇌 조직 손상과 염증 반응을 피할 수 없다. 게다가 뇌에 이식된 장치 수명이 끝나면 제거를 위한 추가 수술이 필요해 환자에게 2차 감염으로 인한 합병증을 일으킬 수도 있다. 이 때문에 최근에는 환자에게 덜 영향을 미치는 생분해성 뇌신경 임플란트 장치가 개발되고 있지만, 하나의 기능만 수행하도록 설계돼 통합 시스템을 구축하기는 어려움이 있다. 이에 연구팀은 전기적 인터페이스는 단결정 실리콘을 기반으로 한 고전도, 생분해성 전극으로 만들고, 광(光) 인터페이스는 부드러운 생분해성 고분자인 폴리락틱-co-글리콜산(PLGA) 공중합체를 기반으로 했다. 이번에 개발된 다기능 광전자 장치는 생분해성 유기 및 무기 물질로만 구성돼 인체에 해가 없고 유연하다는 특징을 갖고 있다. 이 때문에 이식 중 조직 손상 및 염증 반응은 적고, 사용 후에는 가수분해를 통해 체내에서 무해한 물질로 분해돼 사라지게 된다. 연구팀은 이번 장치를 생쥐의 뇌에 이식해 실험한 결과 대뇌 피질에 광 자극을 주는 동시에 뇌파 모니터링을 동시에 수행할 수 있다는 것을 확인했다. 연구를 이끈 유기준 연세대 교수는 “이번에 개발된 장치는 질병을 감지하고 치료한 뒤 체내에서 흡수돼 2차로 머리를 여는 수술이 필요하지 않아 2차 감염 위험과 의료 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다”라고 말했다. 유 교수는 “뇌과학은 물론 신경회로 연구, 난치성 뇌 질환 치료에도 도움을 줄 것으로 본다”고 덧붙였다.

인간 뇌 구조와 기능을 모방한 원리로 전력 소모를 최소화하면서도 초고속으로 거대언어모델(LLM)을 처리할 수 있는 인공지능(AI) 반도체를 국내 연구진이 세계 최초로 개발했다. 엔비디아 그래픽처리장치(GPU) A100의 41분의1 크기에 전력은 625분의1만 소모하면서 GPT 2 구동에 성공했다. 격화하는 세계 AI 반도체 전쟁에서 승기를 쥘 수 있는 실마리를 제공한 연구성과로 평가된다. 한국과학기술원(카이스트) PIM반도체 연구센터와 인공지능반도체대학원 유회준 교수 연구팀은 이 같은 초저전력 반도체 ‘상보형 트랜스포머’를 삼성전자 28㎚(나노미터) 공정을 통해 개발했다고 6일 과학기술정보통신부가 밝혔다. 연구팀은 그동안 다량의 GPU와 250W(와트)의 전력 소모를 통해 구동되던 GPT 2를 가로·세로 4.5㎜ 크기의 AI 반도체 한 개로 400㎽(밀리와트) 전력만 소모하면서 0.4초 만에 처리했다. 이번 연구 결과는 지난달 19∼23일 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 발표·시연됐다. 상보형 트랜스포머란 뇌의 뉴런이 정보를 처리하는 방식을 모사한 ‘스파이킹 뉴럴 네트워크’(SNN)와 여러 신경망 층으로 이뤄져 복잡한 패턴을 인식하고 학습하는 AI 모델인 ‘심층인공신경망’(DNN)을 선택적으로 사용할 수 있도록 한 기술이다. 생각할 것이 많을 때는 에너지 소모가 많고, 생각할 것이 적을 때는 에너지 소모가 적은 사람의 뇌 작동 원리를 AI반도체 형태로 구현했다. 입력값 크기가 클 때는 DNN을, 입력값이 작을 때는 SNN을 사용해 전력 소모를 최소화했다. 유회준 교수는 “뉴로모픽(뇌 기능 모사 기술) 컴퓨팅은 IBM, 인텔 같은 회사들도 의미 있게 구현하지 못한 기술로, 초저전력 뉴로모픽 가속기(상보형 트랜스포머)로 LLM을 구동한 것은 저희가 세계 최초라고 자부한다”고 말했다. 다만 당장 상용화로 이어질 수 있는 단계는 아니다. 연구팀은 향후 해당 기술을 LLM뿐 아니라 다양한 응용 분야로 확장해 연구하고, 상용화 관련 문제점들을 파악해 개선한다는 계획이다.

70년간 연극 무대를 누벼온 원로배우 오현경이 별세했다. 88세. 1일 유족에 따르면 오현경은 지난해 8월 뇌출혈로 쓰러진 뒤 경기 김포의 요양병원에서 투병해오다 이날 오전 눈을 감았다. 1954년 서울고등학교 2학년 때 연극반 활동을 하며 연기에 처음 발을 내디딘 고인은 이듬해 전국고등학교연극경연대회에서 ‘사육신’으로 남자연기상을 수상하며 재능을 인정받았다. 연세대 국어국문학과에 재학하던 시절 연세극예술연구회 회원으로 활약했고, 졸업 뒤에는 ‘휘가로의 결혼’, ‘맹진사댁 경사’, ‘동천홍’, ‘허생전’ 등 다양한 작품에 출연하며 관객들을 만났다. 그는 KBS 1기 공채 탤런트로 1960년대 TV 드라마 시대를 연 인물이기도 하다. 특히 드라마 ‘손자병법’(1987~1993)의 이장수 역으로 인기를 끌었다.식도암, 위암 등을 앓으며 잠시 활동을 중단한 시기도 있었던 고인은 2008년 연극 무대로 복귀해 ‘제2의 전성기’를 스스로 이끌었다. 2008년 서울연극제 참가작인 ‘주인공’에서 주역 최팔영 역할로 서울연극제 남자연기상을 수상했고, 2009년에는 ‘봄날’에서 아버지 역으로 대한민국연극대상 남자연기상을 거머쥐었다. 동아연극상 남우조연상(1966), 백상예술대상 연극 부문 연기상(1985), KBS 대상(1992) 등도 수상했다. 뇌출혈로 쓰러지기 직전까지도 연극 무대에 대한 고인의 애정은 굳건했다. 지난해 5월에는 연세극예술연구회 졸업생과 재학생들이 함께 올린 합동 공연 ‘한 여름밤의 꿈’에 출연했다. 이 작품은 결국 고인의 유작이 됐다. 그는 2017년 패혈증으로 별세한 배우 윤소정의 남편이기도 했다. 유족으로는 배우인 딸 오지혜, 아들 세호 씨가 있다. 빈소는 서울 서대문구 세브란스병원 장례식장 12호실, 발인은 5일, 장지는 천안공원묘원이다.

인간 행동이 유전자의 영향을 받는지, 환경에 더 좌우되는지는 철학, 심리학, 생물학 등 다양한 분야에서 중요한 연구 주제였습니다. 공부를 잘하는 데 지능지수처럼 유전적 영향이 큰지, 노력과 환경의 영향을 더 많이 받는지에 대한 논쟁과 결을 같이합니다. 유전 결정론은 인간 행동이 유전자와 유전적 요소에 의해 결정된다는 관점입니다. DNA에 내장된 정보가 성격, 지능, 성향, 질병에 대한 취약성까지 결정한다는 것이지요. 반면 환경 결정론은 한 개인이 자라면서 겪는 사회적, 문화적, 경제적 요건이 인간 행동에 더 큰 영향을 미친다는 것입니다. 과거와 달리 요즘은 행동을 유발하는 데 유전적 요인과 환경적 영향이 복잡하게 상호작용한다는 연구 결과들이 속속 발표되고 있습니다. 최근에는 뇌에서 행동을 조절하는 유전자 또한 상황에 따라 반응하는 조절 네트워크 내에서 작동한다는 사실이 밝혀지기도 했습니다. 미국 일리노이대 어바나샴페인 캠퍼스의 게놈 생물학 연구소, 곤충학과, 작물과학과, 럿거스대 사회학과 공동 연구팀도 인간 행동의 원인을 좀더 정확히 알기 위해서는 환경적 영향 분석을 유전자 연구에 통합하는 방법 개발이 필요하다는 진단을 내놨습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 28일자에 실렸습니다. 게놈 분석 기술의 발전은 행동은 물론 유전자 발현까지도 유전과 환경 모두에서 영향을 받는다는 점을 잘 보여 주고 있습니다. 사실 무수히 많은 형질이 어떤 유전자와 관련돼 있는지 실험적으로 규명하는 것은 쉽지 않습니다. 그나마 최근에는 전장 유전체 연관분석(GWAS) 기술 덕분에 생물체 형질과 관련 있는 유전자 위치를 유전체 전반에 걸쳐 확인하고 탐지할 수 있습니다. 그렇지만 환경 변수를 통제하기가 어려운 인간은 GWAS만으로 유전과 환경의 상호 관계를 쉽게 밝혀 낼 수 없습니다. 이에 연구팀은 초파리의 공격성에 관한 연구를 통해 유전자·환경 상호작용의 복잡한 본질을 폭넓게 이해하기 위해 환경 데이터를 통합한 확장 GWAS 구축이 필요하다고 제안했습니다. 또 동물 연구에서 얻은 통찰력을 인간 연구에 더 적극적으로 적용해야 한다고도 지적했습니다. 동물 실험은 유전자와 환경이 어떤 방식으로 뇌 유전자 조절 네트워크를 구축하고 그에 따른 행동을 유발하는지 보여 줄 수 있다는 말입니다. 인간 행동과 관련한 유전자·환경 상호작용의 복잡성과 그 이면을 이해하기 위해서는 자연과학자인 생물학자와 인문·사회과학의 다학제 간 협력이 중요하다고 연구팀은 밝혔습니다. 행동에 대한 유전적 영향과 환경적 영향을 연결하는 분자 메커니즘을 밝혀 내기 위해서는 뇌 오가노이드(인공 장기)와 새로운 형태의 뇌 영상 기술도 필요하다고 강조했습니다. 진 로빈슨 일리노이대 어바나샴페인 교수(곤충 사회행동학)는 “행동의 원인 연구는 건강과 질병에 있어 유전과 환경의 관계를 더 잘 이해하는 데 도움이 된다”며 “우생학이나 인종 차별 같은 유전학의 결정론적 사고와 관련된 위험도 줄일 수 있는 만큼 좀더 정밀한 연구법이 필요하다”고 말했습니다.

코속에서 애벌레 150마리가 발견돼 수술받은 남성의 의료 사례가 미국에서 공개됐다. 21일(현지시간) 뉴욕포스트 등에 따르면, 플로리다주 잭슨빌에 사는 한 남성 환자는 최근 코피가 멈추지 않고 얼굴이 부어올라 플로리다 메모리얼 병원을 찾았다. 환자는 “불과 두 시간 만에 얼굴이 너무 붓고 부은 입술 탓에 말하는 것조차 힘들었다. 얼굴 전체가 불에 타는 느낌이었다”고 말했다. 지난해 10월부터 이물감을 느낀 것 같다고 했지만, 대수롭지 않게 여긴 게 화근이었다. 당시 의료진은 검사를 통해 환자의 코 속에서 수많은 애벌레가 꿈틀거리는 모습을 확인했다. 이비인후과 전문의 데이비드 칼슨 박사는 내시경으로 환자의 코를 검사해보니 코와 부비강 내부에서 많은 유충들이 움직이는 모습을 볼 수 있었다고 말했다. 칼슨 박사는 “유충은 크기 면에서 차이가 있지만 큰 것은 내 새끼 손가락 끝마디 만큼 컸다”고 설명했다. 의료진은 처음에 흡입기로 유충 제거를 시도했지만, 조직에 밖혀 있던 개체들은 핀셋 등 도구로 뽑아냈다. 몇 시간에 걸친 수술로 총 150마리 정도의 애벌레가 제거됐다. 칼슨 박사는 “유충들은 뇌 바로 아래 두개골의 기저부에 맞닿아 있었다. 만일 이를 뚫고 들어갔다면 환자는 죽었을 수도 있다”고 말했다. 의료진은 환자 코 속에서 제거한 유충이 어떤 종인지 확인하기 위해 연구실로 표본을 보냈다. 유충은 파리로 변하는 구더기로 확인됐다. 칼슨 박사는 이 같은 사례를 본 적이 없다고 말했지만, 지난 2021년 54세 여성 농부가 같은 증상을 겪었는 데 이는 비강 구더기증(nasal myiasis)으로 불린다. 파리가 알을 낳은 죽은 생선 등을 손질한 뒤 손을 깨끗이 씻지 않고 얼굴 등 만지면 이 같은 증상에 감염될 수 있다는 얘기다. 실제로 이번 환자 역시 자신이 죽은 생선을 만진 뒤 강물에 대충 손을 씻었다고 인정했다. 그는 앞으로 비누나 세정제를 사용해 손을 꼭 닦고 손으로 얼굴을 만지지 않을 것이라고 말했다.

치매는 건강하고 행복한 노년을 방해하는 대표적인 질환이다. 그중 알츠하이머는 치매의 50~70%를 차지하는 원인이다. 대기 오염에 많이 노출될 경우도 알츠하이머가 발생할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 에모리대 연구팀은 교통 관련 대기 오염에 많이 노출된 사람들이 알츠하이머와 관련된 아밀로이드 베타 단백질 응집체가 발생할 가능성이 크다고 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘신경학’ 2월 22일 자에 실렸다. 연구팀은 치매 연구를 위해 사망 후 뇌를 기증하기로 동의한 224명의 뇌 조직을 분석했다. 연구팀은 연구 대상자들의 사망 당시 집 주소를 기준으로 교통 관련 대기 오염 노출 정도를 조사했다. 연구팀은 도시 지역 대기 오염 주원인 중 하나인 초미세먼지(PM2.5) 농도에 주목했다. PM2.5는 공기 중에 떠다니는 지름 2.5㎛(마이크로미터) 미만의 오염물질 입자다. 연구 대상자들의 사망 시 평균 나이는 76세로 사망 전 1년 동안 평균 노출 수준은 1.32㎛/㎥이었고 사망 전 3년 평균은 1.35㎛/㎥였다. 연구팀은 대기 오염 정도와 아밀로이드 베타와 타우 단백질 응집을 비교했다. 그 결과, 사망 1년 전과 3년 전 대기 오염에 더 많이 노출된 사람들의 뇌에서 아밀로이드 베타와 타우 단백질 응집이 더 많이 발견됐다. 연구팀에 따르면 사망 전 1년 동안 PM2.5 노출이 1㎛/㎥ 많아질수록 단백질 응집이 2배 늘어났고, 사망 전 3년 동안 더 많이 노출된 사람은 단백질 응집 수치가 87% 더 높았다. 연구팀은 알츠하이머 유발 유전자 변이인 APOE e4가 없는 사람도 대기 오염에 노출되면 알츠하이머 치매 단백질이 늘어나는 것을 확인했다. 연구를 이끈 안케 휴엘스 에모리대 교수(역학·환경보건학)는 “이번 연구 결과는 교통 관련 대기 오염으로 발생하는 미세 입자 물질이 뇌 아밀로이드 베타 단백질 응집을 촉진한다는 것을 보여준다”고 말했다. 휴엘스 교수는 “대기 오염 같은 환경적 요인이 유전학적으로 설명할 수 없는 사람에게도 알츠하이머를 유발하는 요인이 될 수 있다”라고 덧붙였다.

속칭 ‘좀비 사슴병’으로 불리는 만성소모성질병(CWD)이 미국에서 빠르게 확산하고 있다는 경고가 과학계에서 나왔다. 20일(현지시간) 미국 매체 뉴욕포스트에 따르면, 지금까지 미국 33개주에서 CWD 감염 사례가 확인됐다. 지난해 말 와이오밍주 옐로스톤 국립공원에서 발견된 죽은 사슴이 이 병에 걸린 것으로 공식 확인되면서 인간 역시 전염될 수 있다는 우려가 커져 관련 소식에 관심이 쏠리고 있다. CWD는 광우병과 마찬가지로 변형 단백질 프리온에 의해 발생하는 신경성 질환이다. 사슴류를 감염시켜 중추신경계에 손상을 입히며, 뇌가 파괴되면서 스펀지처럼 구멍이 생기는 증상을 동반한다. 마치 광우병에 걸린 소처럼 침을 흘리거나 주저앉는 증상을 보이기에 한국에서는 광록병으로도 불렸으나, 혐오성 명칭이라는 지적이 커 사용은 자제되고 있다. 미 지질조사국과 질병통제예방센터(CDC)는 CWD가 미국 33개주 뿐 아니라 캐나다 3개주를 포함해 노르웨이와 핀란드, 스웨덴, 한국까지 확산했다고 보고하고 있다. 문제는 이 병의 폐사율은 100%인 데다가, 치료제는 물론 백신도 없다는 데 있다.미 미네소타대 감염병 전문가인 마이클 오스터홀름 박사는 지난 2일 카이저가족재단(KFF) 헬스 뉴스와의 인터뷰에서 “핵심 메시지는 우리가 아직 준비가 돼 있지 않다는 것”이라면서 “지금 당장 인간에게 감염이 발생한다면 사망률이 급증할 것이다. 무엇을 해야 할지, 어떻게 후속 조치를 할지 비상 대책도 없다”고 지적했다. 과학자들은 인간이 CWD에 걸릴 가능성이 가장 큰 경로는 감염된 사슴 고기를 섭취하는 것이라고 말한다. 미국에서만 매년 최대 1만 5000마리의 감염 사슴류가 식용으로 소비되고 있기 때문이다. 물론 지금까지 CWD에 감염된 인간은 보고된 바가 없지만, 그렇다고 이 병이 인간에게 전염되는 쪽으로 변이하지 않는 걸 의미하지는 않는다.공식적으로 소해면상뇌증(BSE)으로 불리는 프리온병인 광우병은 이미 인간을 감염시키는 쪽으로 진화했다. 지난 2022년 8월 캐나다 캘거리대 수의학부 연구진은 신경병리학회지(Acta Neuropathologica)를 통해 BSE가 어떻게 동물에서 장벽을 뛰어넘어 인간에게 전염됐는지를 설명했다. 연구 주저자인 사빈 사치 박사는 “BSE는 오염된 육류나 식품을 통해 인간에게 전염돼 ‘변종 크로이츠펠트-야콥병’이라는 새로운 형태의 인간 프리온병을 일으켰다”고 말했다. 이 병은 인간 사이 직접적인 접촉이나 공기 전염을 통해 전염되지는 않는다. 그러나 사치 박사와 동료 연구자들은 CWD의 경우 인간 사이 전염될 가능성이 있다고 지적했다. 당시 연구진은 자신들의 이론을 시험하기 위해 감염된 사슴에서 분리한 CWD를 ‘인간화 된 쥐’(humanized Mouse)에 주입했다. 이 쥐는 그후 CWD에 걸렸고, 대변에서 감염성 프리온까지 배출하는 것으로 확인됐다. 이에 대해 길치 박사는 “CWD가 인간에게서 발병한다면 사람에서 사람으로 전염될 수 있음을 보여주는 것”이라고 경고했다.

이재용 삼성전자 회장이 지난해 사상 최대 실적을 올린 삼성바이오로직스(삼성바이오)의 인천사업장을 찾아 “더 높은 목표 향해 한계를 돌파하자”고 강조했다. 이 회장은 이날 인천 연수구 송도동 삼성바이오로직스 4공장 생산라인과 내년 완공을 목표로 건설 중인 5공장 현장을 둘러본 뒤 경영진으로부터 기술 개발 로드맵과 중장기 사업 전략 등을 보고 받았다.삼성바이오로직스는 2023년 연결 기준 연간 최대 매출인 3조 7000억원, 영업이익 1조 1000억원, 3조 5000억원 규모의 사업을 수주하는 등의 성과를 냈다. 삼성바이오 자회사 삼성바이오에픽스도 ▲ 자가면역질환 ▲ 항암제 ▲ 혈액질환 ▲ 안과질환 치료제 등의 판매 허가를 획득하며 회사 창립 12년 만에 매출 1조원을 돌파하는 등 최대 실적 달성에 기여했다. 이 회장은 삼성바이오 임직원들의 성과를 격려하면서 “현재 성과에 만족하지 말고, 더 과감하게 도전하자”라면서 “더 높은 목표를 향해 미래로 나아가자”고 당부했다. 재계에서는 삼성바이오의 가파른 성장의 배경으로 바이오 사업을 삼성 그룹의 ‘제2의 반도체’로 육성하고 있는 이 회장의 선제적 투자 결단을 꼽는다. 이 회장은 부회장 시절이던 2010년 바이오를 삼성의 ‘신수종 사업’으로 선정하면서 2011년 삼성바이오를 설립해 바이오 의약품 위탁개발생산 사업에 본격적으로 뛰어들었다. 2016년 상장 당시 3000억원 수준에 불과했던 연간 매출은 7년 만에 12배에 달하는 3조 7000억원 규모로 성장했고, 공격적인 투자를 지속해 2022년 생산 능력 세계 1위에 올랐다. 삼성바이오는 이에 그치지 않고 5공장 신설을 필두로 항체-약물 접합체(ADC·Antibody-drug conjugate) 경쟁력 확보, 투자 펀드 운영 등 한 단계 더 도약할 준비에 박차를 가하고 있다. 세계 상위 20대 제약업체 중 14개 기업을 고객사로 둔 삼성바이오는 급증하는 고객 수요에 대응하고 생산능력 초격차를 확보하기 위해 5공장을 건설하고 있다. 5공장의 생산능력은 18만ℓ로, 내년 4월 본가동을 목표로 하고 있다.삼성바이오는 올해 ADC 개발에 착수하는 등 사업 다각화에도 속도를 낸다. ADC는 항체에 암세포를 죽이는 약물을 붙여 다른 세포의 피해를 최소화하면서 암세포만 제거하는 차세대 항암 기술이다. 바이오 업계는 2022년 8조원 규모였던 ADC 시장이 2026년까지 17조원으로 성장할 것으로 전망한다. 아울러 삼성바이오는 ‘라이프사이언스펀드’를 조성해 미래 기술에 선제 투자하고 국내 바이오 생태계 활성화에도 기여하고 있다. 이 펀드는 삼성물산·삼성바이오·삼성바이오에피스가 조성한 2400억원 규모의 펀드로, 유망한 바이오 기술 기업 지분 투자에 참여하고 있다. 지난해에는 난치성 뇌 질환 분야 신약을 개발하는 국내 기업 에임드바이오에 투자했고, 향후 다양한 분야에서 공동 연구를 진행하는 등 협력을 강화할 계획이다. 삼성 관계자는 “삼성바이오로직스는 성장을 통해 국가경제에 기여하며 ‘사업보국’을 실천하고 있다”고 강조했다. 1공장부터 4공장까지 완공을 마쳐 제1바이오캠퍼스 구축을 완료한 삼성바이오는 2032년까지 7조 5000억원을 투자해 제2바이오캠퍼스를 조성할 계획이며, 매년 400여명의 고용 창출 효과가 있을 것으로 전망된다. 협력사와 건설인력 고용 창출 효과까지 합하면 2032년까지 1만여명의 고용 창출 효과가 발생할 것으로 추산된다. 2011년 설립 당시 100여명에 불과했던 삼성바이오의 현재 직원 수는 4500명 규모로 늘었고, 전체 직원의 절반 이상이 20대 청년으로 구성됐다. 실적 성장에 따라 삼성바이오가 내는 법인세 규모도 2021년 1300억원, 2022년 2500억원, 지난해 2600억원으로 크게 증가했다.

우리 몸의 장기 중 중요하지 않은 장기가 없지만, 정보를 얻는 데 있어 눈만큼 중요한 장기가 없다고 해도 과언이 아닐 것입니다. 보는 것이 믿는 것이라는 속담처럼 인간은 눈에 보이는 것에 많이 의존합니다. 하지만 불행하게도 매년 수많은 환자가 시력이 많이 떨어지거나 혹은 거의 상실하는 상황에 처합니다. 전 세계적으로 인구 고령화와 만성 질환자의 증가로 인해 백내장, 녹내장, 당뇨 망막병증 등 다양한 안과 관련 질병이 늘어나는 추세이기 때문입니다. 다행히 정기적인 안과 검진과 치료를 통해 시력을 보존하는 경우도 많지만, 일부 환자들은 치료 시기를 놓치거나 치료 후에도 상태가 악화되어 결국 시력을 대부분 상실하게 됩니다. 따라서 과학자들은 인간의 눈을 대신할 수 있는 인공 눈을 개발하기 위해 많은 연구를 해왔습니다. 하지만 현재까지 최선의 결과는 낮은 해상도로 사물의 윤곽을 보여주는 인공 망막 정도입니다. 그나마 비싼 가격과 부작용으로 인해 널리 쓰이지도 않고 있습니다. 카메라로 포착한 정보를 그대로 뇌에 전송하는 인공 망막이 어렵다면 무엇이 있는지 귀로 알려주는 인공지능 비서가 도움이 대안이 될 수 있습니다. 싱가포르 국립대학 (NUS) 수랑가 나나야카라 교수가 이끄는 연구팀은 시력 자체를 복원하는 대신 소리로 정보를 대신 알려주는 인공지능 시스템을 개발했습니다.연구팀이 AiSee라고 명명한 인공지능 시력 보조기는 목뒤로 걸치는 헤드폰이나 이어폰에 작은 카메라를 탑재한 것처럼 생겼습니다. 본체에는 1300만 화소 카메라와 프로세서, 1,200mAh 배터리, 네트워크 시스템 등이 탑재되어 있습니다. 사용법은 생김새만큼이나 간단하고 직관적입니다. 사용자가 손으로 물건을 든 상태에서 귀에 있는 터치 센서에 손가락을 갖다 대면 카메라가 이 사물을 인식해 이미지를 촬영하고 무선 네트워크를 통해 클라우드 AI에 전달합니다. AI 이미지 판독 결과는 다시 사용자에게 무선으로 전송해 줍니다. 덕분에 사용자는 촉각으로는 알 수 없는 상품 종류와 정보를 알 수 있습니다. 예를 들어 통조림의 내용물이 과일인지 햄인지 알려주고 추가로 상품명과 기타 정보를 음성으로 들을 수 있는 것입니다. 실제 시력 저하 환자에서 AiSee는 의도한 대로 작동했습니다. AiSee는 스마트폰이나 다른 보조 장치 없이 혼자서 사용할 수 있으며 생김새가 일반적인 이어폰/헤드폰과 크게 다르지 않아 착용이 편리할 것으로 기대됩니다. 그리고 현재 기술 수준에서 상용화 역시 어렵지 않을 것으로 예상할 수 있습니다. 최근 AI 기술의 부작용에 대한 경고가 계속 나오고 있지만, 사실 기술보다는 인간의 나쁜 의도가 문제가 되는 경우가 많습니다. 이렇게 선한 의도로 사용한다면 AI는 인류를 돕는 좋은 친구가 될 수 있습니다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

중국의 저명한 철학자가 자신의 뇌를 냉동보존해 300~500년 뒤 꺼내어 연구하라고 했는데 이 유언이 실행에 옮겨져 충격을 던지고 있다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 12일 2021년에 사망한 저명한 중국 철학자 리저허우의 가족들이 과학 연구에 기여하기 위해 뇌를 동결시키란 그의 마지막 소원을 이행했다고 전했다. 미국으로 망명한 리저허우가 쓴 여러 책의 편집자를 맡았던 마췬린은 지난해 12월 그의 유족들과 만나 유언에 따라 뇌가 냉동보관 회사에서 2년 넘게 보존 중이란 사실을 알게 됐다. 리저허우의 유언이 실행된 사실에 많은 중국 지식인들은 큰 충격을 받았다고 SCMP는 설명했다. 중국에서 미학 전문가로 잘 알려진 리저허우는 2021년 미국 콜로라도에서 91세의 나이로 세상을 떠났다.중국 중부 후난성 닝샹 출신인 리저허우는 1930년에 태어나 1954년 베이징대 철학과를 졸업하고 1992년부터 미국 콜로라도 대학에서 강의를 하다가 중국으로 돌아왔다. 중국 문명의 원천적 아름다움에 대해 쓴 그의 글은 많은 중국인들에게 인기를 끌었다. 중국의 아름다움을 중국식 운율에 담아 묘사한 리저허우의 저작 ‘아름다움의 길’은 2014년 베이징의 한 유명서점 베스트셀러 도서 목록 1위에 올랐다. 중국 미학과 철학의 선두주자로 널리 평가되며, 1980년대 중국 학계에 큰 영향을 미쳤다. 하지만 1989년 톈안먼 민주화 시위 당시 학생 시위자들을 지지하는 공개 서한을 발표한 까닭에 그의 서적은 중국 본토에서 금서가 됐다. 이 때문에 리저허우는 다시 미국으로 돌아가야만 했다. 그가 자신의 뇌를 냉동하고 싶다는 소망을 밝힌 것은 80세 생일 직전인 2010년 한 인터뷰에서였다. 중국 잡지 ‘남방주말’과의 인터뷰에서 리저허우는 “나는 묘비를 쓰지 않겠지만, 내 뇌를 냉동보존할 것”이라며 “300~500년 뒤에 꺼내라고 아내와 아이에게 말했다”고 밝혔다.리저허우는 뇌의 냉동보전이 ‘부활’하려는 목적이 아니라 자신의 이론을 증명하기 위한 것이라고 강조했다. 그는 “나는 문화가 뇌에 영향을 미치는지, 몇백년 후에 내 뇌에서 중국 문화의 잔재를 찾는 것이 가능한지 여부를 증명하려고 노력하고 있다”고 설명했다. 그가 1960년대에 개발한 미학 이론인 ‘침전 이론’을 자신의 뇌를 냉동보존해 증명하겠다는 것인데, 이 이론은 개인이 역사와 문화에 노출되면 뇌의 물리적 구조에 흔적을 남길 수 있다는 내용이다. 90세 생일을 앞둔 2020년에 리저허우는 잡지 ‘남방주말’과의 두 번째 인터뷰에서 미국의 유골 냉동 재단에 8만 달러(약 1억원)를 기부했다며 마지막 소원을 다시 언급했다. 중국 본토 언론은 신체의 일부를 냉동하는 리저허우의 유언이 시체의 온전한 보존을 강조하는 경향이 있는 중국 전통문화에 어긋난다고 지적했다. 그의 뇌는 미국 애리조나의 본사를 둔 알코 생명 연장 재단에 의해 냉동됐다. 이 재단 측은 냉동보존술(크라이오닉스)은 미래 의료기술로 건강을 회복하겠다는 취지에서 영하의 온도를 이용하여 죽어가는 과정을 잠시 멈춰 생명을 보존하는 행위라고 설명한다. 즉 ‘죽음은 하나의 과정’일 뿐이라고 주장하며, 전신 냉동 보존에 최소 22만달러(약 3억원)의 생명 보험금액을 청구한다.

비아그라, 시알리스와 같은 발기부전 치료제가 알츠하이머 발병 위험을 줄일 수 있다는 연구결과가 나왔다. 영국 BBC의 8일(이하 현지시간) 보도에 따르면 영국 유니버시티칼리지 런던의 루스 브라우어 박사 연구진은 2000년 1월~2017년 3월, 26만 여명의 남성을 대상으로 발기부전 치료제 복용자와 그렇지 않은 사람의 발병 비율을 조사했다. 그 결과 발기부전 치료제를 처방받은 그룹에서는 1만 명 당 8.1명이 알츠하이머 진단을 받았지만, 약을 복용하지 않은 그룹에서는 1만명 당 9.7명이 알츠하이머 진단을 받은 것으로 나타났다. 발기부전 치료제를 복용한 남성은 그렇지 않은 남성에 비해 알츠하이머에 걸릴 확률이 18% 가량 낮은 셈이다. 연구진에 따르면 발기부전 치료제는 뇌에 축적되는 ‘베타 아밀로이드 플라크’를 공격하는 ‘능력’을 가진 것으로 확인됐다. 아밀로이드 플라크는 알츠하이머 환자의 뇌에서 발견되는 아밀로이드 베타의 일종으로, 알츠하이머 병에 결정적으로 관여하는 아미노산 펩타이드를 의미한다. 발기부전 치료제가 아밀로이드 플라크를 공격함으로써 알츠하이머 발병의 위험을 낮춰 준다는 것이 연구진의 주장이다. 연구진은 “발기부전 치료제를 많이 처방받은 남성이 알츠하이머 병에 걸릴 확률이 낮은 것으로 나타났다”면서 “이는 약물의 규칙적인 사용이 질병에 더 큰 영향을 미칠 수 있음을 시사한다”고 밝혔다. 다만 연구진은 발기부전 치료제가 알츠하이머 예방에 효과적이라는 것을 입증하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다면서 “이런 약물의 잠재적인 이점과 메커니즘에 대해 확인한다면 알츠하이머 병의 치료 방식을 바꿀 수 있는 잠재력을 찾을 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 일반적으로 비아그라 등 발기부전 치료제는 고혈압과 협심증을 치료하기 위해 개발됐다. 발기부전 치료제가 기억력과 연관이 있을 가능성이 있는 세포 신호 전달자에 작용하고 뇌세포 활동에도 영향을 준다는 사실은 이미 과학적으로 여러 차례 입증됐다. 실제로 동물을 대상으로 한 연구에 따르면, 발기부전 치료제는 뇌세포를 보호하는 효과가 있는 것으로 확인됐다. 한편, 비아그라 등 발기부전 치료제가 알츠하이머 발병율을 낮춰줄 수 있다는 내용의 연구결과는 미국신경학회 학술지인 ‘신경학’(Neutrology) 최신호(7일자)에 실렸다.

“지엔티파마의 신약 물질인 ‘넬로넴다즈’가 세계 최초로 심정지 환자 치료제가 될 가능성이 커졌습니다.” 넬로넴다즈 임상 2상을 주도한 전병조 전남대병원 응급의학과 교수는 31일 서울신문과의 인터뷰에서 “5년 동안 심정지 환자 105명을 대상으로 한 임상시험에서 뇌 손상과 심장기능 부전 등 심정지 후 증후군 발생률이 위약(가짜 약) 투여군보다 약 50% 낮아졌고 부작용은 거의 없었다”며 이같이 말했다. 전 교수는 “식품의약품안전처로부터 ‘품목 조건부 허가’를 받고 시판된다면 세계적으로 심정지 환자 치료에 획기적인 일이 될 것”이라고 강조했다. 이에 따라 제약업계에서는 이미 식약처 ‘희귀 의약품’으로 지정된 넬로넴다즈가 블록버스터급 신약이 될 것으로 기대한다. 업계 관계자는 “신약 물질이 많지만 넬로넴다즈처럼 임상 2상에서 좋은 결과를 보인 물질은 거의 없다”면서 “식약처의 조건부 허가를 받는다면 세계 처음으로 심정지 환자 치료제가 국내 기술로 탄생하게 된다”고 말했다. 가장 많은 환자로 임상 2상을 성공적으로 마무리한 전 교수에게 넬로넴다즈의 임상 결과와 의미 등을 들었다.-심정지는 어떤 질환인가. “여러 원인에 의해 심장박동이 멈춰 환자가 사망했다는 것을 의미한다. 원인은 심장성과 비심장성이 있는데 심장성은 심실성 부정맥, 심부전, 급성심근경색 등 심장 질환이 직접적 원인이고 비심장성은 중증 외상과 폐, 간, 신장 등 주요 장기의 기능 부전이 원인이다. 최근 심정지 환자의 치료 방향과 목표는 심폐 기능을 회복시킨 후 손상당한 뇌 기능을 심정지 이전의 상태로 회복시키는 데 중점을 둔다.” -심정지 환자가 늘었고 사망률도 높다던데. “국내에서 심정지 환자는 해마다 증가하지만 병원 이송 환자의 생존율은 7.8%에 불과하다. 일상생활이 가능할 정도로 뇌 기능을 회복해 퇴원한 환자는 4.6%로 극히 적다. 현재 심정지 환자의 치료는 기본 및 전문 심폐소생술과 과거 저체온치료(TH)로 알려진 목표체온유지치료(TTM), 소생술 후 증후군의 증상에 따라 처치하는 대증요법 등인데 효과가 제한적이어서 적절한 치료제 개발이 시급한 상황이다.” -넬로넴다즈는 어떤 물질인가. “지엔티파마가 개발한 넬로넴다즈는 다중 경로로 신경세포 보호 작용을 나타내는 국내외 최초의 신약 물질이다. 심정지로 손상된 뇌 기능 회복에 효과적이다. 심정지 환자에게서 재관류로 나타나는 활성산소 증가에 기인한 세포사와 NMDA 수용체(신경세포 시냅스 후막에 존재하는 이온성 글루탐산 수용체의 일종) 활성화에 의한 글루타메이트 독성 유발에 의한 세포사를 막아 주는 역할을 한다.”5년간 환자 105명 대상 임상시험뇌 손상·심부전 등 증후군 발생률위약 투여군보다 약 50% 낮아져임상 1상 이어 부작용·위험 없어상반기 다국적 임상 3상 준비 중희귀 의약품 ‘넬로넴다즈’세계 최초 심정지 후유증 치료약다중 경로로 신경세포 보호작용식약처 ‘조건부 허가’ 시판된다면첫 국내기술 심정지 치료제 탄생-임상 2상은 어떻게 진행했나. “삼성서울병원, 전남대병원, 부산대병원 등 전국 5개 대학병원 응급의학과에서 2018년 환자 모집을 시작해 5년간 105명을 대상으로 진행했다. 넬로넴다즈 고용량과 저용량, 위약 투여군 등 세 그룹으로 나눠 약효를 평가했다. 뇌 기능 장애 개선 효과는 90일 후 신경학적 뇌 기능 수행 분류 척도(CPC)와 수정랭킨척도(mRS)로 평가했다. 또 뇌 MRI 촬영을 통해 영역별 비등방도(FA) 평균을 산출해 비교했다.” -약효는 확인됐나. “임상 2상 결과에서 넬로넴다즈 투여군은 위약 투여군보다 뇌 기능 회복 정도를 보여 주는 CPC와 mRS 값이 개선된 것으로 나타났다. 위약군 대비 각 투여군의 CPC가 개선될 가능성은 고용량군에서 1.9배, 저용량군에서 1.8배로 증가했다. 또 mRS는 고용량군에서 2.1배, 저용량군에서 1.5배로 증가했다. 뇌 MRI 영상을 분석한 결과 위약군보다 고용량군에서 뇌 손상 정도가 낮은 것으로 분석됐다. 치료 중 사망 환자 수도 위약 투여군에 비해 적은 숫자로 조사됐다.” -부작용이나 위험성은 없었나. “임상 2상에 참여한 105명 모두에게서 보고된 부작용이나 위험성은 없었다. 이미 미국과 중국에서 진행됐던 임상 1상에서도 안전성이 확인된 것으로 안다.” -전남대병원에서만 85명 환자의 임상을 완료했다. 이례적인 성과로 평가받는다. “일반 질환보다 심정지 환자를 대상으로 임상시험을 진행하기는 매우 어렵고 규제도 많다. 특히 코로나19 영향으로 환자 모집도 쉽지 않았다. 그러나 임상 2상에 참여한 대학병원 모두가 열심히 노력했다. 특히 전남대병원에서 가장 많은 환자를 모집할 수 있었던 것은 기존에 구성된 임상연구팀의 열의와 체계적인 임상시험 시스템 구축, 지역 거점 병원으로서 중증 환자의 최종 치료 수행 등이 큰 역할을 했을 것으로 보인다. 함께 수고해 준 모든 연구원에게 감사한 마음을 전한다.” -현재 심정지 치료제가 없어서 출시되면 세계적으로 반향이 클 텐데. “맞다. 국내는 물론 해외에도 심정지 후유증 치료에 사용되는 약물은 없는 것으로 안다. 이번 임상 2상 결과를 바탕으로 품목 조건부 허가를 받게 된다면 심정지 환자 치료에 사용할 수 있을 것이다. 상반기 개시 예정인 다국적 임상 3상에서도 좋은 결과를 얻을 경우 세계 최초로 심정지 환자의 치료제 개발에 한 획을 그을 수 있는 약물이 된다.”