계명대 동산병원 신경과 조용원 교수와 계명대 의용공학과 구정훈 교수는 10여 년간의 연구를 통해 하지불안증후군 환자가 하지불안자극을 느끼는 것과 관련된 뇌 메커니즘을 밝혀냈다. 하지불안증후군은 수면장애의 하나로, 잠들기 전 다리에 불편한 느낌이 나타나 다리를 움직이게 되면서 수면을 방해하는 질환이다. 조 교수팀은 하지불안증후군 환자의 뇌가 활성화되지 않은 휴지상태에 기능자기공명영상을 촬영해 뇌의 연결성을 분석했다. 기능자기공명영상은 인체에 고통을 주지 않고, 자기공명영상(MRI)을 이용해 혈류나 산소화 상태를 인지하여 뇌 또는 다른 장기의 기능을 검사하는 것이다. 이 연구팀은 2010년 공동연구를 시작으로 인연을 맺었다. 지속적인 연구 결과, 2014년에 자극을 우선 처리하는 영역인 뇌시상과 대뇌피질과의 연결이 하지불안증후군 환자들과 정상 군 사이에 유의미한 차이를 보인다는 것을 확인했다. 그리고 2년 뒤인 2016년에는 아무런 활동을 하지 않는 상태에서도 기본적인 활동을 관리하는 기본네트워크회로(Default mode network)가 환자 군에서는 자극과 움직임을 처리하는 영역에 좀 더 강화됨을 알아냈다. 이 회로는 아침과 저녁에 다르게 작용하며 환자가 밤에 증상을 더 겪는 현상을 뇌의 관점에서 설명할 수 있게 했다. 이러한 연구결과는 세계수면학회지 ‘Sleep Medicine’ 2014, 2016, 2018년에 각각 게재되었다. 이런 뇌 네트워크가 치료를 진행함에 따라 유의미하게 정상 군과 비슷한 상태로 회복됨을 보였다. 뿐만 아니라, 최근에는 하지불안증후군 환자가 겪는 불편한 감각이 여러 뇌 회로의 이상으로 발현된다는 것을 바탕으로, 자극에 민감하게 반응하여 처리하는 현출성신경망(Sailence network)이 환자 군에게 더욱 두드러져 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구결과는 국제학술지 네이처 ‘Scientific Report, 2020’에 게재됐다. 조 교수는 “이번 연구는 하지불안증후군을 뇌 메커니즘의 관점에서 이해하는데 진일보된 결과이며, 이후 치료에 대한 접근법 및 진단 방법에도 영향을 줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 대학원생들이 한국연구재단에서 지원하는 ‘2020 이공분야 학문후속세대지원사업’의 박사과정생 연구장려지원금 부문에 선정됐다. 선정된 학생들은 로봇공학전공 최정현, 뉴바이올로지전공 노현철, 뇌·인지과학전공 주빛나, 정민석 학생 등 모두 4명이다. 모두 박사과정에 재학 중으로, 자신만의 연구주제를 구상, 이에 관한 계획과 역량을 다방면에서 평가받아 선정됐다. 이들은 향후 2년간 자신만의 연구를 진행할 수 있는 전폭적인 지원을 받게 된다. 최정현 학생은 ‘소형 모빌리티의 주행거리 향상을 위한 모델예측 제어기반의 구동·조향 토크 최적분배 알고리즘’에 대한 연구를 진행하게 된다. 이 연구는 전기 자동차 및 다른 소형 모빌리티의 주행거리 향상에 관한 연구로써, 최정현 학생은 향후 주행에 대한 수학적 모델을 도출하고 모델예측 제어를 기반으로 하는 주행제어 관련 연구를 진행하게 된다. 노현철 학생은 다양한 대사질환들과 밀접한 관계가 있는 ‘미접힘 단백질 반응(UPR, Unfolded Protein Response)’을 매게하는 ‘XBP1s 단백질’에 대한 연구를 진행할 예정이다. 노현철 학생은 해당 단백질이 대사 활동 조절에 미치는 영향에 대한 연구와 이에 따라서 비만에 미치는 영향까지도 알아볼 계획이다. 주빛나 학생은 뇌의 여러 부위 중 현재까지 많은 연구가 진행된 적이 없던 ‘후두정피질’에 대한 연구를 진행하게 된다. 특히 후두정피질의 기능과 신경회로망 작동원리에 대한 연구를 다방면에서 진행해 사고로 인해 트라우마를 겪는 인간의 신경회로망 작동 방식 규명에 대한 연구를 진행 할 계획이다. 정민석 학생은 뇌의 ‘해마’ 신경회로에 대한 외상후 스트레스 증후군(PTSD, Post-Traumatic Stress Disorder) 환자들에게서 관찰되는 감정조절 및 인지능력 손상의 상관관계 및 발병기전에 대한 연구를 진행하게 된다. 특히 이러한 연구를 통해 잠재적인 치료기법 개발을 위한 단서를 찾는 연구까지도 함께 수행할 예정이다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

집에서 만들어 먹는 음식이 아닌 이상 즉석식품이나 각종 가공식품들에는 어쩔 수 없이 음식이 상하지 않게 하거나 색감을 좋게 하거나 맛을 높이기 위해 식품첨가물이 들어가기 마련이다. 인체에 무해하다고는 하지만 식품첨가물이 간접적인 경로를 통해 건강에 영향을 미칠 수도 있다. 국내 연구진이 가공식품 속 들어가는 식품첨가제가 자칫 자폐증을 유발시킬 수도 있다는 연구결과를 내놨다. 한국뇌연구원 신경회로연구그룹 연구팀은 가공식품 속 유통기한을 늘리기 위해 사용되는 식품첨가물인 프로피온산이 장내 미생물의 불균형을 유발시켜 자폐증을 유발시킬 가능성을 높인다고 11일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 브레인’에 실렸다. 최근 들어 과학계에서는 장내 미생물에 대한 다양한 연구들을 하고 있다. 장은 ‘제2의 뇌’라고 불리며 장에서 흡수된 물질이 혈관을 따라 이동해 멀리 떨어진 뇌까지 영향을 줄 수 있다는 ‘장-뇌 연결축’이라는 개념이 제시되기도 했다. 연구팀은 자폐증을 앓고 있는 아이들이 과민성대장증후군 같은 장관련 질환을 앓는다는 점과 프로피온산을 투여한 쥐가 자폐 유사증상을 보인다는 기존 연구결과에 주목했다. 프로피온산(PPA)는 가공식품 속 유통기한을 늘리는데 사용되는 식품첨가물로 각종 통조림에 포함돼 있다. 연구팀은 생쥐의 신경세포(뉴런)를 배양한 뒤 PPA를 투여하고 해마 신경세포의 형태와 단백질 발현량을 관찰했다. 그 결과 세포내 불필요한 단백질과 세포소기관을 분해하는 자가포식 작용이 제대로 이뤄지지 않아 세포내 노폐물이 축적되고 결국 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 수상돌기 가시가 줄어들면서 뇌 발달이 더뎌진다는 것을 확인했다. 또 PPA가 투여된 세포에서는 세포외 신호조절 효소 경로가 과도하게 활성화된다는 것도 관찰했다.결국 식품첨가물로 사용되는 프로피온산이 체내에 과도하게 유입될 경우 장내 세균의 종류와 숫자에 영향을 미치고 이것이 신경세포에까지 영향을 미쳐 뇌발달이 한창인 아동에게 영향을 미쳐 자폐유사증상을 유발할 수 있다는 설명이다. 문지영 박사는 “이번 연구는 장내 미생물이 뇌에 미치는 여러 영향 중 하나를 밝혀낸 것으로 프로피온산이 뇌에 미치는 영향을 파악함으로써 관련 질환 치료에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일본팀, 클로자핀 N옥사이드 주입·관찰48시간 Q뉴런 활성화, 동면상태와 유사美팀, 하루 음식 안 주고 신진대사 낮춰생쥐 신경회로서 Q뉴런의 활성화 확인“장기 동면상태에선 이식 장기 손상 막고발병 후 조직 손상 최소화 등 이익 크다” SF영화 역사상 최고의 걸작으로 꼽히는 ‘2001 스페이스 오디세이’(1968)에서 시작해 ‘멜 깁슨의 사랑이야기’(1992), 실베스터 스탤론 주연의 ‘데몰리션맨’(1993), ‘바닐라 스카이’(2001), 에일리언 시리즈, 그리고 2016년 말 개봉한 ‘패신저스’까지 공통점은 뭘까. ‘냉동인간’ 혹은 ‘인공동면’(冬眠)을 소재로 하고 있다는 점이다. SF에서는 수십~수백 광년이 떨어진 곳까지 우주여행을 하거나 불치병에 걸려 과학기술이 더 발전한 먼 미래에 깨어나 치료받기 위한 소재로 쓰인다. 그렇지만 SF에서는 전혀 다른 원리를 갖고 있는 냉동인간과 인공동면을 혼동해 사용하는 경우가 많다. 겨울잠이라고 불리는 동면은 에너지를 아끼기 위한 것이 주요 목적이고 냉동인간은 특정 목적 때문에 생체조직이 상하지 않도록 특수 처리한 상태에서 초저온으로 냉동시켜 장기 보존하는 것이다. 냉동인간 기술을 활용해 사업을 하는 기업들이 전 세계적으로 서너곳이 있지만 냉동만 가능할 뿐 조직 손상 없이 해동시키는 방법은 아직 알고 있지 못하다. 인공동면이나 냉동인간 기술이 성공한 사례는 없다는 말이다. 그렇지만 과학계에서는 냉동보존 기술의 첫 단계로 곰이나 개구리 등 겨울잠 자는 동물들의 동면 원리를 알아내기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 이런 가운데 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 6월 11일자에는 설치류를 대상으로 동면과 비슷한 상태를 유발시킬 수 있는 신경세포 회로를 발견했다는 연구 결과 2편이 실려 주목받고 있다.사람은 추운 곳에 오래 노출될 경우 저체온증으로 서서히 의식을 잃고 사망하는 경우가 많다. 그렇지만 겨울잠을 자는 동물들은 날씨가 추워져 먹을 것을 구하기 어려워지면 에너지 소비를 낮춰 체온을 떨어뜨리고 심장도 거의 움직이지 않는 상태로 한철을 보내게 된다. 많은 과학자들이 동면은 뇌 시상하부의 ‘시각교차전(前)구역’이라는 부위에서 온도조절 작용 때문이라고 추측했을 뿐 정확한 메커니즘은 밝혀내지 못한 상태였다. 일본 쓰쿠바대 의대, 국제통합수면의학연구소, 이화학연구소(리켄) 망막재생연구소, 리켄 세포기능역학연구소, 니가타대 뇌연구소, 쓰쿠바 고등연구협회 공동연구팀은 생쥐에게 ‘클로자핀 N옥사이드’라는 화학물질을 주입한 결과 뇌 시상하부에 있는 Q뉴런이라는 지금까지 잘 알려지지 않은 부분이 활성화되면서 48시간 이상 동면 상태와 비슷하게 신진대사 활동이 느려지고 체온이 떨어지는 것을 확인했다. 또 광유전학 기술로 Q뉴런을 자극할 경우에도 동면 상태가 유도되는 것을 관찰했다. 유도동면에서 깨어난 뒤 생쥐들에게서 이상행동이나 조직이나 장기손상은 관찰되지 않았다고 연구팀은 밝혔다. 미국 하버드대 의대 신경생물학과, 신경과학부, 영상·데이터분석센터, 베스 이스라엘 디코니스 의료센터(BIDMC) 내분비·당뇨·대사질환과, 샌디에이고 소재 의료기업 뉴로포토메트릭스 공동연구팀은 일본 연구팀처럼 약물을 주입하는 대신 24시간 동안 음식과 물을 주지 않아 신진대사 활동을 낮춘 뒤 생쥐의 신경회로를 관찰한 결과 역시 Q뉴런이 활성화된다는 사실을 확인했다.이번 연구를 주도한 신경생물학 분야의 세계적 권위자 마이클 그린버그 하버드대 의대 교수는 “인간에게 장기적인 동면 상태를 유도하는 것은 이식을 위해 장기를 손상 없이 보존할 수 있게 해주거나 질병 발생 후 조직손상을 최소화시키는 등 잠재적으로 의학적 이점이 큰 기술”이라며 “이번 연구는 신경회로 자극을 통해 인공동면 유도 가능성을 보여 줬다는 데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 뇌의 도파민 특정 유전자 스위치가 켜지면 약물 중독에 쉽게 빠지게 된다는 사실을 밝혀냈다. 포스텍 생명과학부, 한국뇌연구원, 대구경북과학기술원(DGIST), 미국 마운트시나이 아이칸의대 신경과학과, 존스홉킨스대 심리·뇌과학과, 존스홉킨스대 의대 신경과학연구소 공동연구팀은 코카인 같은 약물 중독에 신경세포의 특정 도파민 수용체가 중요한 역할을 한다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘생물 정신의학’에 실렸다. 약물 중독은 특정 약물을 강박적으로 찾고 사용하는 행동을 보이는 정신질환으로 치료가 어렵고 오랜 시간이 지난 뒤에도 재발 가능성이 높다. 특히 마약류 같은 중독성 약물은 뇌의 보상회로 속 도파민 농도를 증가시키고 도파민 수용체를 활성화시켜 쉽게 중독을 일으키는 것으로 알려져 있다. 문제는 중독에 유독 쉽게 빠지는 사람이 있는데 이런 현상에 대한 정확한 신경생물학적 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 연구팀은 생쥐들을 이용해 코카인을 스스로 투여할 수 있는 장치에 넣은 뒤 전기생리학적, 광유전학 기법으로 실험을 실시했다. 그 결과 중독에 취약한 생쥐들은 일반 생쥐들과 2909개의 유전자가 차이를 보인다는 사실을 확인했다. 중독 취약 생쥐들은 기분과 감정을 조절하는 영역인 대뇌 보상회로 중격의지핵에 있는 콜린성 뉴런이라는 신경세포에서 ‘DRD2’라는 유전자가 과도하게 발현되는 것으로 관찰됐다. 콜린성 뉴런에서 DRD2가 쉽게 켜지고 발현량도 급증하는 생쥐는 똑같은 코카인에 노출되더라도 쉽게 중독된다는 설명이다. 구자욱 한국뇌연구원 박사는 “이번 연구는 뇌 중격의지핵 신경세포 중 1~2% 정도에 불과한 콜린성 중간뉴런의 도파민 신호전달체계가 중독 행동에 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “추가 연구를 통해 약물 중독 환자에 대한 새로운 치료전략을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정신없이 바쁜 일상, 뇌에서 받아들이기 어려울 정도로 쏟아져 나오는 각종 정보들로 현대인들은 스트레스 상황에 항상 노출돼 있다. 최근에는 코로나19 사태가 장기화되면서 ‘코로나 블루’(코로나 우울증)를 호소하는 목소리도 많아지고 있다. 스트레스가 심해지면 불안, 우울, 강박 증상 등이 나타나는 경우도 많은데 극심한 스트레스, 특히 외상성 스트레스는 뇌의 구조 자체를 바꿔 공격성을 높이고 분노조절장애에 시달리게 만들 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립정신건강연구소(NIMH), 국립의과학연구소(NIGMS), 국립당뇨·소화기·신장병연구소(NIDDKD), 군의관의과대, 미네소타대 신경행동발달연구센터 공동연구팀은 외상성 스트레스가 공격성을 높이고 분노조절장애를 가져올 수 있다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학분야 국제학술지 ‘저널 오브 뉴로사이언스’ 20일자에 실렸다. 트라우마라고도 부르는 외상성 스트레스는 충격적인 사건이나 자연재해으로 인해 자신이나 타인에 대한 물리적 위협을 경험하거나 목격한 다음 겪게 되는 심리적 외상을 말한다. 많은 사람들이 트라우마는 자신과 상관없는 일로 생각하지만 살다보면 크고 작은 외상성 스트레스를 겪게 된다. 직장이나 학교에서 경험이나 믿고 있던 지인에게서 배신, 가까운 사람의 질병 등 다양한 요인이 트라우마를 남기는 경우가 많다. 외상성 스트레스를 받게 되면 신체적, 심리적 변화가 나타나는데 지금까지는 단순히 충격적인 사건의 후유증 때문으로 인식돼 왔다. 그런데 연구팀은 외상성 스트레스는 감정과 사회적 행동에 관여하는 편도체 자체에 변형을 일으키고 편도체와 뇌의 다른 부위가 연결된 두 개의 통로에 변화를 유발시킨다는 것을 생쥐실험으로 확인했다.연구팀은 수컷 생쥐들을 좁은 공간에 여러 마리를 넣어놓는다든지 음식 주는 시간과 양을 불규칙하게 하는 등 스트레스를 준 뒤 뇌를 관찰했다. 그 결과 스트레스를 받은 생쥐는 그렇지 않은 생쥐에 비해 편도체와 편도체 회로가 달라지고 다른 생쥐들에 대한 공격성이 더 늘어난 것이 확인됐다. 연구팀은 빛을 이용해 뇌 심부를 자극하고 편도체 회로 한 쪽이 활성화되는 것을 억제하고 차단한 결과 공격적인 행동을 줄이는데도 성공했다. 연구팀은 과도한 스트레스로 인해 공격성이 증가하거나 분노조절장애를 겪는 사람에게도 이 같은 뇌심부 자극을 적용해 같은 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 NIMH 시냅스발달·가소성연구분과의 제이콥 노드먼 박사는 “이번 연구는 개체들이 견뎌낼 수 있는 수준을 넘어서는 과도한 스트레스는 우울감 뿐만 아니라 공격성까지 자극해 개인적으로나 사회적으로 문제가 될 수 있다는 것을 보여주고 있다”라며 “뇌의 깊은 부분을 자극함으로써 스트레스로 인해 자극되는 뇌 경로를 차단한다면 공격성이나 시도 때도 없이 터져나오는 분노를 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

울산대병원이 지역 최초로 뇌심부자극술을 성공했다고 24일 밝혔다. 이 수술법은 뇌 속에 미세전극을 삽입한 후 전기선을 연결하고 미세전류를 보내 신경회로를 조절하는 것이다. 파킨슨병·손 떨림·근긴장이상증 등에 적용하고 있고, 약물치료로 조절되지 않는 통증·간질 등에도 시술하고 있다. 이 수술은 일반적인 뇌수술(뇌 병소술)보다 안전한 편이며 합병증이나 후유증이 적은 수술로 알려졌다. 정나영 울산대병원 신경외과 교수는 손 떨림으로 14년간 고생해온 40대 남성 환자에게 뇌심부자극술을 최근 시행했다. 환자는 난치성 떨림으로 다른 병원에서 뇌수술한 차례 받았으나 재발해 뇌심부자극술을 받게 됐다. 환자는 수술 후 손 떨림이 80∼90% 정도 줄어든 상태로 8일 만에 퇴원했다고 병원 측은 밝혔다. 울산대병원 관계자는 “지역 내 첫 뇌심부자극술 성공 사례”이라며 “이 수술을 받는 환자 대부분 서울 대형병원을 많이 찾으나 뇌심부자극술 자체가 표준화돼 있어 지역에서 같은 수준으로 치료가 충분히 가능하다”고 밝혔다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

인간 뇌를 모방하는 핵심 전자칩의 개발이 생체 전자공학의 급격한 발전 덕분에 순조롭게 진행되고 있다. 이른바 ‘뉴로모픽 컴퓨팅 칩’으로 불리는 이 핵심 연산장치는 인간 뇌의 뉴런(신경세포)들과 이들을 연결하는 부위인 시냅스(연접부)들의 구조를 모방해 기계학습을 수행하면 기존 컴퓨터에서는 할 수 없던 복잡한 의사결정을 인간 수준으로 해낼 수 있다. 하지만 지금까지 기술로는 이 칩을 가동하는데 최소 1V 안팎의 전압이 필요했다. 이는 인간 뇌가 필요로 하는 전압인 80㎷와 비교하면 압도적으로 높은 전압이다. 하지만 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 최종 목표는 인간의 뇌를 완전히 대체할 수 있을만큼 발전하는 것이므로, 이렇게 높은 전압은 바람직하지 못하다. 그런데 미국 매사추세츠대 애머스트캠퍼스 연구진은 자신들이 개발하고 있는 뉴로모픽 컴퓨팅 칩을 가동하는 데 필요한 전압을 실제 뇌 수준인 40~100㎷까지 낮추는 데 성공했다고 밝혔다. 이런 성과 덕분에 이 전자칩은 실제 뇌를 재현하기 위한 마지막 관문을 돌파했다고 할 수도 있다. 또 적정 전압의 획득으로 손상됐거나 오래된 뇌세포를 대체하는 이른바 ‘뇌 바꾸기’도 실현 가능할 것이다. 그렇다면 도대체 무엇이 이번 저전압화를 가능하게 했던 것일까. 그 열쇠를 쥐고 있던 것은 뜻밖에도 세균에 있었다. 의사 시냅스의 구조 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 개발에 있어 가장 어려운 문제는 시냅스를 재현하는 것이다. 시냅스의 역할은 보통 전자회로의 스위치에 있는 온·오프 기능과 비슷하지만 다른 한편으로 흐르는 전류가 많거나 적음에 따라 스위치로 기능하는 유연성을 갖는다. 기존 전화회로로는 이런 성질을 재현하기가 어려웠지만, 최근 10여년간의 급격한 기술 발전 덕분에 뉴로모픽 컴퓨팅 칩은 실제 시냅스와 같이 유연한 전류 조절을 재현하는 의사 시냅스를 탑재하는 데 성공한 것이다. 저전압화 실현에 핵심이 된 부분은 금속 환원 미생물(혐기성 세균)인 지오박터 설퍼레두신스가 만들어내는 단백질로 된 나노와이어다. 이는 단면의 지름이 1나노미터 정도의 극미세선을 말한다. 생물 호흡의 본질은 체내에서 생긴 잉여 전자를 버리는 데 있다. 산소를 이용하는 호기성 호흡의 경우 체내 전자를 산소에 부여해 이산화탄소로 대체 방출한다. 반면 금속을 이용하는 혐기성 호흡은 체내에서 생긴 잉여 전자를 금속에 버리는 방식으로 호흡한다는 것이다. 연구진이 주목한 단백질 나노와이어는 혐기성 세균이 전자를 버리기 위해 금속(자연계에서는 광석)과 자신의 신체 일부를 연결하는 데 쓰인다. 이들 연구자는 의사 시냅스 사이를 이 혐기성 세균에서 채취한 나노와이어들로 채웠다. 그리고 의사 시냅스 전후 회선에 전압이 가해지면 나노와이어에 전자가 흐르고 주위에 부유시킨 은 이온을 은으로 바꿔 의사 시냅스 사이에서 은 덩어리가 생기게 했다. 분자 상태의 은이 모이면서 의사 시냅스는 접속돼 간다. 전기를 통하게 함으로써 수중의 은 이온(Ag+)이 단백질 나노와이어로부터 전자를 받아 은 덩어리를 형성하고 그 덩어리가 성장하면서 회로가 연결된다. 그리고 전기가 끊기면 집적된 은 덩어리는 다시 은 이온이 돼 수중에 녹아 연결이 끊어지는 것이다. 즉 혐기성 세균이 가지는 자연계 최소의 전선은 은과 은 이온으로부터 전자를 주고 받는 역할을 통해 생체 촉매와 같은 기능을 했다는 것이다. 생물이 지니는 촉매 작용은 매우 효율적이고 의사 시냅스의 작동에 필요한 전압을 극적으로 줄이는 과정으로 이어졌다. 따라서 이 연구를 통해 만들어진 신경 연결은 기존 기술의 비세포적 성질과 단백질 나노와이어로 이어진 세포적 성질 양측 모두를 지닌 이른바 하이브리드 뇌라고 할 수도 있다. 비세포성 뇌 만들어내나 이 연구로 생체 전압 수준의 제어가 실현돼 손상된 신경을 비세포성 전자회로로 대체할 수 있게 됐다. 배양한 세포와 달리 비세포성 회로는 거부 반응이 일어나기 어렵기 때문이다. 또 적정 전압은 대체할 신경을 중추신경으로 확대할 수도 있다. 뇌는 매우 생물학적인 조직이지만 신경 연결의 구조를 모방할 수 있으면 세포를 사용하지 않아도 모방할 수 있다. 손상됐거나 오래된 뇌세포를 이런 전자칩으로 대체할 수도 있다. 또 최신 연구에서는 쥐의 손상된 뇌를 인간의 피부세포에서 배양한 뇌세포를 사용해 대체하는 실험에도 성공했다. 이런 잠정적인 대체 기술을 통해 뇌를 모든 전자회로로 대체하는 미래도 가능해질 것이다. 어쩌면 그 때가 오기 전에 세포가 만들어내는 감정과 전자회에서 발생하는 감정의 차이가 무엇인지를 생각하기 시작해야 할지도 모른다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 네이처 커뮤니케이션스 최신호(20일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

날씨가 따뜻해지는 봄이 되면 춘곤증 때문에 꾸벅꾸벅 조는 사람들이 늘어난다. 추운 겨울이 끝나고 날씨가 포근해지면서 나타나는 현상이라고 알려져 있지만 어떤 메커니즘으로 잠이 쏟아지는지는 밝혀내지 못했다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 연구팀은 기온의 변화에 따라 신경전달물질의 신호 체계가 바뀌면서 수면 패턴도 달라진다는 사실을 확인했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커뮤니케이션즈 바이올로지’에 실렸다. 전 생애에 있어서 3분의 1 시간을 보낸다는 잠은 환경의 영향을 많이 받는다. 밝기와 습도, 소음 같은 외부 환경 뿐만 아니라 영양 상태 같은 신체적 조건에 따라서도 수면 시간과 질은 달라지게 된다. 기온 역시 수면에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나로 꼽힌다. 봄이나 가을처럼 이전 계절과 달리 기온이 크게 변동하는 환절기에는 졸음이 쏟아지거나 무더운 여름철이 되면 낮 동안 나른하고 밤에는 잠을 못 이루는 열대야 수면 패턴도 기온 때문에 수면이 영향을 받는 현상이다. 연구팀은 사람처럼 기온에 따라 수면패턴에 영향을 받는 초파리를 대상으로 실험을 실시했다. 연구팀은 칼륨 이온 통로 단백질 중 하나인 셰이커 유전자에 돌연변이를 일으킨 형질전환 초파리를 활용해 무더운 여름과 비슷한 환경을 만든 뒤 수면 패턴을 관찰했다. 셰이커 유전자가 만드는 단백질은 뇌 속 칼륨이온이 지나는 통로를 만드는데 이 단백질이 결핍되면 신경세포를 과도하게 활성화시켜 수면을 억제하게 된다. 이 때문에 셰이커 유전자에 돌연변이가 생기면 다른 초파리에 비해 잠을 덜 자게 된다. 실험 결과 기온이 높아지면 억제성 신경전달물질 ‘가바’(GABA)를 만들어내는 신경세포와 수면을 촉진하는 신경세포(dFSB)들을 연결해주는 시냅스가 사라져 수면패턴이 달라진다는 것을 확인했다. 가바를 전달해 수면을 억제하기 어려워지므로 더 잘 자게 된다는 설명이다. 또 연구팀은 살아있는 초파리 뇌의 칼슘이온 이미징 기법을 이용해 관찰한 결과 수면촉진 신경세포를 조절하는 신호가 기온 변화에 따라 달라진다는 것도 확인했다. 21도보다 낮은 기온에서는 가바가, 29도 이상의 높은 온도에서는 도파민이 수면촉진 신경세포의 활동을 제어한다는 것이 관찰됐다. 임정훈 UNIST 교수는 “이번 연구는 기온이라는 환경요인이 수면이라는 행동을 어떻게 이끌어내는지 신경유전학적으로 설명했다는데 의미가 크다”라며 “춘곤증이나 여름철 열대야 현상 등으로 인한 수면패턴의 변화를 이해하고 발생할 수 있는 수면장애를 해소할 실마리가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 IT통신기업과 정부출연연구기관이 손잡고 국내 기술로 세계적인 수준의 인공지능(AI) 반도체를 만들었다. 과학기술정보통신부는 한국전자통신연구원(ETRI)와 SK텔레콤을 포함한 국내 기업이 공동연구를 통해 고성능 데이터센터와 사물인터넷(IoT)이나 모바일 기기에 활용할 수 있는 신경망처리장치(NPU) 기반 AI 반도체를 개발하고 실증에 나설 계획이라고 7일 밝혔다. AI 반도체는 사람의 뇌처럼 낮은 전력으로 대규모 데이터를 빠르게 처리해 복잡한 상황인식, 학습과 추론 등 지능형 서비스에 최적화할 수 있다는 특징이 있다. 특히 NPU는 사람의 뇌신경망을 흉내내 대규모 연산을 동시에 처리할 수 있는 인공지능 반도체 기술이다. 우선 연구팀은 클라우드 데이터센터에서 활용되는 고성능 서버에 활용가능한 ‘서버용 초저전력 AI 반도체’를 개발했다. 현재 인공지능 연산에 활용되는 반도체들은 전력소모량이 크고 반도체 칩도 크다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가로, 세로 각각 17㎜, 23㎜로 동전 크기의 면적에 1만 6384개의 연산장치(코어)를 집적시켜 성능을 극대화한 반도체 칩을 개발하는 한편 각 연산장치의 전원을 동작, 차단시킬 수 있는 소프트웨어 기술까지 개발해 전력소모를 최소화했다. 이 기술을 활용하면 초당 40조 번의 데이터 처리가 가능하고 15~40와트(W)의 저전력을 소모해 현재보다 전력효율이 10배 이상 향상될 것으로 연구팀은 보고 있다.연구팀은 올해 하반기부터 지능형 CCTV, 음성인식 등 서비스를 지원하는 SKT 데이터센터에 적용하는 실증 사업화를 본격화할 예정이다. 또 ETRI와 전자부품연구원, 팹리스 기업들이 협력해 ‘모바일·IoT 디바이스용 시각지능 AI 반도체’도 개발했다. 이 반도체는 성인 손톱의 절반 수준인 가로, 세로 각각 5㎜ 크기로 회로면적을 최소화하고 기존 반도체 10분의 1 이하의 전력인 0.5W로도 초당 30회 이상 물체인식이 가능하다. 지능형 CCTV나 드론에 적용할 수 있는 이 반도체는 올 하반기부터 영상감시, 정찰 분야 등 인공지능 기반 지능형 기기 제품화와 연계된 실증과 사업화가 추진된다. 최기영 과기부 장관은 “인공지능 반도체는 한국이 ICT강국을 넘어 AI 강국으로 도약하기 위한 핵심기반”이라며 “이번 기술개발처럼 민관 협력을 통해 AI 반도체 핵심기술 투자를 올해 안에 본격화하고 신개념 반도체 기술 같이 세계시장을 선도하는 도전적 연구도 적극지원해 나갈 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계적 교류가 순식간에 봉쇄되고 병리적, 정치경제적, 문화적, 심리적 공황이 꼬리를 무는 카오스적 상황이 돌발했다. 전쟁과 경제공황을 통해 낡은 시스템이 무너졌던 근래 이행기와는 달리 바이러스 하나가 세계체계의 순환을 일거에 중단시킨 것이다. 병은 바이러스가 숙주의 면역력 약화라는 기회와 마주쳤을 때 나타난다. 사스나 메르스보다 치사율이 낮다는 코로나19가 세계적 카오스를 야기한 것은 신자유주의 세계화가 촉발한 다중위기가 가속화돼 극도로 취약해진 사회적·개인적 면역력이 이제 임계점에 달했음을 뜻한다. 코로나19 팬데믹(세계적 대유행)은 폭발 직전의 화약고에 던져진 불씨인 것이다. 당장은 방역과 구호와 백신 개발 등에 재원과 노력을 쏟아 불길을 잡아야 한다. 하지만 지구화와 온난화의 악순환이 촉발한 신종 바이러스나 세균들이 세계적으로 퍼지고 사회적·개인적 면역력 붕괴와 마주친 총체적 위기를 기존의 단선적 방법으로 극복할 수는 없다. 자본주의적 착취와 수탈이 야기한 인간ㆍ자연 신진대사의 구조적 균열과 정치경제적 모순의 폭발이 중첩된 악순환 고리 전체를 직시하는 심층적인 시각과 문명전환을 위한 총체적 접근이 필요한 것이다. 미국과 유럽 등 선진자본주의 국가들일수록 붕괴 속도가 가파르고 규모가 광범위하다는 사실은 자본주의 문명 자체가 이제 종결부에 이르렀음을 시사한다. 21세기 들어 각종 ‘종말론’과 ‘재난영화’가 만연했던 것도 이에 대한 암묵적 불안의 징후였던 셈이다. ‘신천지 현상’도 이런 이데올로기적 파국의 일각일 뿐이다. 그러나 체계의 요동이 커지면 낡은 질서가 해체될 뿐 아니라 새로운 질서가 창발한다는 점에 주목해야 한다. 2020년은 역사상 가장 드라마틱한 문명사적 이행의 분기점이 될 수 있는 것이다. 어디서 새로운 희망의 싹을 찾아낼 것인가. 인간과 자연 모두를 착취하면서 기술발전을 몰아가는 자본순환의 폐쇄회로가 무너진 자리에서 인간과 자연의 지속 가능한 공진화를 촉진할 생태문화사회적인 개방회로의 싹을 틔워야 한다. 일각에서는 인간ㆍ자연ㆍ기술 전반의 구조적 변화가 아니라 인공지능(AI) 혁명, 4차 산업혁명에서 답을 찾으려 한다. 이는 고양이에게 다시 생선가게를 맡기는 격이다. 미국과 유럽의 사태가 보여 주듯 문제는 과학기술의 부족이 아니라 과학기술의 성과를 소수가 사유화하고 그 방향 설정을 독점한 수직적인 사회적 관계에 있기 때문이다. 3월 23일자 뉴욕타임스 기사 ‘한국은 어떻게 편평한 커브를 만들었나’가 이 차이를 잘 지적했다. 한국에서는 정부의 신속한 조치와 투명한 정보공개, 의료시스템과 정보기술의 적절한 결합을 통한 광범위한 테스트와 연락처 추적, 특히 시민들의 적극적인 협력과 사회적 신뢰라는 요인들이 삼박자를 이루었다. 중국처럼 언론과 이동을 엄격히 제한하거나, 미국이나 유럽같이 사회경제적 혼란을 유발하는 폐쇄조치를 취하지 않으면서 신규 감염자 곡선을 편평하게 만든 것이다. 이런 노력의 바탕에는 세월호 참사와 메르스 사태에 맞섰던 대중적 저항과 성찰의 경험, 소셜네트워크서비스(SNS)를 매개로 연인원 1700만명이 참여했던 2016~2017년 촛불혁명의 경험 등이 있다. 바로 여기서 문명전환의 단서를 끌어낼 수 있다. 과학기술과 아래로부터의 민주주의 선순환 고리 만들기가 그것이다. 물론 이런 마주침은 시작에 불과하다. 인간 뇌의 다중지능 네트워크를 역설계해 AI를 개발하는 과학기술의 성과를 민주적으로 통제하면서, 인간ㆍ자연의 공진화를 촉진하는 방향으로 거대한 문명전환을 할 크나큰 과제가 남아 있기 때문이다. 이 과제는 대중들 각자의 몸과 뇌에 잠재된 다중지능적 역량의 풍부함에 대한 지식의 사회화를 통해 다중지능 네트워크를 수평적으로 확대해 가는 과정에서만 해결할 수 있다. 물리적 거리 두기로 생각할 시간이 주어진 지금, 오랫동안 소진돼 온 몸과 마음의 역량을 충전하고 삶의 의미와 방향을 혁명적으로 바꾸는 반전의 계기가 마련될 수 있다. 유전적·유년기적·문화적 과거에 매달리던 신경증적인 생활양식과 주체 양식의 낡은 굴레를 깨야 한다. 자연과 교감하며 잠재력의 전면적 발달을 촉진하는 생활·주체 양식을 구성하고 과학기술혁명과 새로운 사회혁명의 선순환 경로를 만들어 민주적인 주체들로 거듭날 수 있다. 이렇게 경쟁의 세계화를 협력의 세계화로 전환해 가는 길만이 오늘의 문명전환의 참된 방향이다.

유대인 학살 때 썼던 맹독성 물질 시안화수소 노출 5분 만에 사망 마스크 착용 등 보호장비 없이 작업 비치된 마스크도 기준미달 있으나 마나 유해·위험직업 취업제한 등 관리 절실지난해 산업재해 사망자가 사상 처음으로 800명대로 낮아졌지만 산업 현장에서는 여전히 청년들의 안타까운 죽음이 이어지고 있다. 2018년 인천 남동공단의 도금업체에서 맹독성 물질인 시안화수소에 노출돼 사망한 23세 청년의 사고도 스스로 막을 수 없는 구조적 문제에 기인한 것으로 뒤늦게 드러났다. 9일 강성규·함승헌·최원준 가천대 길병원 직업환경의학과 교수팀이 한국산업보건학회지에 보고한 ‘도금 사업장 근로자에게 발생한 시안화수소 급성중독과 작업환경평가’ 보고서에 따르면 A(23)씨는 2018년 5월 28일 의식을 잃고 병원 응급실로 실려 왔다. 그는 3주 전 전자부품 도금업체에 취업했고 완제품 건조와 포장 작업을 했다. A씨는 그날 대체인력으로 처음 도금 공정에 투입됐다. 그는 도금 공정에 대해 잘 몰랐지만 공장장의 지시를 받고 도금 작업에 필요한 시안화합물 용해액을 준비했다.응급실로 실려 온 A씨는 간수치가 급상승하고 신장이 손을 쓸 수 없을 정도로 손상된 상태였다. 의료진이 급히 기도삽관과 응급투석을 하는 한편 뇌 자기공명영상(MRI) 촬영을 한 결과 심한 ‘뇌부종’이 관찰됐다. 국립과학수사연구원에 의뢰한 혈액검사 결과 혈액 1ℓ당 이온화된 ‘시안화수소’가 14.6㎎이나 검출됐다. 검출된 시안 이온의 양은 기준치인 0.1㎎/ℓ의 ‘146배’에 달했다. 시안화수소는 시안화나트륨(청산소다), 시안화칼륨(청산가리) 등을 통해 생성되는 맹독성 물질로 제2차 세계대전 때 유대인 학살에 사용했던 독가스다. 조사 결과 A씨는 사고 당일 공장장의 지시로 주말 동안 45ℓ 용량의 수조 2개에 담겨 있던 시안화나트륨, 시안화칼륨 용해액을 바가지로 퍼 사업장 바닥에 버린 뒤 수돗물을 새로 받았다. 이후 ‘약품창고’에서 시안화나트륨을 옮겨 와 다시 2개의 수조에 넣었다. 당시 농도가 급격히 높아진 시안화수소에 중독됐을 가능성이 있었다. 시안화수소 중독 위험성은 사고 뒤에도 상존했다. 실제로 사고 뒤 다른 근로자가 작업량을 최소화하고 배기장치를 가동한 실험에서도 시안화수소가 기준치의 20%까지 검출됐다. 시안화나트륨과 시안화칼륨은 약품창고라고 불리는 3.3㎡(1평) 공간에 보관돼 있었다. 이곳에는 환기장치조차도 없었다. 연구팀은 “환기시설이 없기 때문에 약품창고에서의 노출 가능성도 배제할 수 없다”고 설명했다. 더 큰 문제는 피해자의 호흡기를 보호할 수 있는 ‘마스크’였다. A씨에게 마스크를 쓰라는 지시는 없었고 그는 고무장갑, 장화, 앞치마만 착용하고 작업을 했다. 심지어 비치된 마스크도 ‘저농도 유기화합물’ 용도의 마스크여서 시안화수소를 여과할 수 있는 기능이 없었다. 폐쇄회로(CC)TV 확인 결과 A씨는 총 30분간 작업했고, 시안화수소 노출 5분 만에 실신해 병원으로 이송됐다. 연구팀은 “일산화탄소, 황화수소와 같이 밀폐공간에서 발생할 수 있는 물질은 실시간으로 농도를 측정하는 직독식 측정기 사용을 허용하고 있다”며 “시안화수소와 같은 급성독성물질도 실시간 측정 정책 검토가 필요하다”고 조언했다. 한국산업안전보건공단에 따르면 국내 습식 표면 가공업체는 3000개가 넘고 그중 절반이 전기도금업체다. 이들 업체 중 50인 미만 사업장이 98.2%고, 50.0%는 10인 미만 영세 사업장이다. 연구팀은 “도금 공정은 고용노동부령 ‘유해·위험 작업의 취업 제한에 관한 규칙’ 제3조에서 정하고 있는 자격·면허 필요 작업에 포함돼 있지 않다”며 “그러나 도금사업장에서 독성이 높은 화학물질을 다량 사용하고 있는 만큼 관리를 강화해야 한다”고 강조했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

배기시설 없는 3.3㎡ 방에서 약품 반출입사 3주차 20대 청년에 맹독물질 맡겨공장 비치된 마스크조차 여과기능 없어전기도금업체 절반 10인 미만 영세기업독성물질 실시간 측정 등 관리강화 필요2018년 5월 28일 인천 남동공단의 도금업체에서 일하던 23세 청년 A씨가 의식을 잃은 상태로 병원 응급실로 실려왔다. 그는 3주 전 전자부품 도금업체에 취업했고 완제품 건조와 포장 작업을 했다. A씨가 병원으로 실려온 그날은 그가 처음으로 도금공정에 투입된 날이었다. 마침 도금 작업 근로자가 자리를 비워 대체인력으로 투입됐다. 그는 도금공정에 대해 잘 몰랐지만, 공장장의 지시를 받고 도금작업에 필요한 시안화합물 용해액을 준비했다. 응급실로 실려온 A씨는 산소포화도가 떨어져 기도 삽관을 시행했지만, 간수치가 급상승하고 신장이 손 쓸 수 없을 정도로 손상된 상태였다. 의료진이 급히 응급투석을 하는 한편 뇌 자기공명영상촬영(MRI)을 한 결과 심한 ‘뇌부종’이 관찰됐다. 국립과학수사연구소에 의뢰한 혈액검사 결과 혈액 1ℓ당 이온화된 ‘시안화수소’가 14.6㎎이나 검출됐다. ●배치 첫날…독성물질, 기준치 146배 검출 시안화수소는 시안화나트륨(청산소다), 시안화칼륨(청사가리) 등 시안화합물을 통해 생성되는 맹독성 물질이다. 제2차 세계대전 때 유대인 학살에 사용했던 독가스가 바로 시안화수소다. A씨의 혈액에서 검출된 시안 이온의 양은 건강에 영향을 미치는 기준인 0.1㎎/ℓ의 ‘146배’였다. 그는 최종적으로 ‘뇌기능 부전’ 진단을 받았고 요양병원에서 생을 마감했다. 2018년 A씨 죽음을 조명한 언론보도가 이어졌고, 현장조사가 이뤄졌다. 최근 전문가 분석 결과가 학계에 보고됐는데, 그의 죽음은 스스로 막을 수 없는 구조적인 문제에 기인한 것으로 드러났다. 9일 강성규·함승헌·최원준 가천대 길병원 직업환경의학과 교수팀과 길병원 응급의학과 연구팀이 한국산업보건학회지에 보고한 ‘도금 사업장 근로자에게 발생한 시안화수소 급성중독과 작업환경평가‘ 보고서에 따르면 A씨의 죽음은 각종 부조리가 복합된 결과로 나타났다. 조사 결과 A씨는 사고 당일 공장장의 지시로 주말 동안 45ℓ 용량의 수조 2개에 담겨 있던 시안화나트륨, 시안화칼륨 용해액을 물 퍼내듯 바가지로 퍼 사업장 바닥에 버린 뒤 수돗물을 새로 받았다. 이후 약품 창고에서 시안화나트륨을 옮겨 와 다시 2개의 수조에 넣었다. 당시 농도가 급격히 높아진 시안화수소에 중독됐을 가능성이 있었다.시안화수소 중독 위험성은 사고 뒤에도 상존했다. 실제로 사고 뒤 다른 근로자가 작업량을 최소화하고 배기장치를 가동한 실험에서도 시안화수소가 기준치의 20%까지 검출됐다. 시안화나트륨과 시안화칼륨은 ‘약품창고’라고 불리는 3.3㎡(1평) 공간에 보관돼 있었다. 이곳에는 환기장치가 없었다. 연구팀은 “환기 시설이 없기 때문에 약품창고에서의 노출 가능성도 배제할 수 없다”고 설명했다. ●마스크 있었지만…시안화수소 여과기능 없어 더 큰 문제는 피해자의 호흡기를 보호할 수 있는 ‘마스크’였다. A씨에게 마스크를 착용하라는 지시는 없었고 그는 고무장갑, 장화, 앞치마만 착용하고 작업을 했다. 심지어 비치돼 있는 마스크마저 ‘저농도 유기화합물’ 용도의 마스크여서 시안화수소를 여과할 수 있는 기능이 없었다. 폐쇄회로(CC)TV 분석 결과 A씨는 총 30분간 작업했고, 시안화수소 노출 5분 만에 실신해 병원으로 이송된 것으로 판단됐다. 규정 미비에 대한 지적도 나왔다. 시안화수소는 ‘최고노출기준’이 설정돼 있다. 고용노동부 고시의 ‘화학물질 및 물리적 인자의 노출 기준’에 따르면 최고노출기준은 ‘근로자가 1일 작업시간 동안 잠시라도 노출돼서는 안 되는 기준’으로 규정됐다. 그러나 ‘작업환경측정 및 지정측정기관 평가 등에 관한 고시’에서는 ‘노출 기준 고시에 최고노출기준이 설정돼 있는 대상 물질을 측정하는 경우에는 최고 노출 수준을 평가할 수 있는 최소한의 시간 동안 측정해야 한다’고 돼 있다. 연구팀은 “이 규정에서 ‘최소한의 시간’이라는 표현이 매우 모호하다”며 “그래서 현장에서는 보통 최고노출기준이 설정돼 있는 물질은 15분 동안 측정하는데, 대상물질의 특성을 고려하지 않고 일률적 기준을 적용하는 것은 적절하지 않다”고 지적했다. 또 “이번 사고로 피해자가 5분 만에 쓰러졌고, 15분에 맞춰 측정하면 농도가 낮게 측정돼 위험성이 과소평가될 가능성이 높다”며 “최고노출기준, 단시간 노출에 대한 다양한 측정 방법 논의가 필요하다”고 덧붙였다. ●“급성독성물질, 실시간 농도 측정 필요” 아울러 “일산화탄소, 황화수소와 같이 밀폐공간에서 발생할 수 있는 물질은 실시간으로 농도를 측정하는 직독식 측정기 사용을 허용하고 있다”며 “시안화수소와 같은 급성독성물질도 실시간 측정 정책 검토가 필요하다”고 조언했다. 한국산업안전보건공단에 따르면 국내 습식 표면 가공업체는 3000개가 넘고 그 중 절반이 전기도금업체다. 이들 업체 중 50인 미만 사업장이 98.2%이고, 50.0%는 10인 미만 영세 사업장이다. 연구팀은 “도금 공정은 고용노동부령 ‘유해·위험작업의 취업 제한에 관한 규칙’ 제3조에서 정하고 있는 자격·면허 필요 작업에 포함돼 있지 않다”며 “그러나 도금사업장에서 독성이 높은 화학물질을 다량 사용하고 있어 관리를 강화해야 한다”고 강조했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

19살에 담배를 피우기 시작해 40대 초반에 끊었다. 평생을 폐렴 환자 치료에 전념해온 호흡기내과 분야 권위자인 정기석(61) 한림대 성심병원 호흡기내과 교수도 담배와 20년 넘는 질긴 인연을 끊지 못해 이어갔던 경험이 있다. 2016년 첫 차관급 질병관리본부장을 지낸 정 교수는 “45세 이전에 담배를 끊으면 위험도가 차츰 줄어든다”면서 “이후에 끊으면 늦으니 꼭 45세 전에 끊으라”고 조언했다. 담배를 끊은 지금 60대 정 교수는 젊은이 못지않게 건강하다. 최근에는 근육 운동도 시작했다. 정 교수는 “건강을 지킨다는 것은 나를 사랑하는 것”이라고 강조했다.-담배는 몇 년을 피웠나요. “40대 초반에 담배를 끊을 때까지 20여 년을 피웠죠. 흔히 말하는 ‘헤비 스모커’는 아니었어요. 그때는 담배를 주고 받는 문화가 있었어요. 처음 만나 악수하고서는 ‘담배 한대 피우시죠’ 라고 하는 게 흔한 인삿말이었죠. 의사들은 담배를 안 피울 거라고 여기는 분들이 있는데 의사도 똑같은 사람이에요. 담배가 어떤 건 줄 아니까 겁이 나서 적게 피우는 것뿐이지요. 예전에는 병동에서도 의사들이 담배를 피웠어요. 맡은 환자가 사망하면 허무한 마음에 한 번씩 담배를 피우고는 했죠. 마흔이 넘어가면서 이렇게 술 마시고 담배 피우고 일을 많이 하다가는 내 몸이 망가지겠다 싶어 굳게 결심하고 끊었어요.” -어떻게 끊었습니까. “담배를 피우는 과정을 한번 생각해보세요. 먼저 담배를 사서 포장을 벗기고 밖으로 나가 흡연구역을 찾은 다음 불을 붙이죠. 이 긴 과정에서 하나만 안 하면 담배를 피울 수 없어요. 담배를 끊으려면 먼저 주변에 금연 사실을 알려야 해요. 그래야 담배를 꺼내 물을 때마다 눈치가 보이죠. 그런데도 끊지 못하는 것은 심리적·물리적 의존성 때문이에요. 뇌에는 니코틴 수용체가 있어요. 그 수용체를 자꾸 자극해줘야 마음이 편해지거든요. 그 수용체가 남들보다 더 과한 자극을 요구하면 내 의지와는 상관없이 담배를 끊기 어려워지는 거예요. 그게 바로 중독이죠. 물리적 의존성이 있는 사람은 약의 도움을 받아 담배를 끊을 수 있어요. 호흡기질환 환자 중에도 여전히 담배를 피우는 사람들이 많아요. 몇 번을 이야기해도 끊지 않으면 ‘내가 내 밥그릇 차는 권고를 계속하는 데도 안 들어주실 겁니까’라고 해요. 그렇게까지 이야기하면 환자들이 수긍해요. 온 국민이 담배를 끊으면 호흡기내과 의사들은 일이 없어 상대적으로 힘들어지겠죠. 전 세계 인구가 담배를 끊으면 병의 3분의1은 없어질 거예요.”-금연에도 골든타임이 있습니까. “45세 전에는 끊어야 해요. 담배를 끊고서도 그동안 피운 담배로 인한 위험은 상당히 오랜 기간 남아요. 하지만 45세 이전에 끊으면 위험도가 차츰 줄어들어요. 그 이후에 끊으면 소용이 없고요. 피부에 찰과상이 생기면 금방 회복되잖아요. 하지만 깊게 파인 상처는 좀처럼 낫질 않아요. 20갑년(하루 한 갑씩 20년 흡연) 정도 되면 그동안 담배로 쌓인 폐병 위험이 진행되고 있는 거예요.” -담배를 피운다고 다 병에 걸리지는 않는다고 하던데요. “10명 중 7명은 담배를 피워도 담배와 관련된 병에 걸리지 않아요. 그 7명 안에 들 자신이 있으면 피워도 돼요. 찻길을 건널 때 좌우를 둘러보잖아요. 헌데 그렇게 둘러보지 않아도 사람이 건너면 운전자는 서요. 그렇다고 좌우를 살피지 않고 건널목을 건너는 일을 평생 반복하면 언젠가 한 번은 차에 치일 거예요. 항상 위험을 줄이는 쪽으로 움직여야 해요. 특히 건강은 언제나 위험이 발생할 확률을 최소화하는 방향으로 관리해야 해요. 더러운 손으로 음식을 집어 먹지 않잖아요. 그런데 계속 그렇게 먹어도 큰 상관은 없어요. 병에 잘 안 걸려요. 그럼에도 손을 깨끗이 씻으라는 것은 혹시라도 병에 걸릴 확률을 줄이자는 것이지요.” -담배로 생기는 만성폐쇄성폐질환(COPD)은 어떤 병인가요. “폐암보다 고통스러운 COPD라는 캐치프레이즈를 낸 적이 있었어요. 요즘은 폐암 생존율이 높지만, 그래도 많이 악화한 환자는 몇 년 안에 사망하고는 해요. 그러나 COPD는 그렇지 않아요. 대신 숨을 못 쉬는 고통을 굉장히 긴 시간 느끼다 사망하죠. 삶이 시나브로 돌이킬 수 없이 망가지고 마지막에는 인공호흡기를 달아요. 숨을 내쉬지 말고 연속으로 다섯 번 들이마셔 보세요. 그리고 그 상태로 말을 해보세요. 숨이 차서 말을 잘 못할 거예요. COPD 환자들의 상태가 그래요. 폐가 짓눌려 있는 거죠. 우리나라 COPD 환자의 80%가 담배를 피운 분들이에요. 가장 큰 단일 원인이 담배예요. 간은 잘라내도 재생이 돼요. 하지만 폐는 손상을 입으면 아물면서 굳어버려요. 복구가 안 돼요.” -중동호흡기증후군(메르스)도 호흡기 감염병이었죠. 호흡기내과 교수가 본 메르스는 어땠나요. “평생 호흡기 감염을 보아온 의사인데도 두려웠어요. 이렇게 강한 병원체를 본 적이 없었죠. 폐렴 사망률이 높다고 하지만 메르스보다는 낮아요. 의사들은 병원에서 늘 병균을 대하니 마스크를 끼고 다니지 않아요. 그런데 메르스 때는 우리도 메르스에 걸리면 큰일 나겠다는 두려움이 있었어요. 아무리 슈퍼박테리아라도 단시간에 사람을 이 정도로 많이 죽이지 못해요. 그 정도로 놀라운 병이었어요.” -메르스 사태 이후 질병관리본부장이 되셨죠. “가자마자 홍역을 치렀어요. 2016년 4·13총선 날 아침 새벽에 문자가 왔는데, 아랍에미리트(UAE)에서 온 메르스 의심환자가 서울 모 병원에서 도주했다는 거예요. 의심환자가 서울 시내를 활보하는 상황이었어요. 경찰이 출동해 폐쇄회로(CC)TV로 추적해 결국은 서울의 한 호텔에서 찾아냈죠. 메르스를 잡으려고 그 고생을 했는데, 환자가 도주한 상황이었으니 매우 긴박했죠. 그 해에는 지카바이러스도 유행했어요. 우리나라에서 첫 환자가 발생해 공포가 컸죠. 서아프리카에 에볼라이바러스 감염병이 발생했을 때 제대로 대응하지 못해 비판을 받아서인지 세계보건기구(WHO)가 지카바이러스 때는 국제 공중보건 비상사태를 선언하며 전 세계를 향해 과하게 겁을 줬어요. 국회도, 언론도 난리가 났었죠.” -감염병이 대유행한다면 또 호흡기 질환일 텐데요. “제일 걱정이 인플루엔자 변형이에요. 인플루엔자 유전자가 크게 바뀌면 막아내질 못해요. 이런 바이러스를 철새가 옮기기 시작하면 세계 곳곳에 퍼질 수 있어요. 결국은 호흡기 쪽 바이러스가 대유행을 일으킬 거예요. 만일의 사태가 발생하더라도 기침 예절만 잘 지킨다면 상당한 예방 효과가 있을 거예요. 메르스도 기침을 통해 퍼졌으니까요.” -정신건강은 어떻게 관리하세요. “화가 나고 흥분될 때는 ‘화를 내면 내가 지는 거다’라고 암시를 걸어요. 화를 낼 때 머리가 어질어질하기도 하잖아요. 온몸이 긴장하기 때문이에요. 마음의 평화를 외치며 되도록 화를 내지 않도록 마음을 관리하는 게 제일 중요해요. 건강해지려고 운동을 많이 하더라도 마음이 따라가지 않으면 건강해질 수 없어요. 한마디 할 때 세 번을 생각하고 될수록 말을 적게 해야 다른 이들에게 상처를 주지 않고, 내가 뱉은 말로 후회하는 일도 줄일 수 있어요.” -어떤 운동을 하고 있나요. “등 근육이 잡힐 정도로 근육 운동을 많이 하고 있어요. 소셜네트워크서비스(SNS)에 공 들여 만든 근육 사진도 올리고요. 그렇게 하지 않으면 자꾸 많이 먹고 관리를 소홀히 하게 돼요. 정형외과 의사들 말을 들어보면 요즘은 90대도 발목이 부러져서 온 데요. 근육이 없으면 넘어질 때 발목이 지지대 역할을 하지 못해 옆으로 바로 쓰러져버려요. 그러면 고관절이 골절돼요. 정형외과를 찾는 노인 중 발목이 부러져오는 사람이 많다는 것은 운동을 많이 해서 발목에 힘이 있다는 거예요. 넘어질 때 발목에 힘을 주다 보니 발목이 먼저 꺾이는 거죠. 근육을 강화하는 가장 쉬운 운동은 앉았다가 일어서기예요. 집에서 팔굽혀펴기만 해도 건강한 몸을 만들 수 있어요. 건강을 지킨다는 것은 나를 사랑하는 거예요. 나를 아끼고 몸가짐을 신중하게 하라는 ‘자중자애’(自重自愛)라는 말이 있죠. 건강하고자 하는 사람들이 새길 말이 아닌가 합니다.” 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

19살에 담배를 피우기 시작해 40대 초반에 끊었다. 평생을 폐렴 환자 치료에 전념해온 호흡기내과 분야 권위자인 정기석(61) 한림대 성심병원 호흡기내과 교수도 담배와 20년 넘는 질긴 인연을 끊지 못해 이어갔던 경험이 있다. 2016년 첫 차관급 질병관리본부장을 지낸 정 교수는 “45세 이전에 담배를 끊으면 위험도가 차츰 줄어든다”면서 “이후에 끊으면 늦으니 꼭 45세 전에 끊으라”고 조언했다. 담배를 끊은 지금 60대 정 교수는 젊은이 못지않게 건강하다. 최근에는 근육 운동도 시작했다. 정 교수는 “건강을 지킨다는 것은 나를 사랑하는 것”이라고 강조했다. -담배는 몇 년을 피웠나요. “40대 초반에 담배를 끊을 때까지 20여 년을 피웠죠. 흔히 말하는 ‘헤비 스모커’는 아니었어요. 그때는 담배를 주고 받는 문화가 있었어요. 처음 만나 악수하고서는 ‘담배 한대 피우시죠’ 라고 하는 게 흔한 인삿말이었죠. 의사들은 담배를 안 피울 거라고 여기는 분들이 있는데 의사도 똑같은 사람이에요. 담배가 어떤 건 줄 아니까 겁이 나서 적게 피우는 것뿐이지요. 예전에는 병동에서도 의사들이 담배를 피웠어요. 맡은 환자가 사망하면 허무한 마음에 한 번씩 담배를 피우고는 했죠. 마흔이 넘어가면서 이렇게 술 마시고 담배 피우고 일을 많이 하다가는 내 몸이 망가지겠다 싶어 굳게 결심하고 끊었어요.” -어떻게 끊었습니까. “담배를 피우는 과정을 한번 생각해보세요. 먼저 담배를 사서 포장을 벗기고 밖으로 나가 흡연구역을 찾은 다음 불을 붙이죠. 이 긴 과정에서 하나만 안 하면 담배를 피울 수 없어요. 담배를 끊으려면 먼저 주변에 금연 사실을 알려야 해요. 그래야 담배를 꺼내 물을 때마다 눈치가 보이죠. 그런데도 끊지 못하는 것은 심리적·물리적 의존성 때문이에요. 뇌에는 니코틴 수용체가 있어요. 그 수용체를 자꾸 자극해줘야 마음이 편해지거든요. 그 수용체가 남들보다 더 과한 자극을 요구하면 내 의지와는 상관없이 담배를 끊기 어려워지는 거예요. 그게 바로 중독이죠. 물리적 의존성이 있는 사람은 약의 도움을 받아 담배를 끊을 수 있어요. 호흡기질환 환자 중에도 여전히 담배를 피우는 사람들이 많아요. 몇 번을 이야기해도 끊지 않으면 ‘내가 내 밥그릇 차는 권고를 계속하는 데도 안 들어주실 겁니까’라고 해요. 그렇게까지 이야기하면 환자들이 수긍해요. 온 국민이 담배를 끊으면 호흡기내과 의사들은 일이 없어 상대적으로 힘들어지겠죠. 전 세계 인구가 담배를 끊으면 병의 3분의1은 없어질 거예요.” -금연에도 골든타임이 있습니까. “45세 전에는 끊어야 해요. 담배를 끊고서도 그동안 피운 담배로 인한 위험은 상당히 오랜 기간 남아요. 하지만 45세 이전에 끊으면 위험도가 차츰 줄어들어요. 그 이후에 끊으면 소용이 없고요. 피부에 찰과상이 생기면 금방 회복되잖아요. 하지만 깊게 파인 상처는 좀처럼 낫질 않아요. 20갑년(하루 한 갑씩 20년 흡연) 정도 되면 그동안 담배로 쌓인 폐병 위험이 진행되고 있는 거예요.” -담배를 피운다고 다 병에 걸리지는 않는다고 하던데요. “10명 중 7명은 담배를 피워도 담배와 관련된 병에 걸리지 않아요. 그 7명 안에 들 자신이 있으면 피워도 돼요. 찻길을 건널 때 좌우를 둘러보잖아요. 헌데 그렇게 둘러보지 않아도 사람이 건너면 운전자는 서요. 그렇다고 좌우를 살피지 않고 건널목을 건너는 일을 평생 반복하면 언젠가 한 번은 차에 치일 거예요. 항상 위험을 줄이는 쪽으로 움직여야 해요. 특히 건강은 언제나 위험이 발생할 확률을 최소화하는 방향으로 관리해야 해요. 더러운 손으로 음식을 집어 먹지 않잖아요. 그런데 계속 그렇게 먹어도 큰 상관은 없어요. 병에 잘 안 걸려요. 그럼에도 손을 깨끗이 씻으라는 것은 혹시라도 병에 걸릴 확률을 줄이자는 것이지요.” -담배로 생기는 만성폐쇄성폐질환(COPD)은 어떤 병인가요. “폐암보다 고통스러운 COPD라는 캐치프레이즈를 낸 적이 있었어요. 요즘은 폐암 생존율이 높지만, 그래도 많이 악화한 환자는 몇 년 안에 사망하고는 해요. 그러나 COPD는 그렇지 않아요. 대신 숨을 못 쉬는 고통을 굉장히 긴 시간 느끼다 사망하죠. 삶이 시나브로 돌이킬 수 없이 망가지고 마지막에는 인공호흡기를 달아요. 숨을 내쉬지 말고 연속으로 다섯 번 들이마셔 보세요. 그리고 그 상태로 말을 해보세요. 숨이 차서 말을 잘 못할 거예요. COPD 환자들의 상태가 그래요. 폐가 짓눌려 있는 거죠. 우리나라 COPD 환자의 80%가 담배를 피운 분들이에요. 가장 큰 단일 원인이 담배예요. 간은 잘라내도 재생이 돼요. 하지만 폐는 손상을 입으면 아물면서 굳어버려요. 복구가 안 돼요.” -중동호흡기증후군(메르스)도 호흡기 감염병이었죠. 호흡기내과 교수가 본 메르스는 어땠나요. “평생 호흡기 감염을 보아온 의사인데도 두려웠어요. 이렇게 강한 병원체를 본 적이 없었죠. 폐렴 사망률이 높다고 하지만 메르스보다는 낮아요. 의사들은 병원에서 늘 병균을 대하니 마스크를 끼고 다니지 않아요. 그런데 메르스 때는 우리도 메르스에 걸리면 큰일 나겠다는 두려움이 있었어요. 아무리 슈퍼박테리아라도 단시간에 사람을 이 정도로 많이 죽이지 못해요. 그 정도로 놀라운 병이었어요.” -메르스 사태 이후 질병관리본부장이 되셨죠. “가자마자 홍역을 치렀어요. 2016년 4·13총선 날 아침 새벽에 문자가 왔는데, 아랍에미리트(UAE)에서 온 메르스 의심환자가 서울 모 병원에서 도주했다는 거예요. 의심환자가 서울 시내를 활보하는 상황이었어요. 경찰이 출동해 폐쇄회로(CC)TV로 추적해 결국은 서울의 한 호텔에서 찾아냈죠. 메르스를 잡으려고 그 고생을 했는데, 환자가 도주한 상황이었으니 매우 긴박했죠. 그 해에는 지카바이러스도 유행했어요. 우리나라에서 첫 환자가 발생해 공포가 컸죠. 서아프리카에 에볼라이바러스 감염병이 발생했을 때 제대로 대응하지 못해 비판을 받아서인지 세계보건기구(WHO)가 지카바이러스 때는 국제 공중보건 비상사태를 선언하며 전 세계를 향해 과하게 겁을 줬어요. 국회도, 언론도 난리가 났었죠.” -감염병이 대유행한다면 또 호흡기 질환일 텐데요. “제일 걱정이 인플루엔자 변형이에요. 인플루엔자 유전자가 크게 바뀌면 막아내질 못해요. 이런 바이러스를 철새가 옮기기 시작하면 세계 곳곳에 퍼질 수 있어요. 결국은 호흡기 쪽 바이러스가 대유행을 일으킬 거예요. 만일의 사태가 발생하더라도 기침 예절만 잘 지킨다면 상당한 예방 효과가 있을 거예요. 메르스도 기침을 통해 퍼졌으니까요.” -정신건강은 어떻게 관리하세요. “화가 나고 흥분될 때는 ‘화를 내면 내가 지는 거다’라고 암시를 걸어요. 화를 낼 때 머리가 어질어질하기도 하잖아요. 온몸이 긴장하기 때문이에요. 마음의 평화를 외치며 되도록 화를 내지 않도록 마음을 관리하는 게 제일 중요해요. 건강해지려고 운동을 많이 하더라도 마음이 따라가지 않으면 건강해질 수 없어요. 한마디 할 때 세 번을 생각하고 될수록 말을 적게 해야 다른 이들에게 상처를 주지 않고, 내가 뱉은 말로 후회하는 일도 줄일 수 있어요.” -어떤 운동을 하고 있나요. “등 근육이 잡힐 정도로 근육 운동을 많이 하고 있어요. 소셜네트워크서비스(SNS)에 공 들여 만든 근육 사진도 올리고요. 그렇게 하지 않으면 자꾸 많이 먹고 관리를 소홀히 하게 돼요. 정형외과 의사들 말을 들어보면 요즘은 90대도 발목이 부러져서 온 데요. 근육이 없으면 넘어질 때 발목이 지지대 역할을 하지 못해 옆으로 바로 쓰러져버려요. 그러면 고관절이 골절돼요. 정형외과를 찾는 노인 중 발목이 부러져오는 사람이 많다는 것은 운동을 많이 해서 발목에 힘이 있다는 거예요. 넘어질 때 발목에 힘을 주다 보니 발목이 먼저 꺾이는 거죠. 근육을 강화하는 가장 쉬운 운동은 앉았다가 일어서기예요. 집에서 팔굽혀펴기만 해도 건강한 몸을 만들 수 있어요. 건강을 지킨다는 것은 나를 사랑하는 거예요. 나를 아끼고 몸가짐을 신중하게 하라는 ‘자중자애’(自重自愛)라는 말이 있죠. 건강하고자 하는 사람들이 새길 말이 아닌가 합니다.” 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

연말연시가 되면 평소보다 외식이 많아진다. 외식을 하게 되면 자신도 모르게 과식을 하는 경우가 많다. 이 때문에 많은 사람들이 새해가 되면 ‘꼭 다이어트에 성공하고 말테다’라고 굳은 결심을 한다. 결심과는 달리 한밤 중 TV 앞에서 치킨이나 피자를 맛있게 먹거나 영화관에서 커다란 통에 짭짜름하면서도 고소한 팝콘을 집어먹으며 콜라를 마시는 자신을 보며 깜짝 놀랄 때가 있다. 사실 음식에 대한 충동은 인류의 시작과 함께 나타났다고 보는 이들이 많다. 수렵 채집 시절이나 음식이 부족하던 옛날 음식이 있으면 무조건 많이 먹어야 한다는 생각이 뇌에 새겨져 진화돼 왔다는 것이다. 그렇지만 이런 음식에 대한 충동성과 관련한 정확한 인체 메커니즘은 지금까지 밝혀지지 않고 있었다. 이 같은 상황에서 미국 남가주대 생명과학과, 정신·행동과학과, 신경과학과, 조지아대 식품영양학과, 펜실베니아대 의대 정신과, 시카고 일리노이대 심리학과, 시애틀 워싱턴대 병리학과 공동연구팀은 음식에 대한 충동성에 관여하는 뇌의 특정 회로를 발견하는데 성공했다고 27일 밝혔다. 과식으로 인한 비만을 해결하는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있는 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 행동의 결과에 대해 생각하지 않고 순간적으로 반응하도록 하는 충동은 뇌의 보상시스템이 과도하게 반응함으로써 나타나는 것으로 약물이나 도박 중독이나 쇼핑중독처럼 일종의 충동조절장애로 나타난다는 것이다. 그렇지만 과식이나 폭식 같은 음식에 대한 충동은 조금 다를 것이라고 과학자들은 봐왔다. 연구팀은 뇌의 시상하부에서 분비되는 멜라닌응집호르몬(MCH)가 식탐에 관여하는 것으로 보고 생쥐실험을 실시했다. 우선 연구팀은 우리 안에 있는 쥐가 발판을 누르면 달고, 기름지며 맛있는 음식을 먹을 수 있도록 했다. 대신 한 번 먹은 뒤 20초가 지나야 다시 발판을 누를 수 있는데 너무 빨리 누르면 20초를 더 기다리도록 했다. 연구팀은 우리 안에 두 개의 다른 색깔 발판을 마련해 놓고 하나의 발판은 누르는 즉시 맛있는 음식이 주어지는 대신 한 번 밖에 못 누르도록 했고 다른 하나의 발판은 누른 뒤 30초 뒤 음식을 먹을 수 있지만 여러 번 누를 수 있도록 했다. 연구팀은 두 가지 실험을 하면서 학습과 기억에 관여하는 것으로 알려진 시상하부부터 해마까지 뇌의 활동을 측정했다. 그 결과 첫 번째 실험에서는 일단 음식을 맛본 생쥐는 20초를 기다리지 못하고 계속 발판을 눌렀으며 두 번째 실험에서는 여러 번 음식을 먹을 수 있는 발판 대신 즉시 음식을 주는 발판을 눌러대는 것이 관찰됐다. 연구팀은 음식에 대한 충동성이 일어날 때 시상하부에서 MCH가 해마쪽으로 이동하는 것을 확인하고 MCH를 인위적으로 늘리고 줄이는 실험을 병행했지만 MCH의 양은 음식에 대한 충동성에 영향을 미치지 못하는 것으로 조사됐다. 음식에 대한 충동, 식탐은 MCH의 양이 아닌 MCH를 생산해 내는 시상하부의 뇌세포와 회로를 활성화시키면 음식에 대한 충동이 증가하는 것으로 확인됐다. 스콧 카노스키 남가주대 교수(인간진화생물학)는 “음식에 대한 충동은 배고픔이나 보상심리 작동과는 전혀 다른 시스템”이라며 “이번 연구결과를 활용하면 억지로 식욕을 줄이거나 맛있는 음식을 덜 먹지 않고도 과식을 막아 다이어트에 성공할 수 있도록 도와주는 방법을 찾을 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

비만인 아이는 그렇지 않은 아이에 비해 뇌의 특정 부위가 손상돼 있을 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다고 뉴스위크 등 해외 언론이 24일 보도했다. 브라질 상파울루대 연구진이 12~16세 청소년 120명을 대상으로 연구를 진행했다. 연구에 참여한 청소년 중 59명은 비만, 61명은 정상 체중에 속했다. 연구진이 이들의 MRI 영상을 분석한 결과, 비만인 청소년 정상 체중의 아이보다 뇌의 안와전두피질의 백질(white matter)이 감소해 있는 것으로 나타났다. 안와전두피질은 의사결정과 인지 과정에 관여하는 대뇌피질 부위로, 외측 영역은 처벌과 관련된 상황에서 활성화되고 내측 영역은 보상과 관련된 상황에서 활성화되어 상황에 맞는 적절한 사회적 행동을 하는 데 기여한다. 특히 감정적 공감에 관여하기 때문에, 손상될 경우 사회적으로 이해되기 어려운 행동을 하는 등의 정서장애가 나타날 수 있다. 뿐만 아니라 비만인 청소년은 뇌의 왼쪽과 오른쪽을 연결하는 역할을 하는 뇌들보(뇌량)가 손상돼 있었고, 혈액검사에서 체중 조절과 관련된 호르몬인 렙틴의 분비량도 정상수치에서 벗어난 것을 확인했다. 렙틴은 지방조직에서 분비하는 체지방을 일정하게 유지하기 위한 호르몬으로, 렙틴이 적정량을 벗어나 과다하게 또는 적게 분비될 경우 포만감을 느끼지 못하는 동시에 염증과 뇌 손상의 원인이 될 수 있다고 연구진은 설명했다. 연구진은 “안와전두피질은 감정 및 보상 회로와 관련된 영역이며, 이 영역이 손상되면 집중력이 저하되는 결과를 가져올 수 있다”면서 “다만 비만과 호르몬, 뇌 손상의 관계는 아직 명확하지 않다”고 강조했다. 전문가들은 뇌 손상으로 비만이 오는지, 반대로 비만으로 뇌 손상이 유발되는지의 인과관계는 명확하지 않지만, 이번 연구가 비만-뇌-호르몬의 연관관계를 밝히는데 유의미한 역할을 했다고 평가했다. 자세한 연구결과는 다음 달 1일 미국 시카고에서 개최하는 북미 최대 영상의학회인 북미 영상의학학회(Radiological Society of North America)에서 발표될 예정이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

비만인 아이는 그렇지 않은 아이에 비해 뇌의 특정 부위가 손상돼 있을 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다고 뉴스위크 등 해외 언론이 24일 보도했다. 브라질 상파울루대 연구진이 12~16세 청소년 120명을 대상으로 연구를 진행했다. 연구에 참여한 청소년 중 59명은 비만, 61명은 정상 체중에 속했다. 연구진이 이들의 MRI 영상을 분석한 결과, 비만인 청소년 정상 체중의 아이보다 뇌의 안와전두피질의 백질(white matter)이 감소해 있는 것으로 나타났다. 안와전두피질은 의사결정과 인지 과정에 관여하는 대뇌피질 부위로, 외측 영역은 처벌과 관련된 상황에서 활성화되고 내측 영역은 보상과 관련된 상황에서 활성화되어 상황에 맞는 적절한 사회적 행동을 하는 데 기여한다. 특히 감정적 공감에 관여하기 때문에, 손상될 경우 사회적으로 이해되기 어려운 행동을 하는 등의 정서장애가 나타날 수 있다. 뿐만 아니라 비만인 청소년은 뇌의 왼쪽과 오른쪽을 연결하는 역할을 하는 뇌들보(뇌량)가 손상돼 있었고, 혈액검사에서 체중 조절과 관련된 호르몬인 렙틴의 분비량도 정상수치에서 벗어난 것을 확인했다. 렙틴은 지방조직에서 분비하는 체지방을 일정하게 유지하기 위한 호르몬으로, 렙틴이 적정량을 벗어나 과다하게 또는 적게 분비될 경우 포만감을 느끼지 못하는 동시에 염증과 뇌 손상의 원인이 될 수 있다고 연구진은 설명했다. 연구진은 “안와전두피질은 감정 및 보상 회로와 관련된 영역이며, 이 영역이 손상되면 집중력이 저하되는 결과를 가져올 수 있다”면서 “다만 비만과 호르몬, 뇌 손상의 관계는 아직 명확하지 않다”고 강조했다. 전문가들은 뇌 손상으로 비만이 오는지, 반대로 비만으로 뇌 손상이 유발되는지의 인과관계는 명확하지 않지만, 이번 연구가 비만-뇌-호르몬의 연관관계를 밝히는데 유의미한 역할을 했다고 평가했다. 자세한 연구결과는 다음 달 1일 미국 시카고에서 개최하는 북미 최대 영상의학회인 북미 영상의학학회(Radiological Society of North America)에서 발표될 예정이다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

부산의 한 산부인과 병원에서 태어난 지 5일 된 신생아가 갑자기 머리뼈 골절과 뇌 손상으로 의식 불명 상태에 빠져 경찰이 수사에 나섰다. 부산 동래경찰서는 최근 신생아 부모 A 씨가 업무상 과실치상 혐의로 B 산부인과 측을 고소해 수사에 착수했다고 24일 밝혔다. 경찰에 따르면 지난 10일 부산의 한 산부인과에서 신생아실에 있던 A 씨 아기가 5일 만에 갑자기 무호흡 증세를 보여 대학병원으로 옮겨졌다. 당시 아기는 머리 골절로 인한 뇌 손상 증세를 보였다. A 씨는 B 산부인과 측이 신생아실에서 아기를 보살피다가 실수로 바닥에 떨어뜨리는 등 의료사고 가능성을 의심하고 있다. B 산부인과는 신생아 관리에 문제가 없었다는 입장인 것으로 알려졌다. 경찰은 산부인과 내 폐쇄회로(CC)TV 영상을 확보하고 병원 관계자를 불러 조사할 계획이다. A 씨는 이날 청와대 국민청원 게시판에 글을 올려 이번 사건의 진상규명과 관련자 처벌을 촉구했다. 부산김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr

그저 작고 지저분한 동물로만 알고 있는 쥐가 반복된 훈련을 거듭하면 간단한 운전까지 가능하다는 사실을 입증한 연구결과가 나왔다. 미국 리치먼드대학 연구진은 쥐가 막대기를 몸으로 밀거나 복잡한 미로에서도 길을 출구를 찾아낼 줄 안다는 기존의 연구결과에 더해, 쥐의 뇌가 가진 인지능력의 수준을 테스트하기 위해 실험을 실시했다. 연구진은 빈 플라스틱 상자에 바퀴를 달고 알루미늄으로 바닥을 만든 뒤 구리 막대 등으로 핸들 역할을 하는 장치를 만들었다. 실험에 동원된 암컷 6마리와 수컷 11마리가 알루미늄 바닥에 발을 대고 선 채로 구리 막대로 만든 핸들을 움켜쥐면, 작은 차량에 장착된 전기회로를 통해 ‘미니자동차’가 움직이는 방식이다. 구리 막대의 왼쪽과 가운데, 오른쪽에 각각 손을 대면 서로 다른 방향으로 조절이 가능하다. 연구진은 실험 쥐를 4㎡의 직사각형 공간에 넣어두고 미니 자동차를 운전하도록 훈련시켰다. 핸들을 만지거나 차량을 움직이는 미션에 성공할 경우 시리얼 조각으로 보상했다. 또 직사각형 공간에서 점점 더 먼 곳으로 운전하는데 성공 할수록 보상을 지급해 운전기술이 발달되도록 장려했다. 그 결과 실험 쥐는 초반엔 조작하지 못했던 구리 막대(핸들) 사용 방법을 익히는 것에서 더 나아가, 점차 더욱 능숙하고 완벽하게 미니 자동차를 조종할 수 있게 됐다. 연구진은 운전을 배우는 쥐의 모습이 평온해 보이는 것을 본 뒤, 쥐들의 스트레스 지수를 확인했다. 호르몬 수치를 측정해 스트레스 지수를 추적한 결과, 쥐가 땅을 힘들게 파서 그곳에 묻힌 음식을 꺼낼 때와 마찬가지로, 운전과 같은 어려운 작업을 수행한 후 스트레스를 덜 받는다는 사실을 확인했다. 연구진은 “인간에게서 이러한 감정을 자기 효능감이라고 부른다. 쥐 역시 새로운 기술을 완성할 때 인간과 마찬가지의 만족감을 얻는다는 사실이 입증된 것”이라면서 “쥐가 자동차를 운전할 줄 안다는 사실의 발견은 쥐의 뇌가 새로운 도전에 유연하게 대응할 수 있는 능력을 가졌다는 것을 의미한다”고 설명했다. 이어 “쥐는 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 훨씬 똑똑하며, 대부분의 동물은 우리가 생각하는 것보다 독특한 방식으로 더 똑똑하다”고 덧붙였다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr