초미세먼지(PM 2.5)가 알츠하이머 치매와 연관이 있음을 입증한 논문 3편이 새롭게 발표됐다. 모두 온라인으로 진행된 미국 알츠하이머병 협회(Alzheimer‘s Association) 연례 학술회의에서 발표된 논문들로, 초미세먼지에 계속 노출될수록 치매의 원인으로 지목되는 뇌신경 세포의 비정상 단백질인 ‘베타 아밀로이드 플라크’가 증가하고, 초미세먼지 노출이 줄면 치매 위험도 낮아진다는 내용이다. 영국의 데일리메일 인터넷판은 26일(현지시간) 논문 3편의 내용을 정리해 소개했다. “공기오염 물질 노출 길수록 치매유발 단백질 농도 높아”미국 워싱턴대 의대 역학과 연구팀은 처음엔 모두 치매가 없었던 3000여명을 대상으로 베타 아밀로이드 플라크(Aβ1-40)의 혈중 수치를 측정하고 그 이전 최장 20년간 이들이 거주한 곳의 평균 공기오염도를 조사했다. 이를 통해 연구팀은 베타 아밀로이드 플라크와 공기오염 노출 사이의 연관성을 분석했다. 그 결과 초미세먼지(PM 2.5), 미세먼지(PM 10), 이산화질소(NO₂) 등 3가지 공기오염 물질 모두와 베타 아밀로이드 플라크 사이에 강력한 연관성이 있는 것으로 나타났다고 연구를 주도한 크리스티나 파크 연구원은 설명했다. 이 3가지 공기오염 물질에 대한 노출 기간이 길수록 베타 아밀로이드 플라크의 혈중 수치는 더욱 높아졌다. 이는 공기오염 노출이 치매의 중요한 위험요인이 될 수 있음을 보여주는 것이라고 파크 연구원은 설명했다. 알츠하이머 치매는 신경세포와 신경세포 사이 공간에 있는 표면 단백질인 베타 아밀로이드와 신경세포 안에 있는 타우 단백질이 잘못 접혀 응집(plaque)하거나 엉키면서(tangle) 제 기능을 수행하지 못해 발생하는 것으로 알려져 있다. “공기 좋아지자 치매발생률 감소…인지테스트 성적 향상”미국 서던 캘리포니아대학 의대 신경과 전문의 왕신후이 교수 연구팀은 뇌 건강 연구에 참여한 노인 여성 2200여명(74~92세)의 장기간(2008~2018)의 조사 기록을 분석했다. 이들은 매년 치매 진단검사와 함께 인지기능 테스트를 받았다. 최근 연구가 시작되기 전 10년 동안은 공기의 질이 전반적으로 크게 개선된 것으로 조사됐다. 참가자들의 거주 지역의 초미세먼지가 1.2μg/㎥(세제곱미터 당 마이크로그램) 감소할 때마다 치매 발생률이 14% 줄어드는 것으로 나타났다. 또 산화질소가 5.3ppb(10억분의 1g) 줄어들 때마다 치매 발생률은 26% 감소했다. 공기오염 가소와 함께 참가자들의 작업 기억, 삽화 기억, 주의력-집행 기능 테스트 성적도 향상됐다. 작업 기억이란 뇌로 들어온 여러 가지 정보를 한꺼번에 저장해 두고 필요할 때 꺼내 사용하는 능력, 즉 단기 기억을 말한다. 삽화 기억이란 개인적으로 경험한 일이 언제 어디서 일어났고 서로 어떠한 관계인지를 기억하는 것이다. 이러한 효과는 연령, 교육 수준, 거주지역, 심혈관 질환 병력과 무관하게 나타났다고 연구팀은 밝혔다. “초미세먼지 줄 때마다 모든 치매 발생률 감소” 미국 샌디에이고 캘리포니아대 의대 노에미레텔리에 역학 교수 연구팀은 65세 이상 노인 7000여명을 대상으로 공기오염과 치매 위험 사이의 연관성을 연구했다. 그 결과 초미세먼지가 1μg/㎥ 줄어들 때마다 알츠하이머 치매 발생률은 17%, 모든 형태의 치매 발생률은 15% 줄어드는 것으로 나타났다.

4월 코로나 환자 급증 사태 이후 감염자 속출코로나 환자들 치료차 스테로이드 과용 탓감염 누적 두달새 4만 5000명 급증코피, 눈 붓고 피부 검게 변하면 증상 의심뇌 전이 막기 위해 안구·코·턱뼈 잘라내야조류인플루엔자로 12살 숨져…올해 첫 사망코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 환자 사이에서 빠르게 퍼진 ‘검은 곰팡이증’(정식 명칭은 털곰팡이증)으로 인해 인도에서 4000명 넘게 목숨을 잃은 것으로 파악됐다. 검은 곰팡이증은 피부가 검게 변하고 눈이 붓거나 코피가 흐르는데 치사율이 50%에 달할 정도로 치명적이다. 22일 NDTV 등 인도 언론에 따르면 바라티 프라빈 파와르 보건 담당 부장관(국무장관)은 지난 20일 의회 보고를 통해 이렇게 밝혔다. 보고에 따르면 지난 두 달간 인도에서는 4만 5000여명의 검은 곰팡이증 감염이 보고됐고 이 가운데 4200여명이 목숨을 잃었다. 검은 곰팡이증은 면역력이 떨어진 당뇨병 환자에게서 가끔 발견되는 희소병으로 분류되지만, 지난 4월 이후 인도가 코로나19 환자 급증 사태를 겪으며 감염자가 속출했다. 치료에 욕심을 낸 코로나19 환자들이 스테로이드를 과용하면서 면역력이 심각하게 떨어졌고 이로 인해 곰팡이균에 노출된 것이다. 누적 감염자 수는 5월 22일 기준 8848명으로 집계됐으며 6월 12일 기준 3만 1216명, 6월 28일 기준 4만 845명으로 급증했다. 이후 코로나19 확산세가 둔화하면서 검은 곰팡이증 감염 증가세도 다소 수그러드는 분위기다. 검은 곰팡이증에 걸리면 코피를 흘리고 눈 부위가 붓거나 피부가 검게 변하는 등의 증상이 나타난다. 눈, 코 외에 뇌와 폐 등으로도 전이될 수 있으며 적절하게 치료하지 않을 경우 치사율은 50%에 달하는 것으로 전해졌다. 뇌 전이 등을 막기 위해 안구, 코, 턱뼈 등을 절제해야 하는 경우도 자주 발생한다.인도 코로나 사망자수 42만명조류독감 감염 12살 소년 첫 사망 지난 5월 초 41만명을 넘었던 인도의 코로나19 신규 확진자 수는 꾸준히 줄어들어 최근 4만명 안팎을 기록 중이다. 누적 사망자 수는 약 42만명이다. 한편, 인도에서는 치명적인 H5N1 조류인플루엔자가 발병하면서 사망자도 발생했다. 일간지 민트에 따르면 H5N1에 감염돼 뉴델리 전인도의학연구소(AIIMS)에서 치료받던 12세 소년이 전날 사망했다. 이에 민트는 “인도에서 올해 조류인플루엔자 감염으로 사망한 첫 환자”라고 말했다. 올해 초 인도에서는 조류인플루엔자가 크게 확산, 수십만 마리의 야생 조류가 죽기도 했다.

초, 중, 고등학교를 다니는 자녀가 있는 부모들은 아이들이 자신들보다 공부를 잘 했으면, 특히 대학입시와 직결되는 수학과목을 잘 했으면 하는 바람을 갖고 있다. 방학을 맞아 서점을 찾거나 오프라인 서적 교육분야만 봐도 수학공부를 잘할 수 있는 ‘비법’(?)을 공개한 책들이 상당히 많다는 것을 알 수 있다. 공통적으로 공부를 잘 하기 위해서는 오랜 시간 자리에 앉아 집중해야 하며 수학시험에 익숙해지기 위해서는 기본 개념을 완벽하게 이해하고 문제를 많이 풀어보라고 조언하고 있다. 그렇지만 오랜 시간 책상 앞에 앉아 교과서와 문제집을 열심히 공부하는데도 생각만큼 성적이 오르지 않는 경우도 적지 않다. 책이나 전문가라는 사람들이 조언하는 것 말고 다른 것이 있는 것이 아닐까. 이런 상황에서 뇌신경과학자, 인지과학자, 심리학자들은 뇌 속 특정 신경전달물질이 많은 아이들이 수학성적이나 학업성취도가 높다는 연구결과를 내놨다. 영국 옥스포드대 실험심리학과, 스완지대 심리학과, 러프버러대 수학인지연구센터, 서리대 심리학과, 애스턴대 심리학부, 미국 퍼듀대 보건·인간과학부 공동연구팀은 학업성적, 특히 수학성적은 뇌 후두정엽의 두정엽내고랑 부분 ‘가바’(GABA)와 ‘글루타메이트’라는 신경전달물질의 양과 비율이 좌우한다는 사실을 확인했다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 7월 23일자에 실렸다. 연구팀은 20세 이상 성인과 6~19세 아동, 청소년 255명을 대상으로 수학시험(60분)과 일반 인지능력 평가(30분)를 실시했다. 또 1년 6개월이 지난 뒤 다시 수학과 인지능력 분야 평가를 했다. 이와 함께 연구팀은 시험 전후에 실험참가자들의 뇌를 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 촬영했다. 연구팀은 fMRI를 통해 뇌신경전달물질 중 가바(GABA)와 글루타메이트 분비에 주목했다. 가바(GABA)는 억제성 신경전달물질이며 글루타메이트는 글루탐산으로 불리는 흥분성 신경전달물질이다. 흔히 가바는 수면 유도에 도움이 되며 글루타메이트가 체내에 과다분비될 경우는 치매나 각종 신경정신질환을 앓을 가능성이 높은 것으로 알려져 있다. 가바는 학습능력과 뇌 가소성에도 영향을 미친다는 연구결과들이 있다. 뇌 가소성은 개인이 평생동안 겪는 환경변화나 자극 등으로 조금씩 변할 수 있는 능력이다. 분석 결과부터 보면 가바와 글루타메이트의 농도가 수학과 같은 복잡한 학습능력과 밀접한 관계를 갖고 있으며 아동·청소년과 성인의 수리인지능력과 두 신경전달물질의 농도는 서로 다른 상관관계를 보이는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 20대 이하 아동, 청소년에게 있어서는 두정엽내고랑 부분의 가바 수치가 높을수록 수에 대한 인지능력이 뛰어나고 수학성적도 높은 것으로 조사됐다. 글루타메이트 수치가 아동, 청소년들의 수학성적은 그에 못 미치는 것으로 조사됐다. 반면 20대 이상 성인에게 있어서 두정엽내고랑 부분 가바 수치가 높으면 오히려 수학성적이나 수리인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 오히려 글루타메이트 수치가 높은 성인들이 수리에 밝은 것으로 확인돼 전혀 반대의 결과를 보인 것이다.연구를 이끈 영국 옥스포드대 로이 코언 카도시 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 뇌 가소성에 관여하는 신경전달물질이 연령으로 표현되는 인간의 발달단계에 따라 관여하는 정도가 달라진다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 카도시 교수는 “신경전달물질이 학업성취도나 수학성적에 상당한 영향을 미치는 것도 사실이지만 수학공부를 중도에 포기하거나 하지 않는 경우는 수학을 더 못하게 되고 학업성적까지 떨어지게 된다”라며 “앞서 연구에서 수학공부를 중도 포기할 경우 전체적인 뇌인지기능이 떨어진다는 사실도 염두에 둬야할 것”이라고 덧붙였다. 카도시 교수는 수학·수리인지와 학습인지능력 분야에서 세계적인 학자이다. 카도시 교수가 이끄는 옥스포드대 연구진은 러프러버대 수학인지연구센터, 웰컴 통합신경이미지연구센터와 함께 아동, 청소년기에 수학 공부를 포기하거나 중단하면 뇌인지기능 발달에 부정적인 영향을 미친다는 연구결과를 지난 6월 8일 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표하기도 했다.

세계 3대 도핑분석센터 중 하나인 한국과학기술연구원(KIST) 도핑콘트롤센터 분석가들이 도쿄올림픽에 파견된다. KIST에 따르면 도쿄 2020 올림픽 반도핑연구소의 요청으로 KIST 도핑콘트롤센터 손정현 센터장과 성창민 박사가 도쿄올림픽에 파견된다고 22일 밝혔다. KIST 도핑콘트롤센터는 1986년 서울아시안게임과 1988년 서울올림픽에 대응하기 위해 1984년 설립돼 도핑 금지약물에 대한 선수들의 생체시료 분석과 최신 검출기술 개발 연구를 수행하고 있다. 지난해 11월 세계반도핑기구(WADA)가 발표한 ‘전 세계 도핑센터별 고위험 종목 특수분석 기술’ 자료에 따르면 모든 종류의 생체표지인자 분석기술을 갖고 있는 나라는 전 세계적으로 한국, 미국, 브라질 3곳 뿐이다. 최근에는 체내 적혈구 생성을 촉진시켜 지구력을 극대화시키기 위한 적혈구 생성 촉진인자 호르몬제나 성장호르몬제 뿐만 아니라 뇌도핑, 유전자도핑 등 도핑 방법이 점차 교묘해지면서 사용여부 확인이 어렵다. 적혈구 생성촉진인자 호르몬제는 세계적인 사이클 선수 랜스 암스트롱이 사용했던 금지약물로 유명하다. 뇌도핑은 기존 약물 도핑과는 다르게 헤드폰을 통해 약한 전류를 뇌의 특정부위에 전달해 자극함으로써 운동기능을 활성화시키는 방법이다. 유전자도핑은 스포츠 활동과 관련된 유전자 중에서 결함이 있거나 결핍된 부분을 유전자 기술로 대체하거나 보완함으로써 근육 강화, 근섬유의 빠른 재생, 염증 감소, 회복향상, 통증 감소 등을 위해 쓰이지만 뇌도핑과 함께 검출이 쉽지 않다. 연구팀은 현재 체내 적혈구 생성을 촉진시켜 지구력을 극대화시키기 위한 적혈구 생성 촉진인자 호르몬제나 성장호르몬제 정밀 분석기술을 갖추고 있다. 연구팀은 기존 도핑기술로는 찾아내기 어려운 뇌도핑, 유전자도핑 분석법은 물론 도핑검사를 위해 혈액시료의 운송 및 보관을 용이하게 하는 최신 시료분석법인 건조혈반 기술, 선수생체여권 빅데이터를 기반으로 금지약물 복용을 예측하는 선수생체수첩관리단(APMU) 등 분석시스템에 대한 연구를 진행하고 있다. 도쿄 올림픽 반도핑연구소 초청을 받은 연구자들은 KIST가 보유한 성장호르몬 및 유사 금지약물에 대한 분석기술, 적혈구 생성촉진인자 최신 분석기술과 2018년 평창동계올림픽에서 보여준 도핑 시료분석 노하우를 전수할 계획이다. 손정현 KIST 센터장은 “코로나19로 인해 예전같지는 않지만 전 세계가 하나 되는 축제인 올림픽이 금지약물로 얼룩지지 않도록 최신 분석기술을 개발하고 이를 바탕으로 철저히 검증하는 것이 반도핑 전문가들의 역할”이라며 “한국의 우수한 반도핑 기술을 일본에 전수할 수 있는 기회가 돼 자랑스럽게 생각하며 한국선수들의 선전을 바란다”고 말했다.

DGIST 뇌·인지과학전공 고재원 교수, 엄지원 교수 공동연구팀이 뇌 신경회로 내 억제성 시냅스 신경전달을 조절해 불안장애를 교정할 수 있는 신규 후보표적을 발견했다. 이번 연구 성과는 불안장애를 수반하는 뇌 정신질환인 우울증이나 외상 후 스트레스 장애(PTSD) 등 신규 치료제 개발을 위한 새로운 연구 방향을 제시할 것으로 기대된다. 고재원?엄지원 교수 공동연구팀은 지난 2016년 억제성 시냅스 단백질인 IQSEC3를 최초 발굴했다. 또한 지난해에는 IQSEC3가 기억, 학습 등 뇌의 고등기능을 매개하는 부위인 해마 치아이랑(hippocampal dentate gyrus)의 신경회로 활성과 소마토스타틴(somatostatin) 펩타이드 양을 조절해, 억제성 시냅스 발달을 조절하는 핵심 인자임을 규명한 바 있다. 이러한 연구결과를 바탕으로 이번 연구에서는 IQSEC3 단백질이 외부자극에 반응해 억제성 시냅스 발달을 매개하는 핵심 전사인자인 Npas4 단백질의 하위 인자로 작동하면서, 뇌의 해마영역 내 소마토스타틴을 분비하는 특정 억제성 신경세포의 시냅스 신경전달을 조절함을 증명했다. 또 연구팀은 화학유전학(chemogenetics) 기법을 통해 상위 인자인 Npas4와 하위인자인 IQSEC3의 작동경로가 뇌 속 억제성 신경세포 활성을 관장해 불안 행동을 조절함을 규명했다. 특히 IQSEC3 단백질이 신경세포들의 활성을 억제하는 신경전달물질인 가바(GABA)의 분비를 촉진하여 해마 내 네트워크 활성 조절을 통한 특정 행동을 제어하는 신규 메커니즘을 제시했다. 고 교수는 “엄지원 교수팀과의 지속적인 공동연구를 통해 IQSEC3 단백질이 뇌 억제성 신경회로 활성을 조절하는 일관된 단서들을 꾸준히 확보하고 있다”라며, “본 연구는 IQSEC3이 흥분성-억제성 균형을 유지하는 핵심 인자로서 작동하는 새로운 규칙을 규명해, 불안장애 등 뇌정신질환의 치료제 개발에 도움을 줄 수 있을 것”으로 소감을 밝혔다. 이번 연구성과는 DGIST 뇌·인지과학전공 김승준, 박동석, 김진후 석박사통합과정생이 공동 제1저자로 참여했으며, 국제학술지 ‘셀 리포트(Cell Reports)’에 20일자 온라인 게재됐다. 아울러 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 ‘뇌과학원천기술개발사업’, ‘중견연구사업’, 그리고 대구경북과학기술원의 ‘미래선도형특성화연구’의 지원을 받아 수행됐다.

연초 다양한 종류의 코로나19 백신이 개발돼 많은 나라들에서 접종이 시작되면서 많은 이들이 코로나19와 인류의 전쟁이 곧 끝날 것이라는 기대를 품었다. 그렇지만 1년 넘게 인류를 괴롭혀 온 바이러스는 쉽게 포기하지 않고 변이를 만들어 반격에 나섰다. 국내에서도 최근 델타변이의 확산과 방역 피로감까지 겹치면서 4차 대유행이 진행 중이다. 4차 대유행이 시작됐지만 여전히 인류는 코로나19에 대해 모르는 것이 많다. 특히 코로나19 바이러스가 사람의 뇌신경에 어떤 영향을 미치는지는 명확히 밝혀지지 않은 상태였다. 이 같은 상황에서 의과학자들이 코로나 바이러스의 침투전략과 확산 과정에 대해 새로운 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 신경과학과, USCD 의대 소아과, 샌디에고 래디 아동병원 유전자의학연구소, 럿거스대 의대 면역·염증연구센터, 위스콘신-메디슨대 화학생명공학과, 위스콘신-메디슨대 의대 신경외과 공동연구팀은 줄기세포를 이용해 코로나19 바이러스가 인간의 뇌에 어떻게 침투해서 영향을 미치는지 과정을 규명했다고 18일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 7월 9일자에 실렸다. 연구팀은 줄기세포로 뇌신경 오가노이드를 만들어 코로나19를 일으키는 바이러스(SARS-CoV-2)에 노출시켰다. 오가노이드는 다양한 형태의 줄기세포를 이용해 3차원(3D) 형태로 재조합하거나 배양해 만든 장기유사체이다. 연구팀은 ‘주피’(Pericytes)라고 불리는 혈관주변세포가 오가노이드에 형성되도록 해 보다 정교한 형태의 뇌신경세포를 만들었다. 실험 결과 사람의 신경세포(뉴런)은 코로나19 바이러스의 직접적인 공격에 대해서는 저항성을 보이는 것으로 확인됐다. 그렇지만 코로나19 바이러스는 ‘트로이 목마’처럼 뇌신경세포를 직접 공격하는 것이 아니라 인체에 무해한 것처럼 세포를 속여 뇌신경 주변 주피를 먼저 감염시키는 것으로 나타났다. 뇌신경세포 주변 혈관을 감염시킨 뒤 코로나19 바이러스는 성상교세포로 알려진 ‘별아교세포’를 주요 공격대상으로 삼는 것으로 확인됐다. 성상교세포는 신경세포의 이온농도조절, 신경세포의 지지, 노폐물 제거, 식세포작용 등 다양한 역할을 수행하는 것으로 알려져 있다. 보통 뇌-혈관장벽 때문에 혈액을 통해서 약물이나 병원균이 뇌에 쉽게 침투하지 못하지만 코로나19 바이러스는 혈액이 아닌 혈관세포를 직접 감염시켜 뇌로 침투한다는 설명이다. 연구팀에 따르면 이처럼 뇌신경 혈관주변세포가 코로나19 바이러스에 감염되면 혈관염증을 유발해 가볍게는 편두통에서 혈액응고, 뇌졸중, 뇌출혈 같은 증상을 유발시킨다는 것이다. 실제로 코로나19 중증환자는 편두통과 뇌졸중, 뇌출혈 등 증상이 빈번히 나타나는 것으로 알려져 있다. 연구를 주도한 조셉 그리슨 UCSD 의대 교수는 “이번 연구를 통해 코로나19가 유발시키는 합병증 중 하나인 뇌신경질환을 효과적으로 설명할 수 있게 됐을 뿐만 아니라 감염병과 다른 뇌신경질환을 이해하는데 도움을 받을 수 있게 됐다”라고 설명했다.

뇌졸중으로 말하는 능력을 잃은지 15년 이상 지난 남성에게 ‘뇌 임플란트’를 이식해 다른 사람들과 의사소통하는 데 도움을 줬다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아대 샌프란시스코캠퍼스(UCSF) 연구진에 따르면 ‘신경보정술’(neuroprosthesis)이라고도 불리는 뇌 임플란트 기술은 현재 단 한 명의 환자에게만 적용됐지만 앞으로 다른 마비 환자들이 의사소통하는데도 도움을 줄 것으로 기대를 모았다. 연구를 주도한 UCSF 신경외과 전문의인 에드워드 장 박사는 성명에서 “우리가 아는 한 이번 성과는 마비로 말할 수 없게 된 사람의 뇌 활동에서 완전한 단어를 직접 해독하는 데 성공한 첫 번째 사례”이라면서 “뇌의 자연스러운 언어능력 체계를 이용해 의사소통 능력을 회복하는 매우 유망한 가능성을 보여준 것”이라고 설명했다. 연구진은 뇌졸중으로 마비 증상이 생겨 20세의 젊은 나이부터 말할 수 없게 된 남성 환자의 언어 능력을 관장하는 뇌 부위에 다수의 전극을 부착했다. UCSF는 성명을 통해 “남성은 뇌졸중 후유장애로 머리와 목 그리고 팔다리의 움직임이 극도로 제한돼 있지만, 야구 모자에 부착한 포인터로 컴퓨터 화면의 글자를 누르는 방식으로 소통해 왔다”면서 “인지 기능은 손상되지 않았다”고 밝혔다. 연구진은 컴퓨터 알고리즘을 이용해 현재 30대 후반인 이 남성 뇌의 전기적 활동을 번역하는 동안 이 남성에게 제한된 어휘를 사용하도록 요청했다. 연구진이 기록한 영상에는 남성 앞에 컴퓨터 화면이 배치돼 있는 모습이 담겨 있다. 연구원이 이 화면을 통해 “좋은 아침”(Good morning)이라고 아침 인사를 건네자 몇 초 뒤 화면에는 남성이 “안녕”(Hello)이라고 생각한 것이 문자로 입력됐다. 연구원이 또 “오늘 기분 어때?”(How are you today?)고 질문하자 남성은 잠시 머뭇거리며 “매우 좋다”(I am very good)고 답했다.이에 대해 연구진은 “우리는 이 참가자의 피질 활동에서 나온 문장을 분당 중간값 15.2개 단어로 실시간 해독하며 단어 오류 비율은 중간값으로 25.6%”이라고 설명했다. 이 장치는 결국 익명을 요구한 환자가 “네”, “아니오”, “가족”, “청소”, “간호사” 등의 단어를 포함한 50개의 단어 어휘를 만드는 데 도움을 줬다. 이는 “아니오, 난 목마르지 않아요”와 같은 완전한 문장으로 확장됐다. 다만 이번 실험에 쓰인 전극은 영구적인 고정 장치가 아니다. 전극은 아직 실험 과정에 있어 두개골의 내부가 아닌 위쪽에 부착한 것으로 연속해서 사용할 수 없는 커다란 장치다. 연구 공동저자인 데이비드 모지스 박사는 “이는 자연적으로 의사 소통을 할 수 없는 사람에게 중요한 기술적 이정표이며 심각한 마비나 언어 장애를 지닌 사람들에게 목소리를 줄 가능성을 보여준다”고 지적했다. 장 박사도 “이 연구는 시작에 불과하다. 환자는 이 연구에 참여한 최초의 참가자”라면서 “이번 연구에서 처음으로 실험을 통해 뇌 임플란트로 언어 능력을 회복하는 것이 가능하다는 점을 증명했다”고 말했다. 이어 “하드웨어 측면에서는 더 많은 정보를 더 빠르게 기록할 수 있는 데이터 해상도를 갖춘 시스템을 구축해야 한다. 알고리즘 측면에서는 뇌에서 나오는 매우 복잡한 신호를 문자가 아니라 실제로 구두로 들을 수 있는 음성 단어로 번역할 시스템이 필요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디신’ 14일자에 실렸다. 사진=UCSF

시험을 앞두고 벼락치기로 열심히 외운 문제가 나왔는데도 기억이 나지 않아 시험을 망친 기억이 누구나 한 번쯤은 있을 것이다. 열심히 공부하고 외웠는데도 기억이 나지 않는 경우가 있는가 하면 잊혀진 줄만 알았던 기억이 갑자기 떠오른 경우도 있다. 국내 연구진이 이런 독특한 기억 형성에 대한 원리를 밝혀내 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과 연구팀은 수많은 뇌신경세포(뉴런)와 이들 사이의 시냅스 연결로 구성된 복잡한 신경망에서 기억을 형성하는 뉴런이 선택되는 원리를 규명했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 1949년 캐나다 신경심리학자 도널드 헤브는 두 뉴런이 시간상 동시에 활성화되면 뉴런간 시냅스연결이 강화되는 시냅스 가소성이 생길 것이라는 아이디어를 제시했고 이후 실험을 통해 학습, 경험 등으로 특정 시냅스가 장기강화(LTP)가 일어난다는 것이 증명됐다. 수업을 들은 직후 배운 것을 한 번 훑어보는 것만으로도 기억이 오래 지속될 수 있기 때문에 학습에서 복습이 강조되는 것이다. LTP가 기억의 핵심이라는 것은 알려져 있지만 LPT가 기억을 인코딩하는 뉴런을 어떻게 정하는지 아직까지 규명되지 않았다. 실제 경험과 학습은 기억이라는 형태로 뇌에 저장돼 필요할 때 불러오게 되는데 이 같은 기억은 뇌 전체 중에 극히 적은 수의 뉴런들에 인코딩되고 저장된다고 알려져 있다. 그런데 기억 담당 뉴런이 정해져 있는 것인지, 아니면 특정 과정에 의해 선택되는지는 불확실했다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용한 생쥐 실험으로 이 같은 비밀을 파헤쳤다. 연구팀은 생쥐의 뇌 편도체 부위 중 자연적 학습조건에서는 LPT가 생기지 않는 시냅스를 자극하거나 차단함으로써 기억을 인코딩하는 뉴런이 달라지는지를 본 것이다.연구팀은 생쥐에게 기억과 관련없는 시냅스를 미리 자극해 LTP가 형성되기 쉽게 만든 뒤 공포체험을 시키면 공포기억이 원래 기억에 관여하는 시냅스가 아닌 자극된 시냅스에 장기기억이 만들어진다는 것을 확인했다. 또 공포기억이 형성된 뒤 광유전학 기술로 해당 시냅스 연결을 약하게 만들면 기억이 형성되지 않는다는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 시냅스 강도를 인위적으로 조작하면 기억이 새겨지는 뉴런이 바뀔 수 있다는 것이다. 한진희 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구는 LTP에 의해 뉴런들 사이에서 새로운 연결패턴이 만들어지고 경험이나 학습에 연관된 특이적 세포집합체가 뇌에 새롭게 만들어짐을 보여줌으로써 기억형성원리를 규명한 것”이라며 “기억이 뇌에 어떻게 형성되는지를 알려줌으로써 치매는 물론 조현병 같은 기억형성 관련 질환을 치료하는 단초를 제공할 수 있을 것”이라고 설명했다.

뇌에 전자칩을 이식해 생각만으로 기계나 외부장치를 움직일 수 있는 ‘뇌-기계 인터페이스’(BMI) 기술을 비롯해 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌신경질환, 심장박동조율기 같은 다양한 인체 삽입형 의료기기들이 활용되고 있다. 인체 삽입 기기들은 인체조직과 직접 접촉하기 때문에 면역거부반응이 생기기 쉽고 이로 인해 기기의 성능 저하 때문에 장기간 사용이 어려워 정기적으로 이식을 해야하는 불편이 있다. 국내 연구진이 이 같은 불편함을 없애기 위한 인체무해 삽입형 의료기기 코팅기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소, 연세대 전기전자공학과 공동연구팀은 뇌를 포함한 삽입형 의료기기들에 인체 무해한 코팅기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 이를 통해 삽입과정에서 조직손상을 최소화하고 염증반응을 억제해 기기의 수명을 기존 기기보다 4배 이상 높일 수 있게 됐다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 최신호 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 이번에는 뇌에 삽입되는 장치에 활용할 수 있는 기술에 집중했다. 뇌심부자극기나 BMI 칩은 뇌에 삽입되면 뇌 면역반응으로 인해 안정적 동작이 저해되고 기기수명이 단축돼 교체를 위한 정기적인 추가수술이 필요하기 때문이다. 연구팀은 인체에 삽입되는 기기 표면에 인체에 무해한 단분자막과 윤활유를 얇고 균일하게 코팅했다. 이를 통해 기기가 인체에 삽입되는 동안 마찰을 감소시켜 조직 손상을 줄이고 면역거부반응으로 활성화된 면역세포가 기기에 붙는 것을 막았다.연구팀은 생쥐의 뇌에 이번에 개발한 코팅기술을 적용한 신경탐침을 삽입한 결과 32개의 뇌신호 측정 전극 중 90% 이상의 전극에서 뇌신호가 정상적으로 측정되는 것을 확인했다. 코팅기술이 적용되지 않은 신경탐침에서 관찰되는 신호의 2배였으며 칩 삽입 중 조직손상도 최소화된다는 것도 관찰됐다. 기존에 코팅막 처리되지 않은 탐침은 면역세포가 기기에 붙어 시간이 지남에 따라 신호측정 기능이 떨어졌지만 코팅기술이 적용된 탐침은 기존 전극보다 4배 이상 긴 4개월간 안정적으로 뇌신호를 측정할 수 있었다. KIST 뇌과학연구소 뇌과학기획단 조일주 단장은 “이번에 개발한 기술은 다른 인체삽입 기기에도 활용할 수 있어 삽입형 의료기기의 수명을 획기적으로 연장시켜 환자의 불편함을 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다.

영국 당국이 내놓은 동물복지법 개정안이 통과될 것으로 예상되면서, 영국인들의 주방 모습도 달라질 것으로 보인다. 영국 인디펜던트, 스카이뉴스 등 현지 언론의 7일 보도에 따르면, 최근 영국 당국은 바닷가재(랍스터)를 산 채로 뜨거운 물에 넣어 삶는 것을 금지하는 내용 등을 포함한 동물복지법 개정안의 상원 통과를 앞두고 있다. 영국은 당초 개와 고양이 등 척추동물을 대상으로 하는 동물복지법을 시행해 왔는데, 조개류와 갑각류도 외상을 겪고 고통을 느낀다는 연구결과가 잇따라 공개되면서 법 개정을 준비해 왔다. 지난 5월 의회에 제출된 동물복지법 개정안이 통과된다면, 영국에서는 살아있는 바닷가재나 게 등을 뜨거운 물에 넣어 삶거나 산 채로 배송하는 것이 금지된다. 어부나 요리사 등은 바닷가재를 요리하기 위해 끓는 물에 넣기 전 반드시 기절시키거나 뜨겁지 않은 물에 넣어야 한다. 여기에는 문어와 오징어 등의 동물도 포함된다. 해당 법안을 지지하는 동물보호단체 관계자는 “바닷가재와 같은 생물이 고통을 느낄 수 있다는 것을 입증하는 충분한 증거가 있다. 이 생물들은 식품업계에서 매우 끔찍한 대우를 받고 있다”고 목소리를 높였다. 세계적인 과학저널 사이언스는 “바닷가재가 뜨거운 물에 들어가면 숨이 끊길 때까지 15분 걸린다”며 “산 채로 삶는 것은 불필요한 고문”이라는 내용의 논문을 공개하기도 했다. 그러나 사람에게 익숙한 개와 고양이 등 척추동물이 아닌 갑각류와 조개류도 고통을 느끼는지에 대한 논쟁은 여전히 존재한다. 일부 전문가들은 갑각류가 내부에서 고통을 일으키지 않는 반사신경을 유지하는 능력이 있으며, 이는 고통을 느끼지 않는다는 것을 의미한다고 반박한다. 일부는 통증 신호가 뇌에 도달하지 않기 때문에, 반사 반응과 통증 유발 반응이 분리돼 있다고 설명하기도 한다. 한편 갑각류가 고통을 느낄 줄 아는 생물이므로 살아있는 채로 끓는 물에 삶는 행위를 통제하는 국가는 영국만이 아니다. 이미 2018년 스위스를 시작으로 노르웨이, 뉴질랜드, 호주 등지의 국가에서는 이를 불법으로 간주해왔다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

영국 당국이 내놓은 동물복지법 개정안이 통과될 것으로 예상되면서, 영국인들의 주방 모습도 달라질 것으로 보인다. 영국 인디펜던트, 스카이뉴스 등 현지 언론의 7일 보도에 따르면, 최근 영국 당국은 바닷가재(랍스터)를 산 채로 뜨거운 물에 넣어 삶는 것을 금지하는 내용 등을 포함한 동물복지법 개정안의 상원 통과를 앞두고 있다. 영국은 당초 개와 고양이 등 척추동물을 대상으로 하는 동물복지법을 시행해 왔는데, 조개류와 갑각류도 외상을 겪고 고통을 느낀다는 연구결과가 잇따라 공개되면서 법 개정을 준비해 왔다. 지난 5월 의회에 제출된 동물복지법 개정안이 통과된다면, 영국에서는 살아있는 바닷가재나 게 등을 뜨거운 물에 넣어 삶거나 산 채로 배송하는 것이 금지된다. 어부나 요리사 등은 바닷가재를 요리하기 위해 끓는 물에 넣기 전 반드시 기절시키거나 뜨겁지 않은 물에 넣어야 한다. 여기에는 문어와 오징어 등의 동물도 포함된다. 해당 법안을 지지하는 동물보호단체 관계자는 “바닷가재와 같은 생물이 고통을 느낄 수 있다는 것을 입증하는 충분한 증거가 있다. 이 생물들은 식품업계에서 매우 끔찍한 대우를 받고 있다”고 목소리를 높였다. 세계적인 과학저널 사이언스는 “바닷가재가 뜨거운 물에 들어가면 숨이 끊길 때까지 15분 걸린다”며 “산 채로 삶는 것은 불필요한 고문”이라는 내용의 논문을 공개하기도 했다. 그러나 사람에게 익숙한 개와 고양이 등 척추동물이 아닌 갑각류와 조개류도 고통을 느끼는지에 대한 논쟁은 여전히 존재한다. 일부 전문가들은 갑각류가 내부에서 고통을 일으키지 않는 반사신경을 유지하는 능력이 있으며, 이는 고통을 느끼지 않는다는 것을 의미한다고 반박한다. 일부는 통증 신호가 뇌에 도달하지 않기 때문에, 반사 반응과 통증 유발 반응이 분리돼 있다고 설명하기도 한다. 한편 갑각류가 고통을 느낄 줄 아는 생물이므로 살아있는 채로 끓는 물에 삶는 행위를 통제하는 국가는 영국만이 아니다. 이미 2018년 스위스를 시작으로 노르웨이, 뉴질랜드, 호주 등지의 국가에서는 이를 불법으로 간주해왔다.

평소 중요성을 인식하지는 못하지만 충치 때문에 고생해본 사람이라면 치아의 중요성을 알 것이다. 치아질환은 방치할수록 치료 비용도 많이 들게 된다. 치아가 손실된 뒤 제대로 치료하지 않을 경우 인지기능 저하와 치매의 원인이 될 수 있다는 경고가 나왔다. 미국 뉴욕대 의대, 간호대 공동연구팀은 치아가 빠진 상태에서 방치하는 경우, 특히 노년층의 경우 인지장애와 치매 유발의 중요한 원인이 된다고 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘급성 장기요양의학’(JAMDA) 7월 8일자에 실렸다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 65세 이상 미국인 6명 중 1명이 치아 손실이 있는 상태이다. 잘 알려져 있다시피 미국은 의료비가 비싸 치아손실에 대한 보철치료를 하지 않고 방치하는 경우가 많다. 특히 저소득층일수록 치아손실 방치사례가 많아 노년층 치아갯수가 사회경제적 불평등을 보여주는 사례라고 지적하는 전문가들도 있다. 일반적으로 치아손실은 음식물 저작활동을 방해하고 잇몸질환을 일으켜 영양결핍으로 이어지고 뇌의 변화까지 일으킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 이에 연구팀은 치아상실과 인지기능 감소와 관련한 14개 연구에 참여한 3만 4074명을 대상으로 메타분석을 실시했다. 치아상태와 인지기능 감소의 계량화를 시도한 것이다. 분석 결과 손실된 치아 갯수가 많을수록 인지장애와 치매가 발병할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 연구팀은 치아손실이 인지장애, 치매와 직접 연관성이 있는지 확인하기 위해 흡연, 음주, 약물, 기저질환 등 요소들을 통제한 뒤 연관성을 분석하기도 했다. 다른 요인 통제 후에도 치아손실 갯수가 하나 증가할 때마다 인지장애 위험은 1.4%, 치매 진단 가능성은 1.1% 증가한 것으로 나타났다. 그렇지만 치아 손실 이후 틀니나 임플란트 등 보철치료를 한 사람의 경우는 인지장애 위험이나 치매진단 가능성이 일반인들과 차이가 없는 것으로 나타났다. 뉴욕대 로리 마이어스 간호대 베이 우 교수(치아보철학)는 “알츠하이머와 각종 치매 진단을 받는 사람들이 매년 급증하고 있는 상황에서 치아건강이 인지기능 장애와 선형적 관계에 있다는 사실을 확인한 이번 연구는 의미가 크다”라며 “치매와 인지장애로 인한 사회적 비용을 줄이기 위해서라도 적시에 치아치료를 하고 치아건강을 유지하도록 돕는 공공의료 역할이 필요하다”라고 설명했다.

한 번에 많은 양의 음식을 먹고 배가 부른데도 계속 먹는 폭식이나 다이어트에 집착해 비정상적인 음식섭취 현상을 보이는 거식증 등은 신경정신과 질환으로 분류된다. 폭식의 경우 최근 유튜브 등을 통해 ‘먹방’이 유행하면서 문제가 없는 것으로 인식되고 있지만 이 역시 대표적인 식이장애 중 하나이다. 그렇다면 섭식장애는 뇌가 이상이 있기 때문에 생기는 것일까, 섭식 이상행위로 인해 뇌에 이상이 생겨 강화가 되는 것일까. 일반적으로 각종 정신과적 문제가 뇌에 영향을 미쳐 음식섭취 행위에 이상이 유발시키는 것으로 알려져 있다. 정신신경학자들이 섭식장애 행동으로 인해 뇌 신경망에 이상이 발생하고 이것이 섭식장애를 강화시킨다는 사실을 밝혀냈다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 의대 정신과학과, 콜로라도대 의대 정신과학과, 콜로라도 주립식이장애치료센터 공동연구팀은 폭식, 거식증 같은 섭식장애 행동은 뇌의 보상반응시스템과 음식섭취 제어 회로를 변화시켜 문제를 만성화시키고 치료를 어렵게 만드는 경향이 있다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 정신과학’ 7월 1일자에 실렸다. 연구팀은 197명의 섭식장애를 앓고 있는 여성과 120명의 정상 여성을 대상으로 체지방율(BMI)를 포함한 각종 신체지수를 측정하고 식사와 관련한 인식 및 설문조사를 실시하는 한편 음식과 관련한 자극에 뇌신경이 어떻게 작동하는지를 보기 위해 기능성자기공명영상(fMRI)를 측정했다. 그 결과 섭식장애가 없는 일반 여성들에게서는 BMI와 식사습관, 뇌의 보상시스템 이상이 관측되지 않았으며 이들 사이에서 섭식장애와 관련된 어떤 상관관계도 발견할 수 없었다 그렇지만 섭식장애 여성들은 BMI가 정상보다 지나치게 높거나 낮고 폭식행위가 자주 나타나는 것으로 관찰됐다. fMRI 측정 결과 섭식장애를 가진 여성들은 음식섭취와 관련된 복측 선조체와 시상하부의 연결방향이 정상인과는 반대로 형성돼 음식과 관련해 통제불능의 상태에 쉽게 빠지는 것으로 확인됐다. 또 섭식장애를 가진 여성들은 뇌 보상시스템이 과도하게 반응하고 음식섭취제어 회로는 정상적으로 작동하지 못한다는 것이다. 귀도 프랭크 UCSD 의대 교수는 “이번 연구는 식습관에 부정적인 영향을 미치는 생물학적, 행동적 요인들은 이상행동 전후에 모두 관여해 증상을 강화시킨다는 것을 알게 해준다”라며 “섭식 장애행동이 뇌의 보상체계와 음식섭취회로에 문제를 일으켜 만성화시킨다는 것을 알게 된 만큼 이를 근본적으로 치료할 수 있는 방법을 찾는데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

‘자녀와의 경험’ 녹여 소통법 소개“게임으로 긍정적 활동 유도해야”“‘이제 게임 그만할 시간이야’라고 소리 지르는 대신 ‘오늘 게임은 어땠니’라고 물어보세요. 효과가 더 있을 겁니다.” 부모의 잔소리에 아이는 마지못해 컴퓨터나 스마트폰을 끄지만, 갈등은 그대로 남는다. 코로나19로 집에 있는 시간이 늘면서 다툼도 잦아진다. 많은 전문가들이 “아이와 우선 소통하라”고 하지만 공허하다. 태어날 때부터 스마트폰을 쓴 포노사피엔스인 아이와 호모사피엔스 부모는 서로를 이해하는 것조차 어렵다. 이장주 이락 디지털문화연구소장은 최근 출간한 ‘게임세대 내 아이와 소통하는 법’(한빛비즈)에서 부모 세대에게 게임과 관련 산업을 제대로 이해해야 한다고 조언한다. “요즘 아이들에게 게임은 놀이이자 또래와 경쟁하고 협동하는 수단”인데 어른들은 “프로게이머가 등장한 지 20년이 넘었는데도 여전히 게임은 폭력 성향을 키우고, 뇌에 문제를 준다는 ‘공포와 선입견’에 사로잡혀” 인식의 간극을 줄이지 못한다고 분석했다.게임을 허락하되, 다만 게임을 왜 하는지, 게임을 하면서 얻는 게 무엇인지 대화를 나눠 보길 권했다. 특히 이 과정에서 부모가 속상한 기분을 표현하는 건 괜찮지만, 막무가내형 윽박은 역효과를 부른다. “자기 통제를 담당하는 전두엽은 20대에나 완성되는데 성인도 제어가 어려워요. 어른들도 유튜브 한번 보면 하염없이 빠져들잖아요. 스무 살도 안 된 아이가 기계처럼 자신을 통제하길 바라는 건 사실 무리죠.” 게임문화를 연구하는 문화심리학자이자 세 아이의 아버지인 저자는 게임을 두고 아이들과 벌인 승강이를 비롯해 그 과정에서 느낀 점 등을 책에 녹였다. “게임에만 매달리는 아이들한테 ‘해야 할 일은 다 하고 게임을 즐기자’는 거 하나만 약속하자 했습니다. 첫째와 둘째는 약속을 제대로 지키더라고요. 중학생인 막내도 주말엔 하루 종일 게임을 하지만, 제 할 일은 다 하고 있어요.” 이 소장은 부모가 게임을 시간낭비가 아닌 의미와 가치가 있는 활동으로 인정하고, 게임에서 길러야 할 덕성을 함께 찾아볼 것을 제안했다. “게임에서 발견한 의미들이 노래나 운동, 공부 등 다른 분야로 이어지도록 적극적으로 노력해 보라”는 조언도 덧붙였다.

중국에서 14만 6000년 전 살았던 고대 인류의 유골이 발견됐다는 내용의 논문이 공개됐다. 중국과학원 고인류학 연구진에 따르면 연구에 이용된 유골 화석은 14만 6000년 전 중국 북동부에 살았던 50대 남성의 것으로 추정된다. 두개골의 눈 위쪽 뼈가 두껍고, 눈이 움푹 들어갔으며, 전체적으로 둥근 코와 현대 인류와 유사한 크기의 뇌를 가지고 있었던 것이 특징이다.이 고대 인류가 살았던 시기는 네안데르탈인을 비롯해 멸종된 인간의 조상 종족(호미닌)이 아시아와 유럽에 이미 퍼져 있을 때다. 그러나 지금까지 알려진 고대 종족과 완전히 일치하지 않기 때문에, 연구진은 이를 새로운 종(種)의 고대 인류라고 결론 내렸다. 해당 유골 화석은 ‘검은 용’이라는 뜻의 헤이룽(黑龍) 지명을 본 따 ‘호모 룽기’(Dragon Man)라고 명명됐으며, 현대 인류의 가장 가까운 친척일 가능성이 높다. 연구진은 “연구한 두개골에는 원시인과 현대 인류의 특징이 섞여있었다. 이런 특징의 결합은 유일무이하다”라며 “이 화석이 현대 인류의 자매종이라는 것을 알려주는 것”이라고 설명했다.이어 “두개골의 해부학적 특징 600여가지를 조사한 결과, 호모 롱기는 네안데르탈인이나 데니소바인보다는 호모 사피엔스에 더욱 가까운 종으로 보인다”면서 “다만 어떤 동물을 사냥하고 무엇을 섭취했는지 등의 세부적인 정보는 파악할 수 없었다”고 덧붙였다. 연구진이 구체적인 추가정보를 얻는 데 어려움을 겪은 이유 중 하나는 두개골의 발견 장소를 특정할 수 없었기 때문이다.이 두개골이 발견된 시기는 지금으로부터 88년 전인 1933년이다. 당시 현지의 한 농부가 헤이룽장성의 하얼빈에서 쑹화강을 잇는 다리 건설에 투입 돼 땅을 파던 중 해당 두개골 화석을 발견한 것. 농부는 이 두개골 화석을 자신의 가보로 삼겠다고 결심한 뒤 버려진 옛 우물에 화석을 숨겼다. 이후 80년이 넘도록 누구에게도 알리지 않았다. 85년이 흐른 2018년, 농부는 임종을 앞두고 손자들에게 ‘두개골의 진실’을 털어놓았고, 이후 손자들은 할아버지가 말한 옛 우물에서 두개골을 파낸 뒤 이를 베이징의 한 대학에 기증했다. 한편 일각에서는 이 두개골이 발견된 정확한 위치를 알 수 없다는 점과 두개골에서 발견된 특징 등을 이유로 새 고대 인류인지 아닌지 확신할 수 없다는 의견을 내놓았다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘더 이노베이션’ 최신호(25일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

중국에서 14만 6000년 전 살았던 고대 인류의 유골이 발견됐다는 내용의 논문이 공개됐다. 중국과학원 고인류학 연구진에 따르면 연구에 이용된 유골 화석은 14만 6000년 전 중국 북동부에 살았던 50대 남성의 것으로 추정된다. 두개골의 눈 위쪽 뼈가 두껍고, 눈이 움푹 들어갔으며, 전체적으로 둥근 코와 현대 인류와 유사한 크기의 뇌를 가지고 있었던 것이 특징이다.이 고대 인류가 살았던 시기는 네안데르탈인을 비롯해 멸종된 인간의 조상 종족(호미닌)이 아시아와 유럽에 이미 퍼져 있을 때다. 그러나 지금까지 알려진 고대 종족과 완전히 일치하지 않기 때문에, 연구진은 이를 새로운 종(種)의 고대 인류라고 결론 내렸다. 해당 유골 화석은 ‘검은 용’이라는 뜻의 헤이룽(黑龍) 지명을 본 따 ‘호모 룽기’(Dragon Man)라고 명명됐으며, 현대 인류의 가장 가까운 친척일 가능성이 높다. 연구진은 “연구한 두개골에는 원시인과 현대 인류의 특징이 섞여있었다. 이런 특징의 결합은 유일무이하다”라며 “이 화석이 현대 인류의 자매종이라는 것을 알려주는 것”이라고 설명했다.이어 “두개골의 해부학적 특징 600여가지를 조사한 결과, 호모 롱기는 네안데르탈인이나 데니소바인보다는 호모 사피엔스에 더욱 가까운 종으로 보인다”면서 “다만 어떤 동물을 사냥하고 무엇을 섭취했는지 등의 세부적인 정보는 파악할 수 없었다”고 덧붙였다. 연구진이 구체적인 추가정보를 얻는 데 어려움을 겪은 이유 중 하나는 두개골의 발견 장소를 특정할 수 없었기 때문이다.이 두개골이 발견된 시기는 지금으로부터 88년 전인 1933년이다. 당시 현지의 한 농부가 헤이룽장성의 하얼빈에서 쑹화강을 잇는 다리 건설에 투입 돼 땅을 파던 중 해당 두개골 화석을 발견한 것. 농부는 이 두개골 화석을 자신의 가보로 삼겠다고 결심한 뒤 버려진 옛 우물에 화석을 숨겼다. 이후 80년이 넘도록 누구에게도 알리지 않았다. 85년이 흐른 2018년, 농부는 임종을 앞두고 손자들에게 ‘두개골의 진실’을 털어놓았고, 이후 손자들은 할아버지가 말한 옛 우물에서 두개골을 파낸 뒤 이를 베이징의 한 대학에 기증했다. 한편 일각에서는 이 두개골이 발견된 정확한 위치를 알 수 없다는 점과 두개골에서 발견된 특징 등을 이유로 새 고대 인류인지 아닌지 확신할 수 없다는 의견을 내놓았다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘더 이노베이션’ 최신호(25일자)에 실렸다.

15년 동안 몸에 기생충을 기르며 연구를 해 괴짜 교수로 유명했던 일본의 기생충학자 후지타 고이치로 도쿄대 의과치과대 명예교수가 흡인성 폐렴으로 사망했다는 소식이 전해졌다. 28일 요미우리 신문 등에 따르면 후지타 명예교수는 지난달 14일 흡인성 폐렴으로 82세를 일기로 사망했다. 흡인성 폐렴은 음식물이나 침이 기도로 들어가서 발생하는 폐렴으로 병원성 세균이 집락된 위내의 분비물이나 구강내의 분비물이 식도가 아닌 기관지를 통해 폐로 들어가 감염을 일으키는 질환이다. 후지타 명예교수는 1939년 만주에서 태어나 도쿄대 의과치과대를 졸업한 뒤 정형외과에서 근무하던 중 오키나와 열도에서 사상충을 조사하러 간 계기로 기생충학 연구에 전념했다. 이후 기생충학, 열대 의학, 감염 면역학 등을 연구하는 과정에서 “지나친 청결은 질병이다”, “적당히 더러운 것이 건강에 좋다”라며 일본인의 과잉 청결 지향이 오히려 면역력을 떨어트린다고 경고했다. 또 “일본인들이 꽃가루 알레르기 때문에 고생하는 원인이 기생충을 너무 많이 박멸했기 때문”이라고 주장했다. 이외에도 “기생충이나 세균과 공생할 필요가 있다”며 자신의 배 속에 조충(촌충)을 15년간 기생시켜가며 면역 연구를 한 것으로도 유명하다. ‘웃는 회충-기생충 박사 분투기’(1994), ‘하늘을 나는 기생충’(1996), ‘청결은 질병이다’(1999), ‘뇌는 바보, 장은 똑똑-장을 단련하자 머리가 좋아졌다’(2012) 등의 저서를 남겼다.

국내 연구진이 치매원인물질이 스스로 잡아먹어 치매를 차단할 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 질환표적구조연구센터, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소, 이화여대 약대 공동연구팀은 베타아밀로이드 단백질과 함께 치매 유발 주요 원인으로 꼽히는 타우단백질을 자가포식으로 분해하는 원리를 발견했다고 27일 밝혔다. 자가포식은 세포 스스로가 불필요한 세포 성분이나 세포소기관, 단백질을 분해시켜 에너지원으로 재생하는 현상이다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 건강보험심사평가원에 따르면 국내 치매환자 증가율은 연평균 16%로 65세 이상 노인 10명 중 1명이 치매를 앓고 있다. 더군다나 최근에는 60세 미만에서도 환자 수가 꾸준이 늘고 있을 뿐만 아니라 20~30대에서도 치매증상을 보이는 이들이 나타나고 있어 치매 예방과 치료에 대한 기술 개발이 시급하다. 치매의 주요 원인은 알츠하이머로 알려져 있으며 보통 뇌신경세포 속 베타아밀로이드나 타우단백질이 비정상적으로 증가해 뭉치면서 신경세포를 파괴해 인지기능과 기억력 상실을 일으키는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 알코올이나 뇌졸중 같은 다른 원인으로 발생하는 경우도 많다. 이처럼 다양한 원인과 정확한 발병원인을 알 수 없기 때문에 일단 치매가 발생하면 치료할 수 있는 방법이 없는 상황이다. 이달 초 미국식품의약국(FDA)는 치매 진행을 늦출 수 있는 아두카누맙이라는 알츠하이머 치매 치료제에 대한 임상4상 시험을 조건부로 승인하기는 했지만 효과에 대해서 전문가들은 상반된 의견을 내고 있다. 기존에는 대부분 단백질 분해효소인 프로테아좀이라는 물질로 치매 원인물질인 타우단백질 제거를 유도하고 있지만 이 역시 효과가 확실치는 않다. 연구팀은 치매를 유발시킨 초파리와 생쥐에게 mRNA 유전자를 조작해 ‘UBE4B’라는 단백질을 증가시키면 타우단백질이 스스로 분해되는 자가포식현상이 촉진돼 타우단백질의 비정상적 응집이 감소하며 치매 증상이 완화되는 것을 확인했다. 특히 기존 프로테아좀을 이용해 분해하는 것보다 자가포식 작용이 타우단백질을 더 효과적으로 제거할 수 있다는 사실을 알게 된 것이다. 연구팀은 UBE4B를 이용한 타우단백질 분해조절 인자에 대해 특허 출원을 진행 중이다. 연구를 이끈 류훈 KIST 박사는 “이번 연구결과는 치매원인 물질 중 하나인 타우단백질 분자가 자가포식작용에 의해 분해될 수 있다는 사실을 밝혀냈다”라며 “이번에 발견된 타우단백질 분해 메커니즘은 생쥐를 이용한 실험에서도 확인된 만큼 사람의 치매에 대응할 수 있는 새로운 방법을 제시해줄 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

코로나19 바이러스가 뇌의 회색질을 줄이는 것으로 나타났다. 영국 바이오뱅크가 394명의 코로나19 완치자와 388명의 건강한 사람 뇌를 스캔해 비교한 결과 코로나 바이러스가 대뇌 피질에 중대한 영향을 끼치는 것으로 확인됐다. 이러한 연구 결과는 ‘코로나19 전과 이후의 뇌 이미지’란 제목의 논문으로 생물의학 데이터베이스인 바이오뱅크에 지난 11일 발표됐다. 연구진은 논문을 통해 “대뇌 피질에서 회색질은 후각기관과 미각과 직접적으로 관련되어 있으며, 코로나 바이러스가 회색질의 용적을 줄어들게 한다”고 주장했다. 뇌의 회색질은 정보처리에 중요한 역할을 하며, 회색질에 이상이 발생하면 신경세포의 기능과 신호전달에 영향을 받을 수 있다. 이러한 연구 결과는 이미 미국 조지아주립대 신경영상·데이터 과학 연구센터 빈스 칼훈 박사 연구팀이 코로나 환자 58명의 뇌를 CT 촬영해서 지난 5월 발표한 분석과 일치한다. 뇌의 회색질이 줄어드는 것은 또 기억력과도 관련이 있어 장기적으로 치매나 지적 장애가 생길 가능성을 높인다. 바이오뱅크 연구에 참여한 코로나 환자들은 대부분 경미하거나 증상이 없는 환자들이었다. 하지만 회색질이 줄어드는 것이 코로나 바이러스가 뇌에 퍼진 것에 따른 결과인지 아니면 다른 질환에 의한 것인지는 확인하지 못했다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr

㈜지엔티파마가 뇌졸중 치료제로 개발 중인 ‘넬로넴다즈’의 3상 임상시험계획서를 식품의약품안전처에 제출했다고 21일 밝혔다. 국내에서 뇌졸중 치료제의 임상 3상 신청은 이번이 처음이다. 이번 임상 3상의 목표는 발병 후 12시간 이내에 혈전 제거 수술을 받는 급성 허혈성 뇌졸중 환자에게서 넬로넴다즈의 장애 개선 효과와 뇌신경세포 보호 효과를 검증하는 것이다.뇌졸중 3대 평가 척도인 mRS(장애 평가), BI(일상생활 평가), NIHS(뇌졸중 환자의 신경학적 장애 평가)로 장애개선효과를 검증하며, MRI영상으로 뇌신경세포 보호 효과를 확인하게 된다. 임상3상은 서울아산병원을 비롯한 23개 대학병원 뇌졸중 센터에서 중증도 이상의 뇌졸중 환자 496명을 대상으로 진행한다. 현재 뇌졸중 치료에는 1995년 허가된 tPA(정맥 투여용 혈전용해제)와 2015년 도입한 혈전 제거 수술법이 사용된다.혈전 제거 수술이 뇌졸중의 표준 치료법으로 도입되면서 장애 개선에 기여하고 있지만, 치료 후 발생할 수 있는 재관류 손상과 출혈 등의 부작용은 여전히 사망과 장애의 원인이 되고 있다. 워싱턴대학교 의과대학 산하 보건계량분석연구소(IHME) 보고서에 따르면 2017년 기준 전 세계 뇌졸중 환자 수는 1억 명이 넘었으며 520만 명이 사망했다. 사망에 이르지 않더라도 마비, 인지기능장애, 언어장애 등 심각한 후유증이 따를 수 있다.뇌졸증으로 뇌혈관이 막히면 뇌에서 흥분성 신경전달물질 글루타메이트가 과량 방출돼, NMDA수용체(뇌에서 신경세포의 사멸을 조절)를 자극해 뇌신경세포 사멸을 유발한다. 또 혈관 재개통 후 생성되는 유해산소인 활성산소에 의해 뇌신경세포가 사멸하면서 환자는 영구장애나 사망에 이르게 된다. 그동안 많은 다국적 제약사가 NMDA 수용체 또는 활성산소 가운데 하나만을 대상으로 한 단일표적 뇌신경세포 보호 약물을 개발해 동물모델에서 약효를 입증한 후 뇌졸중 환자를 상대로 임상시험을 진행했지만 모두 실패했다.기대를 모았던 NMDA 수용체 억제 약물들은 사람에게 정신병 증상 등의 예기치 않은 부작용을 유발하기도 했다. ㈜지엔티파마 관계자는 “넬로넴다즈는 NMDA 수용체 활성을 억제하고 동시에 활성산소를 제거하는 신물질로, 뇌졸중 후 뇌신경세포의 사멸을 방지하는 세계 최초 ‘다중표적’ 뇌신경세포 보호 약물”이라고 밝혔다.과학기술정보통신부와 경기도 등의 지원을 받아 개발했으며 미국 및 국제특허(PCT) 출원도 완료했다. 넬로넴다즈의 안전성은 미국과 중국에서 165명의 정상인을 대상으로 완료한 임상 1상, 한국과 중국에서 447명의 뇌졸중 환자를 대상으로 완료한 임상 2상에서 이미 확인됐다는 게 지엔티마파 측 설명이다. 특히 8시간 이내에 혈전 제거 수술을 받은 209명 뇌졸중 환자를 대상으로 진행했던 국내 임상 2상에서 넬로넴다즈의 장애 개선 효과는 뇌졸중 약효의 3대 평가 지표인 장애 평가, 일상생활 평가, 신경학적 평가에서 플라시보(위약)와 비교해 확연하게 개선된 것으로 나타났다.심층분석에서 넬로넴다즈의 장애 개선 효과는 중증 뇌졸중 환자에게서도 확인됐다. 임상 3상 총괄 책임자인 서울아산병원 신경과 권순억 교수(대한뇌졸중학회 이사장)는 “넬로넴다즈는 급성 허혈성 뇌졸중에서 신경세포를 보호하는 효과를 가진 약물로서 이번 연구를 통해 그 유용성과 안전성이 입증될 것으로 기대되며, 이는 급성 허혈성 뇌졸중 치료의 새로운 전기가 될 것으로 생각한다”며 임상 참여 이유를 설명했다. 지엔티파마는 뇌졸중 환자의 치료에 대한 다국가 임상시험을 여러 건 성공적으로 수행한 권 교수와 뇌졸중 중개연구의 세계적 석학인 스토니브룩 의과대학 신경과 데니스 최 교수의 자문을 받아 임상 3상을 준비했다. 지엔티파마 곽병주 대표(연세대 생명과학부 겸임교수)는 “447명의 뇌졸중 환자를 대상으로 한 임상 2상을 통해 넬로넴다즈의 안전성과 약효를 확인했다”면서 “전 세계 뇌졸중 중개 및 임상 연구를 선도하고 있는 연구진과 함께 글로벌 기준의 임상 3상을 성공적으로 완료해 넬로넴다즈가 뇌졸중 환자의 장애와 사망을 획기적으로 줄이는 최초의 신약이 될 수 있도록 하겠다”고 말했다. 한상봉 기자 hsb@seoul.co.kr