“부모가 보육비 보내지 않아서”…쵤영 이유는 함구15개월짜리 여아 뇌사 사건도 수사받아…학대 소견태어난지 15개월 된 여자아이가 뇌사에 빠진 사건과 관련해 경찰 수사를 받던 30대 위탁모가 생후 6개월 된 또 다른 여아의 입을 막고 학대한 정황이 드러나 긴급체포됐다. 서울 강서경찰서는 아동학대 특례법상 중상해 등 혐의로 위탁모 김모씨(38·여)를 긴급체포했다고 6일 밝혔다. 경찰에 따르면 김씨는 지난달 초 위탁을 받아 키우던 생후 6개월 여아 A양의 입을 손으로 막아 숨을 쉬지 못하게 하고, 그 모습을 촬영한 혐의를 받고 있다. 경찰은 김씨의 휴대폰을 디지털 포렌식 한 결과 해당 사진을 확보했다. 경찰 조사 결과 A양은 지난 6월부터 김씨가 돌보던 아동이었던 것으로 확인됐다. 김씨는 A양의 부모가 보육비를 보내지 않자 범행을 저질렀다고 진술한 것으로 알려졌다.다만 그가 A양의 입을 막은 뒤 이를 촬영한 이유는 진술을 거부했다. 앞서 김씨는 자신이 돌보던 생후 15개월 문모양이 뇌사 상태에 빠지게 된 것과 관련해 수사를 받아 왔다. 경찰은 지난달 23일 문양이 입원한 병원으로부터 ‘아동학대가 의심된다’는 신고를 받고 김씨를 입건해 수사에 착수했다. 당시 병원은 문양이 ‘급성 저산소성 뇌 손상’에 빠져 뇌사 상태에 이르렀다고 진단하고, 눈 초점이 맞지 않거나 발이 오그라드는 등 이상증세를 보인 것은 학대 가능성이 있다는 소견을 냈다. 경찰 관계자는 뉴스1을 통해 “문양이 주중에는 어린이집에 있다가 주말에는 위탁모와 함께 생활했다”며 “문양의 뇌사가 김씨와 어린이집 중 어디에서 기인한 것인지 규명하고 있다”고 설명했다. 경찰은 12일부터 어린이집에 나오지 않은 문양을 김씨가 제때 병원에 데려갔는지, 약을 제대로 먹였는지 조사하는 한편 어린이집 폐쇄회로(CC)TV도 분석 중이다. 경찰은 이튿날(7일) 김씨에 대한 구속영장을 신청할 방침이다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

최근 들어 주의력결핍 및 과잉 행동장애(ADHD), 분노조절장애 등에 시달리는 사람들이 늘고 있다. 또 충동성으로 인한 각종 분노 범죄나 약물 중독 같은 일도 적지 않다. 많은 학자들은 이런 일의 근원을 찾는 데 몰두하는 가운데 국내 연구진이 이런 충동성 행동을 조절하는 신경회로를 처음으로 발견하는 데 성공했다. 고려대 생명과학과 백자현 교수팀은 동기, 학습, 감정에 관여하는 뇌의 편도체에서 도파민 관련 신경세포를 특이적으로 활성화시켜 충동성이 조절되는 것을 관찰했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호(22일자)에 실렸다. 충동성은 심사숙고라는 과정 없이 결과에 대해 생각하지 않은 채 기분에 따라 즉각적으로 행동하려는 것으로 정의된다. 충동성이 심해질 경우 중독관련 질환, 인격장애, 충동조절장애 같은 여러 종류의 정신질환으로 이어질 수 있다. 실제로 한국의 경우 ADHD는 2010~2013년 3년 동안 3배 가까이 증가했고 미국에서도 최근 15년 동안 3배가량 증가했다. 또 국내에서는 분노조절장애로 진료받은 환자는 2015년 5390명, 2016년 5920명, 2017년 5986명에 이르는 것으로 나타났다. 연구팀은 유전자 조작 생쥐와 빛을 이용해 특정 세포의 활성을 조절하는 광유전학 방법을 이용해 뇌의 어떤 부위에서 충동적 행동을 조절하는지 분석했다. 그 결과 D2 도파민 수용체가 충동성 조절에 핵심역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 도파민은 뇌신경세포의 흥분 전달물질로 운동, 인지, 동기 부여에 영향을 줘 D1~D5까지 다섯 종류가 있다. 실제로 생쥐실험을 통해 D2형 도파민 수용체가 부족한 생쥐는 충동적 행동이 증가한다는 것을 확인했다. 반면 도파민 관련 신경세포를 활성화시키면 D2형 도파민 수용체가 활발해져 충동적 행동이 70% 정도 감소된다는 것을 발견했다. 백자현 교수는 “이번 연구는 지금까지 밝혀지지 않았던 새로운 충동성 조절 신경회로를 규명했다는데 의미가 있다”며 “자기통제능력의 결여로 인한 중독, 인격장애, 분노조절 장애 같은 현대 사회에서 특이하게 나타나는 각종 정신질환의 치료 타겟을 정하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

美-中 연구팀 “학생-교사간 교감이 학습동기 유발과 학습성취도에 영향” “캡틴, 오 마이 캡틴”이라는 대사로 유명한 1989년 영화 ‘죽은 시인의 사회’에는 로빈 윌리암스가 괴짜 국어선생님 키팅으로 등장한다. 키팅 선생님은 어른들의 눈으로 볼 때는 괴짜 같지만 학생들에게는 시의 아름다움과 자유로운 사고를 일깨우는 수업으로 진정한 ‘캡틴’으로 자리잡게 된다. 많은 학생들은 키팅 같은 좋은 선생님을 찾아 가르침을 받으려 하고, 교사들은 ‘키팅’ 선생님이 되기 위해 노력한다. 그렇다면 좋은 선생님의 기준은 뭘까. 여러 가지를 들 수 있겠지만 자신에게 도움을 줄 것으로 보이는 좋은 선생님은 학생들이 감각적으로 구분해낼 수 있다는 재미있는 연구결과가 나왔다. 미국 듀크대 신경생물학과, 일본 도호쿠대 생명과학부, 중국 베이징대 생명과학부, 베이징대-IDG맥거번 뇌연구소, 베이징-칭화 생명과학센터 공동연구팀은 어린 금화조(Zebra finch)가 노래를 제대로 가르치는 성인 새를 감각적으로 찾아낸다는 사실을 발견했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 17일자에 실렸다. 금화조는 노래하는 새인 명금(鳴禽)의 일종으로 사회성이 발달해 있고 수컷이 암컷에게 구애하기 위해 노래를 부르는 것으로 알려져 있어 학습이나 기억 관련 실험을 할 때 자주 사용되는 동물이다. 특히 수컷의 노래는 종족 보존을 위해 필수적인 것으로 알려져 있다. 사람을 비롯해 많은 동물들은 생존과 관련되거나 집단의 문화를 배울 때 어른의 행동을 모방하는 방식을 따른다. 동물들에게 있어서 모방이 가장 좋은 학습 방법이라는 것은 알고 있지만 정확히 어떤 메커니즘으로 작동하는지는 알려지지 않았다. 연구팀은 정확한 음색과 음정으로 노래하는 수컷 어른 금화조의 노래를 녹음해 스피커로 들려주거나 금화조의 노래와 비슷한 다른 종류의 새의 소리를 들려주는 실험을 했다. 그 결과 실제 성인 금화조의 노래가 아니면 새끼 금화조들은 노래를 따라하지 않는 것을 확인했다.연구팀은 어린 새들이 노래를 배우는 과정에서 뇌의 어떤 부위가 활성화되는지에 특히 주목했다. 그 결과 사람의 언어중추라고 부르는 브로카영역과 비슷한 대뇌피질 부분과 수도관주변 회백질(PAG·Periaqueductal gray) 부위가 활성화되는 것을 확인했다. 수도관주변 회백질은 도파민을 방출하는 신경세포군이 포함돼 있는 곳으로 다른 개체와 정서적 교감이 이뤄질 때 활성화되는 것으로 알려져 있다. 실제로 이전에 성인 금화조를 한 번도 만난 적이 없는 어린 금화조들은 노래하는 성인 수컷 금화조의 노래를 들을 때 언어중추는 물론 PAG 부위가 활발히 움직였는데 노래를 부르지 못하는 수컷이나 암컷 금화조를 만났을 경우는 PAG 부위가 활성화되지 않는 것으로 나타났다. 특히 성인 수컷 금화조가 노래를 부르지 않고 있어도 새끼 금화조의 뇌에서는 PAG 부위가 활성화되는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이 같은 현상은 뇌신경세포가 소리가 아닌 다른 사회적 신호에 반응하는 것을 의미한다고 해석했다. 실제로 수컷 성인 금화조가 노래를 부를 때 새끼 금화조의 PAG 회로를 차단하면 학습에 참여하지 않고 딴청을 피는 것이 관찰됐다. 반대로 PAG를 활성화시키면서 수컷 성인 금화조의 노래를 녹음해 틀어주면 진짜 새가 없어도 학습에 적극적으로 참여하고 따라하는 현상이 나타났다. 연구팀 관계자는 “도파민은 돈이나 사탕 같은 외부 보상에 의해 강화되고 발현되기도 하지만 제대로 된 교사를 만날 경우에도 보상중추가 활발히 작동해 학습에 대한 동기가 발현될 수 있다”며 “사람의 경우에도 학습에 참여하는 학생들과 교사들의 정서적 교감이 학습동기는 물론 학습능률도 높일 것”이라고 설명했다. 리차드 무니 미국 듀크대 교수는 “금화조는 유전자로 전달받는 특성들 이외에 한 세대에서 다음세대로 학습을 통해 전달받는 것은 노래하는 것으로 마치 사람이 말을 배우는 것과 똑같은 행동”이라며 “이번 연구결과는 올바른 교사를 만나는 것이 좋은 학습 결과를 가져올 수 있다는 사실을 그대로 보여준 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘기면병’은 수시로 갑작스럽게 참을 수 없는 졸음이 쏟아지는 것을 특징으로 하는 질병이다. 현대인에게 낮에 조는 일은 드문 일이 아니기에 사무실에서, 공부하다가 졸음이 온다고 해서 모두 기면병을 걱정할 일은 아니다. 청소년기에 많이 발병하고 국내 청소년 10만명당 15명의 유병률을 보인다.기면병에는 두 가지 유형이 있는데, 구분 기준은 ‘탈력 발작’의 유무다. 탈력 발작은 일순간에 온몸의 근육이 풀리면서 전혀 움직일 수 없게 되는 증상이다. 감정적인 흥분 상태, 특히 큰소리로 웃거나 즐거운 마음으로 흥분됐을 때 발생한다. 친구들끼리 농담하고 박장대소하다가 갑자기 다리가 풀리고 털썩 주저앉는 임상 양상으로 나타난다. 3개월 이상 반복적으로 갑작스러운 졸음이 쏟아지고 탈력 발작이 동반되면 1형 기면병, 탈력 발작이 없다면 2형 기면병을 의심해 볼 수 있다. 정확한 진단은 ‘주간 졸림 검사’를 통해 가능하다. 수면검사실에서 5회의 낮잠 검사를 실시해 2회 이상 8분 이내에 잠들고, 2회 이상 수면 개시 후 15분 이내에 ‘렘수면’이 나타나면 기면병으로 진단한다. 그렇다면 기면병은 뇌 안의 어떤 병리 현상으로 인해 나타나는 것일까. 뇌의 한가운데에는 뇌기능을 조절하는 ‘시상’이 있고 그 밑에 인체의 중요 기능을 조절하는 ‘시상하부’가 있다. 그중 외측시상하부에는 특별한 ‘뉴런’들이 있다. 이 뉴런들은 ‘하이포크레틴’(오렉신)이라는 물질을 만들고, 각성을 일으키는 뇌 부위에 분비해 각성 상태를 안정적으로 유지한다. 1998년 미국 스탠퍼드대의 루이스 들레세아 교수와 텍사스대 남서부 의료센터의 마사시 야나기사와 교수가 동시에 이 물질에 대한 논문을 발표해 지금도 ‘하이포크레틴’과 ‘오렉신’이라는 두 명칭이 혼용되고 있다. 기면병 환자들은 뇌 부검 결과 하이포크레틴 뉴런 수가 현저히 줄었거나 거의 없다는 것이 밝혀졌다. 면역체계가 자기 조직을 스스로 공격하는 ‘자가 면역 반응’이 활성화돼 뉴런들을 공격했을 것으로 이해하고 있다. 하이포크레틴이 정상치의 3분의1 미만으로 줄어들면 1형 기면병으로 확진할 수 있다. 그럼 긍정적 감정 흥분은 어떻게 탈력 발작을 유발하는 것일까. 최근 하버드 의대의 토머스 스캐멀 교수는 쥐 실험으로 ‘내측 전전두엽-편도체 네트워크’가 탈력 발작을 유도하는 것을 발견했다. 정상적인 편도체는 근이완을 유도하고 하이포크레틴 뉴런은 근이완을 억제하며 서로 균형을 이루고 있다. 그러나 하이포크레틴 뉴런이 없으면 쉽게 근이완 회로가 활성화되고 그 결과 탈력 발작으로 나타나게 된다. 기면병 환자들은 잠들거나 깰 때 환청, 환시를 경험하거나 수면 마비, 즉 가위눌림도 자주 호소한다. 역설적으로 불면증 역시 흔하다. 기면병은 드물지만 일단 생기면 생활에 큰 지장을 초래하고 안전사고도 일으켜 장기간 관리가 필요하다. 비슷한 증상을 경험하면 조기에 전문의를 찾아 정확한 진단과 치료를 받아야 할 것이다.

보육교사들은 아이들에게 ‘제2의 부모’와 같다. 하지만 처우도 열악하고 다수의 아이들을 장시간 돌보다 보니 육체적, 심리적 스트레스가 여느 직종보다 크다. 이에 관악구가 산림 치유 프로그램으로 영유아의 교육과 보호에 애쓰는 어린이집 보육 교직원의 마음을 쓸어주려 나섰다.매주 금요일 서울 관악 치유의 숲길 내 관악산치유센터에서 진행되는 산림 치유 프로그램 ‘마음 싱긋’을 통해서다. 보육 교사들의 스트레스를 예방하고 건강한 심신 유지를 도우려는 취지로 마련된 시간이다. 참여 교사들은 허브 차 마시기, 숲길 걷기, 공감 경청 연습, 전망대에서 하늘 보며 심호흡하기, 뇌 휴식 등 몸과 마음을 안정시키는 다양한 활동을 할 수 있다. 산림 치유 프로그램은 요일별로 소외계층, 산후 우울증을 앓는 여성과 경력단절 여성, 청소년 등 대상을 달리해 차별화된 프로그램으로 운영된다. 박준희 구청장은 “보육 교사들이 행복해야 우리 아이들도 행복하다”며 “‘마음 싱긋’이 많은 선생님들에게 심신 안정을 돕는 좋은 기회로 작용해 선생님들이 마음 속 깊은 곳에서 우러나오는 미소를 지으실 수 있길 바란다.”고 말했다. 정서린 기자 rin@seoul.co.kr

많은 사람들이 몰려 있어 시끌벅적한 커피점에서도 내 이름을 부르는 소리를 또렷하게 들을 수 있는 이유는 뭘까. 길을 걸을 때 다른 사람들의 발자국 소리는 들리는데 정작 자신의 발자국 소리를 듣지 못하는 이유는 무엇일까. 미국 듀크대 의대 신경생물학과, 뉴욕대 신경과학센터 공동연구팀은 멀리 떨어져 있는 다른 사람이 내는 발자국 소리는 들으면서 정작 자신의 발자국 소리를 듣지 못하는 뇌 속 메커니즘을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 12일자에 발표했다. 정상적인 청력 기능을 갖기 위해서는 운동 관련 소리와 주변 환경에서 나오는 소리를 예측하고 구분할 수 있어야 한다. 그렇지만 아직까지 우리 뇌가 움직임으로 인한 소리를 예측하는 메커니즘에 대해서는 명확히 밝혀내지 못한 상태다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 ‘음향 가상현실 시스템’을 구축해 생쥐가 환경 소음을 어떻게 처리하는지 신경 회로 메커니즘을 관찰했다. 그 결과 생쥐들은 아무리 조용한 환경에 놓여 있더라도 자기의 발자국 소리를 무시할 수 있는 ‘감각 필터’를 작동시킨다는 사실을 확인했다. 생쥐는 생존을 위해서 자신의 천적인 고양이가 접근하는 소리를 탐지해야 한다. 이 때문에 조용한 상황에서도 자신의 발자국 소리에 고양이의 발자국 소리가 묻히면 안되기 때문에 자신의 발자국 소리를 의도적으로 무시하는 뇌 메커니즘을 작동시키게 되는 것이다. 연구팀은 이처럼 의도적으로 소리를 무시하고 예상하거나 상상하는 소리를 듣는 뇌 작동 방식은 사람의 경우 악기연주나 말하기 같은 복잡한 인간 행동에 있어서도 중요하다고 설명하고 있다. 또 이 같은 뇌 회로가 오작동을 일으킬 경우 조현병이나 소리에 대한 망상증에 시달릴 수 있게 된다고 연구팀은 말했다. 리처드 무니 듀크대 의대 교수는 “이번 연구를 통해 발견한 뇌의 예측회로는 생존을 위해 진화된 뇌 기능인데 이것이 과잉반응할 경우 환각과 조현병 같은 각종 신경증 증세를 유발시킬 수 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌혈관 포함 모든 환자 검사비 4분의1로 중증 건보 적용도 최대 6년→10년 확대 손·팔 이식수술비 부담 5%로 확 낮아져다음달부터 뇌 자기공명영상촬영(MRI)에 건강보험이 적용돼 검사비가 4분의1 수준으로 줄어든다. 최대 60만원대였던 검사비가 10만원대로 낮아지는 것이다. 뇌사자로부터 기증받은 손과 팔을 이식할 때도 건강보험이 적용돼 수술비가 5%로 낮아진다. 보건복지부는 13일 제15차 건강보험정책심의위원회를 갖고 이런 내용을 담은 ‘건강보험 보장성 강화 후속조치’를 의결했다. 현재는 뇌종양, 뇌경색, 뇌전증 등 뇌 질환이 의심될 때 MRI 검사를 하더라도 중증 뇌질환으로 진단받는 환자만 건강보험을 적용하고 그 외에는 보험이 적용되지 않아 환자가 모든 검사비를 내야 했다. 지난해 기준으로 뇌와 뇌혈관 MRI 검사에 소요된 비급여 진료비는 2049억원으로 전체 MRI 진료비(4272억원)의 48.2%를 차지한다. 다음달부터는 의학적으로 뇌, 뇌혈관 MRI가 필요한 모든 환자가 건강보험 혜택을 받을 수 있게 된다. 또 중증환자는 건강보험 적용 기간이 최대 6년에서 10년으로, 진단 뒤 1회였던 건보 적용 횟수도 2회로 늘어난다. 다만 건보 적용 횟수를 초과하면 본인 부담률이 80%로 높아진다. 환자의 부담은 4분의1 아래로 줄어든다. 검사비 본인 부담액은 의원급이 평균 38만 2000원에서 8만 8000원으로, 병원급은 42만원에서 11만원, 종합병원급은 48만원에서 14만 4000원으로 각각 줄어든다. 가장 등급이 높은 상급종합병원은 66만 4000원에서 18만원으로 검사비 부담이 크게 낮아진다. 손, 팔 이식 수술비도 앞으로 건강보험이 적용된다. 과거에는 질병이나 손상으로 손, 팔이 절단되면 보조기를 착용하는 것이 유일한 치료법이었다. 의술의 발달과 장기이식법 개정으로 손, 팔 이식제도가 본격적으로 시행됐다. 문제는 고가의 수술비였다. 기존에는 4000만원가량의 수술비를 전액 환자가 부담했지만 앞으로 건강보험이 적용되면 본인부담비가 200만원으로 낮아진다. 권덕철 복지부 차관은 “손, 팔의 이식 사례가 많지는 않지만 의학적인 유효성이 확인되고 제도적 정비가 이뤄져 신속하게 건강보험을 적용하게 됐다”고 설명했다. 희귀난치성질환 산정특례제도는 내년부터 해당 질병을 ‘희귀질환’과 ‘중증난치성질환’으로 분리해 관리하기로 했다. 희귀난치성질환 산정특례제도는 환자 의료비 부담을 줄이기 위해 환자 본인부담금 비율을 10%로 낮춰 주는 제도다. 복지부는 희귀질환관리위원회와 산정특례위원회의 심의를 거쳐 희귀질환 927개, 중증난치성질환 209개를 선정했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr 민나리 기자 mnin1082@seoul.co.kr

아찔할 정도로 높은 곳에 올라가거나 길을 지나갈 때 갑자기 튀어나온 자동차와 마주치거나 골목에서 사납게 생긴 덩치 큰 개와 맞닥뜨렸을 때, 공포영화를 보다가 잔인한 장면이 나오면 자신도 모르게 ‘헉’하며 숨을 몰아쉬거나 눈을 가린 경험을 누구나 한 번쯤은 했을 것이다. 이런 행동은 ‘얼음’(freezing)이라고 부르는 공포 반응 중 하나다. 사실 포식자나 위험한 상황에 맞닥뜨렸다고 뇌가 판단할 경우 공포와 불안반응을 유발시키는 것은 생존을 위해 필수적인 기능이다. 더군다나 이는 배워서 터득하는 몸의 반응이 아니라 오랜 시간 진화를 통해 몸에 새겨진 일종의 선천적 반응이다. 과연 이런 타고난 공포반응은 어디서 유래되고 어떻게 나타나는 것일까. 카이스트 생명과학과 한진희 교수와 대구경북과학기술원(DGIST) 부설 한국뇌연구원 뇌신경망연구부 박형주 박사 공동연구팀이 동물이 보이는 공포에 대한 선천적 반응을 유발시키는 뇌신경회로와 메커니즘을 규명했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 선천적 공포반응은 생존에 도움을 주지만 극도의 스트레스나 생존에 지속적인 위협이 가해질 경우 공포회로에 이상이 생기면서 공황장애, 외상후 스트레스 장애(PTSD) 같은 신경질환을 앓게 된다. 많은 연구자들이 이 같은 문제를 해결하기 위해 연구를 하고 있지만 정확한 신경회로를 아직 찾지 못하고 있다. 연구팀은 스트레스 반응을 조절하고 연산기능을 수행하는 전전두엽 피질(PFC)의 일부인 전측대상회 피질(ACC)을 주목했다. 전두엽이 학습을 통한 후천적 공포조절에 관여하고 있다는 사실은 밝혀졌지만 선천적 공포조절 기능에 대해서는 아직 알려진 바가 없다. 연구팀은 빛을 이용해 실시간으로 신경 활성을 조절하는 광유전학 기술을 활용해 생쥐의 전측대상회 피질을 자극했다. 생쥐를 잡아먹는 포식자 중 하나인 여우 냄새를 맡았을 때 활성화되는 부위를 빛으로 조절하는 실험을 한 것이다. 그 결과 전측대상회 피질 영역의 활성을 억제하자 선천적 공포 반응인 ‘얼음 반응’이 증폭됐고 활성을 높이자 공포반응이 감소하는 것을 발견했다. 특히 배외측 편도체핵(BLA)라는 부위가 공포 반응 유발에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다. 뇌연구원 박형주 박사팀은 전기 생리학 방법으로 전측대상회 피질과 배외측 편도체핵 연결망이 선천적 공포 조절 기능에 관여한다는 사실을 교차검증해 같은 결과를 얻었다.한진희 카이스트 교수는 “이번 연구결과는 공포반응을 유발시키는 뇌 속 핵심 신경회로를 발견했다는데 의미가 크다”며 “이번에 발견한 신경회로를 대상으로 하는 치료기술을 개발한다면 외상후 스트레스 장애 등 뇌신경질환으로 고통을 겪는 이들을 도울 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘필요는 발명의 어머니’. 기술의 발전에 있어서 이 경구는 언제나 유효하다. 한 사회가 우선적으로 필요로 하는 분야에 사람과 기술이 집중되고, 거기에 맞춰 자본도 이동하기 마련이다. 인공지능(AI), 자율주행 등으로 대표되는 ‘4차 산업혁명’ 분야라고 해서 별반 다를 게 없다. 일본의 가장 시급한 과제는 인구 감소와 노령화, 그에 따른 사회의 축소다. 일할 사람이 부족한 노동현장, 보건의료에 대한 높은 사회적 요구 등 일본이 처한 현실에 산업혁신의 당위적 필요성이 집중된다. 그런 점에서 획기적인 의료영상 분석 기술을 개발한 벤처기업과 차세대형 무인 서비스 도입에 시동을 건 유통업체의 사례에는 일본 사회의 요구가 반영돼 있다.“질병 치료의 출발점은 빠르고 정확한 진단입니다. 이를 위해서는 컴퓨터 단층촬영(CT)이나 자기공명 영상촬영(MRI) 등의 판독·분석이 중요한데, 현재 일본의 의료현장은 이에 잘 대응하지 못하고 있습니다. 의료진이 부족한 상태에서 영상 자료들은 홍수처럼 쏟아져 나오니 감당하기가 어렵게 된 것이지요. 인공지능(AI)을 영상진단에 도입해 정확도와 효율성을 높이는 것은 그래서 필요합니다.” 지난 3일 도쿄 분쿄구의 도쿄대 혼고캠퍼스 창업플라자. 현재 일본에서 가장 주목받는 기업 중 하나인 엘픽셀(LPixel)은 이 건물 6~7층에 자리하고 있다. 창업한 지 4년밖에 안 된 이 회사는 도쿄대, 교토대, 국립암센터, 지케이의대 등 유수 의료기관은 물론이고 히타치, 캐논, 후지필름 등 대기업과도 손을 잡으며 공동연구를 진행하고 있다. 창업자 시마하라 유키(30) 대표의 얼굴에는 자신감이 넘쳤다. 그는 도쿄대 연구실 동료 2명과 함께 26세 때인 2014년 3월 이 회사를 차렸다. 엘픽셀은 뇌동맥류를 전 세계 최상위 수준의 정확도로 찾아내는 MRI 영상 분석기술을 선보여 정보기술 및 의료계에 돌풍을 일으켰다. 단 몇 초 동안의 MRI 판독만으로 뇌동맥류 가능성이 높은 부분을 콕 집어내 컴퓨터 화면에 빨간 표시로 나타낸다. 판단의 근거는 국립암연구센터 등 의료기관과의 협력을 통해 수집한 빅데이터다. 엘픽셀의 기술이 주목을 받는 것은 정확도뿐 아니라 인력난이 심각한 일본 의료계에서 상당한 규모의 의사를 새로 고용한 것과 같은 효과를 낼 수 있기 때문이다. 일본에서는 연간 약 1만 2000명이 뇌동맥류 파열에 따른 출혈로 사망하고 있다. 뇌혈관 직경이 5~7㎜인 단계부터 본격적인 뇌동맥류 치료가 필요하지만, 한정된 인력이 하나하나 영상을 판독하다 보니 시간이 오래 걸려 효율성이 크게 떨어지는 상황이다. 뇌동맥류 판독에 적용되는 것은 ‘딥러닝’이라는 AI 기술. 딥러닝은 사람의 신경회로를 모델로 한 것으로, 무수한 데이터를 분석·정렬해 정교한 결과를 도출해 낸다. 2016년 이세돌 9단에게 승리했던 바둑 AI ‘알파고’도 딥러닝을 바탕으로 개발된 것이었다. 엘픽셀은 지난해 11월 AI를 활용한 새로운 의료 영상진단 지원기술 ‘EIRL’을 발표하고, 올 연말까지 상용화를 목표로 연구를 진행 중이다. EIRL을 활용하면 뇌 MRI나 흉부 X선, 유선 MRI, 대장 내시경 등 의료영상 분석에서 정확도와 속도를 획기적으로 높일 수 있다. 시마하라 대표는 “EIRL이 본격적으로 현장에 도입되면 만성적인 인력난을 겪고 있는 진단의학 부문에 커다란 전기가 마련될 것”이라고 했다. 엘픽셀이 뇌혈관 등 분석에서 강점을 갖고 있는 것은 일본의 특수성에서 힘입은 바도 크다. 일본은 전 세계에서 뇌 MRI와 뇌 CT의 1인당 촬영 빈도가 가장 높은 나라다. 그만큼 빅데이터로 확보할 수 있는 임상 사례가 많아 기술 개발에서 유리한 위치에 있다. 엘픽셀은 세계 내시경 시장의 70%를 점유하는 올림푸스와의 협업을 통해 전자현미경 관련 기술에서도 강점을 보이고 있다. 시마하라 대표는 “잎, 줄기 등 식물 영상을 분석해 생육상태를 확인하고 병충해를 조기 진단하는 등 농업·농학 분야에도 우리 기술을 응용할 수 있다”며 “3년 내 의료용 영상해석 기술 분야에서 세계 10위권에 진입한 뒤 이를 통해 축적된 데이터를 바탕으로 인공장기 등 바이오 엔지니어링 분야로 영역을 확장할 계획”이라고 말했다. 도쿄 김태균 특파원 windsea@seoul.co.kr

우리는 흔히 ‘사회성이 좋다’, ‘사회성이 부족하다’는 이야기를 한다. 국립국어원 표준국어대사전은 사회성에 대해 ‘사회생활을 하려고 하는 인간의 근본 성질. 사회에 적응하는 개인의 소질이나 능력, 대인 관계의 원만성’으로 정의한다. 타인과 상호 작용을 잘 하기 위해서는 다양한 뇌기능이 사용된다. 뇌의 어떤 기능이 사회성에 영향을 주는 것일까.사회성과 관계된 것으로 먼저 알려진 뇌 부위는 이마 안쪽에 자리잡은 전두엽 중에서도 안구를 싸고 있는 ‘안와’ 바로 위에 있는 ‘안와 전두엽’이다. 안와 전두엽이 손상된 환자들은 충동적이고 사회적 규칙을 무시하며 다른 사람의 감정을 읽지 못해 반사회적 인격 장애와 같은 행동 양상을 나타내는 것으로 알려져 있다. 최근 바이오젠사의 애니어벤 고시 박사는 사회성 행동과 관련된 부위를 확장하고자 했다. 연구팀은 ‘화학유전학’이라는 첨단 연구 방법론을 활용해 전두엽을 활성화시켰을 때 오히려 사회성 행동이 감소하는 것을 발견했다. 대신 등쪽 시상에 위치한 ‘하베눌라’라는 뇌 부위가 사회성에 중요한 역할을 한다는 사실을 규명했다. 하베눌라의 뉴런을 억제하면서 전두엽을 활성화시키자 사회성 행동이 증가한다는 것을 발견했다. 한편 사회성을 조절하는 호르몬으로 ‘옥시토신’이 있다. 원래 옥시토신은 출산 후 모체의 뇌하수체 후엽에서 분비돼 자궁수축과 유즙분비 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 최근 미국 스탠퍼드대의 로버트 말렌카 교수는 옥시토신의 기능이 ‘보상 회로’로 알려진 중뇌의 복측피개영역을 통해 일어난다는 사실을 발견해 사이언스지에 보고한 바 있다. 이들은 옥시토신이 작용하는 수용체가 보상 회로에 많이 존재한다는 점에 주목했다. ‘광유전학’을 활용해 옥시토신 수용체가 존재하는 뉴런을 선택적으로 자극하자 사회성 행동 반응이 현저하게 증가하는 것을 확인한 것이다. 옥시토신은 사회적인 의사소통을 인지하는 방식을 변화시키기도 한다. 중국과학원대 연구팀은 실험 대상자에게 몇 개의 점으로만 표시된 두 사람의 상호 작용을 나타내는 동영상을 보여 줬다. 한 종류는 서로 의사소통을 하는 모습이고, 다른 한 종류는 의사소통이 전혀 없는 모습을 모사한 것이었다. 그리고 실험 대상자에게 어느 쪽 동영상이 더 길었는지 묻자 실험 대상자는 의사소통을 하는 동영상이 더 짧다고 답했다. 사회적 상호작용 시간에 대해 짧게 느끼는 현상을 ‘시간 응축’이라고 한다. 연구팀은 시간 응축이 잘 일어나지 않았던 참가자에게 옥시토신을 투여하면 시간 응축이 촉진되고, 반대로 시간 응축이 잘 일어나던 참가자에게 옥시토신 길항제를 투여하면 시간 응축이 감소하는 것을 발견했다. 이는 옥시토신이 사회적 상호 작용을 인지하는 능력과 관련돼 있다는 것을 시사한다. ‘자폐스펙트럼 장애’는 사회적 상호작용에 어려움을 겪는 대표적인 질환이다. 일상생활 자체에 큰 걸림돌이 되는 안타까운 질환이다. 이런 문제점를 해결하기 위한 뇌과학적 근거가 차근차근 쌓이고 있다. 안타깝게도 아직까지는 임상 연구에서 뚜렷한 치료 효과를 거두지 못하고 있다. 하지만 이런 사회성이 ‘보상 회로’와 연결돼 있다는 점은 눈여겨볼 필요가 있다. 사회적 경험을 통해 기쁨을 느끼고 만족을 경험한다면 이런 회로들이 강화될 수 있다는 사실이다. 긍정적인 사회 경험이 다시 사회적 경험을 원하게 한다는 사실이 나를 포함해 사회성이 부족하다고 느끼는 모든 사람에게 희망적인 메시지가 되길 바란다.

불면증은 가장 흔한 수면 장애로 우리나라에서 23%의 유병률을 보이고 있다. 불면증은 적절한 수면을 취할 기회와 환경을 제공해도 잠들기 어렵고, 잠이 들어도 자주 깨며, 새벽에 일찍 깨는 것을 가리킨다. 이런 현상이 주 3회, 3개월 이상 지속되면 불면장애로 진단한다. 불면증은 삶의 질을 떨어뜨리고 신체적·정신적 건강에 심각한 영향을 줄 수 있는 질환이다. 어떻게 자고 싶어도 잘 수 없는 상태에 이르는 것일까.미국 뉴욕시립대의 스필만 박사가 제안한 ‘불면증 발생의 3가지 행동 모델’은 30년이 지난 지금도 유효하다. 불면증은 선행 요인, 유발 요인, 지속 요인 등 세 가지 요인이 상호 작용해 발생한다는 것이다. 첫째, 원래 가지고 있던 성격이나 스트레스에 대한 민감성, 유전적 특성을 포함한 개인의 특성을 선행 요인이라고 한다. 불면증은 이런 개인적 특성이 기본적으로 영향을 준다. 지난해 네덜란드의 다니엘 포스튜마 교수는 국제 협력 연구를 통해 7500여 명의 전유전체 관련성 분석을 실시했다. 그 결과 불면증과 연관된 유전자를 발견해 국제학술지 ‘네이처 제네틱스’에 보고했다. 또 불면증 호소와 내성적인 성격, 대사 경향은 유전적으로 양의 상관관계를 나타냈다. 이 연구는 불면증과 연관된 유전자가 선행요인으로 작용할 수 있음을 보여준다. 둘째, 별 문제 없이 지내던 사람도 실직, 실연, 사건, 사고 등에 의해 스트레스가 발생하면 급성 불면증이 시작될 수 있는데 이를 유발 요인이라고 부른다. 셋째, 스트레스 발생 이후 급성 반응은 점차 줄지만 잠을 못 자는 것에 대한 불안, 걱정이 증가하고 이에 대한 잘못된 대처가 고착화되면서 유발 요인과는 별개의 잘못된 수면 행동이 나타난다. 이를 지속 요인이라고 한다. 지속 요인이 작동하면 뇌가 과도하게 활성화돼 만성적인 불면증으로 연결된다. 불면증 환자는 잠을 잘 못 자기도 하지만 잠을 잘 때 뇌가 과하게 활성화돼 있다. 반대로 깨어 있을 때는 뇌활성이 저하돼 낮 동안 기능 저하를 경험한다. 불면증을 치료하려면 과하게 활성화된 뇌를 다시 정상 수준으로 낮춰야 한다. 급성기에 효과적인 것은 ‘약물요법’이다. 불면증 치료제는 공통적으로 각성을 유발하는 뇌회로를 억제하는 기능이 있다. 하지만 약물 효과가 정확하게 뇌의 어떤 부위에 영향을 미치는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 2016년 영국 임페리얼칼리지의 윌리엄 위즈덴 교수팀은 불면증 치료제 ‘졸피뎀’의 작용 부위를 밝히는 실험을 진행했다. 졸피뎀에 반응하지 않도록 유전자를 조작한 쥐에서 뇌 시상하부의 ‘히스타민 뉴런’에서만 졸피뎀 반응을 되살리자 수면 유도 효과가 회복됐다. 반면 ‘대뇌피질 뉴런’의 졸피뎀 반응을 되살렸을 때는 수면 유도 효과가 크지 않았다. 향후 시상하부의 히스타민 뉴런만을 목표로 하는 약물을 개발한다면 좀더 자연스런 수면을 유발할 수 있을 것이다. 하지만 만성 불면장애를 약물만으로 치료할 수는 없다. 지속 요인은 수면에 대한 잘못된 이해, 과도한 기대 등 ‘인지적 오류’를 포함하고 있다. 불면증 환자들은 실제 수면량보다 자신이 적게 잔 것으로 보고하는 경향이 있다. 지난해 미국 브리검영대의 대니얼 케이 박사팀은 이런 불일치가 수면 중 비정상적인 두뇌 활성과 관련됐다는 것을 발견했다. 수면 중 뇌의 오른쪽 전섬엽, 왼쪽 대상피질의 활성이 저하된 환자들은 실제보다 적게 잔 것으로 보고했다. 수면에 대한 올바른 이해와 건강한 수면 습관 형성을 돕는 ‘인지행동치료’를 병행해야 효과적인 치료와 재발 방지가 가능하다는 것이다. 불면증에 대한 뇌과학적 연구는 불면증이 심리적인 현상이 아닌 뇌신경의 이상 현상을 동반하고 있음을 밝히고 있다. 즉 생물학적인 요소와 환경·심리적인 요소의 복합적인 상호 작용으로 불면증이 발생한다. 이것이 불면증 치료가 단순한 약 처방으로 끝나지 않고 다양한 요소를 고려한 통합적인 접근을 필요로 하는 이유다.

우리는 누구나 행복을 추구하며 산다. 하지만 ‘행복이 무엇이냐’는 질문에는 선뜻 답하기 어렵다. 한마디로 정의하는 것은 불가능해 보이기까지 한다. 행복 또한 뇌가 느낀다는 점에서 뇌과학은 어떤 공통의 특징을 밝혀내고 있지 않을까. 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스 이래로 행복은 두 가지 측면으로 나눠 생각해 볼 수 있다. 첫째는 ‘헤도니아’, 즉 개인적 쾌락이라는 측면이다. 또 한편으로는 ‘유다이모니아’, 의미 있는 삶이라는 측면이 있다. 쾌락은 주로 신경전달물질인 도파민의 뇌회로와 깊은 연관성이 있다. 이런 작용을 일으키는 회로를 ‘보상회로’라고 부르며 보상이 일어나는 행동을 반복하도록 유도한다. 1950년대 신경과학자인 제임스 올즈 박사와 피터 밀너 박사는 중뇌 부위에 전극을 심은 쥐들이 전기 자극 스위치를 반복적으로 눌러 스스로를 자극한다는 사실을 우연히 발견했다. 이 쥐들은 한 시간에 5000번까지도 스위치를 눌렀고 먹지도 않고 자극에 탐닉했다. 스위치 앞에 전기 충격이 오는 구간을 둬도 이를 무릅쓰고 스위치를 눌렀다. 보상회로에 대한 의존성이 커지면 중독에 빠져들게 되니 이런 헤도니아의 행복감은 양날의 칼이라 할 수 있다. 리처드 데이비슨 미국 위스콘신대 교수는 유다이모니아적 행복과 관련한 연구를 활발히 진행하고 있다. 그는 행복과 관련된 4가지 중요한 뇌과학적 구성 요소를 통해 행복감, 웰빙은 하나의 기술이라고 주장한다. 첫째 요소는 회복 탄력성이다. 어떤 사람은 스트레스에서 빨리 회복하고 어떤 사람은 느리게 회복한다. 신체 운동, 인지 요법, 명상 등에 의해 회복 탄력성과 관련한 뇌 부위에 변화가 나타나고 긍정적인 행동 결과로 이어진다. 둘째는 타인에 대해 긍정적 관점을 갖는 것이다. 데이비슨 교수팀은 1개 집단에서는 상대방에 공감하는 훈련을, 다른 집단에서는 자신의 감정을 돌보는 인지적 재평가 훈련을 실시했다. 자기공명영상촬영(MRI) 검사 결과 공감 훈련군에서는 사회적 인지, 감정조절과 관련된 뇌 부위가 활성화됐다. 타인에 대한 긍정적 관점도 훈련할 수 있고 이런 훈련은 뇌의 활성을 변화시킬 수 있음을 의미한다. 셋째는 집중력이다. 2010년 미국 하버드대의 매슈 킬링스워스 박사와 댄 길버트 교수가 미국인 2250명을 분석한 결과 일상활동의 46.9%에서 집중하지 못하는 ‘마음 방황’ 상태였고 이런 상태일 때 행복감이 유의미하게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 집중력 훈련으로 행복감을 높일 수 있을 것이다. 네번째 요소는 관대함이다. 최근 관대하고 이타적인 행동을 많이 할수록 행복감을 높이는 뇌 회로 활성화가 자주 일어난다는 연구결과가 속속 나오고 있다. 박소영 독일 뤼베크대 교수팀은 매주 25스위스프랑(약 2만 7000원)을 참가자들에게 나눠 준 뒤 한 집단은 타인을 위해, 다른 집단은 자신을 위해 돈을 쓰도록 한 뒤 뇌영상 검사를 했다. 타인을 위해 돈을 쓴 참가자들은 행복감이 늘어나는 뇌 부위가 활성화됐다. 우리 뇌는 알게 모르게 지속적으로 ‘성형’되고 있다. 대부분은 우리가 모르는 사이에 이뤄진다. 하지만 우리 마음은 의도적인 연습이나 훈련을 통해서도 만들어 나갈 수 있다. 그 변화가 긍정적인 방향일지 부정적인 방향일지는 우리 선택에 달려 있다고 할 수 있다. 어쩌면 행복하게 살지, 불행하게 살지는 외부 요인에 있는 것이 아니라 우리 선택과 노력에 달려 있는지도 모른다고 뇌과학은 충고하고 있다.

우리 사회에는 타인의 작은 고통에도 함께 아파하고 걱정하는 사람이 있는가 하면 타인의 감정을 전혀 이해하지 못하고 끔찍한 사건을 저지르는 사이코패스가 함께 존재한다. 국내 연구진이 이처럼 개인에 따라 공감 능력에 차이가 나는 이유를 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성연구단 신희섭(?사진?) 단장팀은 생쥐 실험으로 대뇌에서 공감 능력을 조절하는 유전자와 작동 원리를 밝혀내고 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 20일자에 발표했다. 이번 연구는 공감 능력 조절 메커니즘을 유전자 수준에서 처음으로 밝혀내 공감 능력 장애 현상이 나타나는 자폐증, 조현병은 물론 사이코패스, 소시오패스 같은 각종 정신질환 치료 연구에 도움이 될 것으로 기대된다. 연구팀은 공포를 느끼면 동작을 멈추는 행동을 보이는 생쥐를 실험했다. 공감 능력을 가진 생쥐라면 다른 생쥐가 고통받는 모습을 보고 동작을 멈추게 될 것이라는 아이디어를 착안한 것. 연구팀은 서로 다른 생쥐 18종을 대상으로 이 같은 ‘관찰 공포 실험’을 진행했다. 이 가운데 한 종의 생쥐그룹만 공포 공감 행동이 뚜렸했고 , 연구팀이 게놈을 분석한 결과 ‘Nrxn3’라는 유전자가 변이돼 있다는 사실을 확인했다. 또 다른 종의 생쥐들에게도 Nrxn3 유전자를 변이시키자 공포 공감 능력이 높아진다는 것을 알게 됐다. 연구팀은 이와 함께 감정조절에 관여하는 전두엽 전대상피질에 있는 ‘억제성 SST 뉴런’이 공포 감정을 느끼는 데 핵심 역할을 한다는 사실도 밝혀냈다. 신 단장은 “이번 연구로 동정심, 이타심 같은 여러 형태의 공감 능력 차이를 결정하는 기본적 신경회로와 작동 원리를 이해하게 됐다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람들이 보이는 행동과 특성, 성격은 유전자(본성) 때문인지, 환경(양육)에 따른 결과인지에 대해서는 고대부터 현대까지 철학자는 물론 과학자들에게도 숙제로 남아있다.이런 상황에서 미국 생물학자들이 환경결정론에 무게를 싣는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국 솔크생물학연구소 유전학연구실 연구팀은 어미 양육태도와 환경에 따라 새끼의 DNA가 변한다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 23일자에 발표했다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 2005년에 포유류 뇌에 있는 특정 유전자가 유전정보를 게놈의 한 지점에서 다른 지점으로 이동시킨다는 사실을 확인했다. ‘점프 유전자’로 이름붙인 L1유전자는 유전정보를 새로운 위치로 복사하거나 붙여넣기를 하는 것으로 연구팀이 밝혀냈다. 연구팀은 생쥐를 이용해 어미와 새끼간 친근감이 유전자에 어떤 영향을 미치는지 관찰했다. 연구팀은 어미 쥐가 새끼 쥐를 얼마나 많이 핥아주고 돌봐주는지를 살펴보고 새끼 쥐에게서 L1 유전자 발현 정도를 확인했다. 그 결과 좀 더 세심한 보호를 받은 생쥐의 해마에서 L1 유전자의 발현이 적게 나타났으며 두뇌의 유전적 다양성이 더 풍부한 것을 발견했다. 제대로 돌봄을 받지 못한 새끼의 해마에서는 복사된 L1 유전자가 더 많이 발견됐다. L1 유전자가 많이 나타난다는 것은 똑같은 유전자가 복사돼 여러 곳에 붙여넣어짐으로써 뇌 구조나 뇌신경회로가 단순해진다는 설명이다. 연구팀은 L1 축적이 뇌의 해마에서 많이 나타나고 뇌의 다른 부위나 신체조직에서는 나타나지 않는다는 것도 발견했다. 해마는 환경 자극에 민감하고 감정, 기억 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌 부위다.연구자들은 이번 연구결과를 통해 어린 시절 환경이 사람의 뇌 발달에 어떤 영향을 미치는지에 대해서 좀 더 자세히 알 수 있게 해줄 것으로 기대하고 있다. 또 뇌 유전자의 변화나 미세조정이 긍정적으로 작용할 수도 있지만 우울증, 조현병 같은 신경정신질환은 물론 사이코패스 같은 정신장애에도 영향을 미칠 수 있다고 보고 있다. 트레이시 베드로시안 박사는 “그동안 많은 사람들이 DNA는 안정적이며 변하지 않는 것으로 알고 있었지만 이번 연구로 DNA도 환경 변화에 따라 달라질 수 있음을 알 수 있게 됐다”며 “변화된 DNA가 기능적으로 어떻게 달라지는지에 대해서는 추가 연구를 통해 밝혀낼 예정”이라고 설명했다. 그렇지만 미국 컬럼비아대 의대에서 뇌를 연구하고 있는 카이스트 출신 한국인 과학자 송새라 박사와 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 의대에서 아동 뇌질환을 연구하는 조셉 그리슨 교수는 “L1은 설치류의 뇌에서 활발하게 나타난다”며 이번 연구결과를 사람에게 직접 연관시켜 이해하는 것은 무리라고 평하기도 했다. L1 관련 활성요소들이 설치류 게놈에서는 3000~4000개 정도 나타나지만 인간 게놈에서는 80~100개에 불과하다는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

쇼핑 중독, 수집 강박, 이유 없는 도벽, 게임 중독 등을 일으키는 뇌의 부위를 국내 연구진이 처음으로 확인했다. 카이스트 생명과학과 김대수, 기계공학과 이필승 교수 공동연구팀은 뇌 시상하부 앞쪽에 있는 ‘내측 시삭전야’(MPA)라는 부위가 소유 본능을 자극한다는 사실을 확인하고 이 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 최신호에 실었다. 지금까지 내측 시삭전야는 수컷의 성 행동에 영향을 미치는 뇌 부위로만 알려져 있었다. 연구팀은 또 MPA 움직임을 조절해 동물의 행동을 변화시키는 기술도 개발했다. 연구팀은 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한 그룹에는 장난감을 갖고 놀게 하고 다른 그룹에는 아무 것도 주지 않고 놀도록 한 뒤 뇌를 분석했다. 그 결과 장난감을 갖고 노는 쥐들에게서 MPA 신경회로가 활성화되는 것을 발견했다. 연구팀은 생쥐의 뇌에 광섬유를 심은 뒤 빛으로 해당 부위를 자극하자 생쥐들이 장난감 뿐만 아니라 주변의 물건에 집착하는 이상행동을 보이는 것을 확인했다. 연구팀은 MPA가 중독현상에 관여하는 중뇌의 ‘수도관주위 회백질’(PAG)로 흥분성 신호를 보낸다는 사실을 밝혀내고 이 시스템을 MPA-PAG신경회로라고 이름 지었다. 연구팀은 귀뚜라미의 MPA-PAG회로를 자극하자 먹잇감에 대한 사냥행동이 증가한다는 것도 추가 관찰하는데 성공했다. 연구팀은 생쥐의 머리에 눈 앞에 물체가 보일 수 있도록 장치를 씌우고 MPA-PAG회로를 무선으로 자극해 생쥐가 눈 앞의 물체를 따라가도록 하는 조종기술도 개발했다. 김 교수는 “이번 연구는 생물학적으로 MPA가 물건에 집착하도록 만든다는 사실을 밝혀냈고 기계공학적으로 해당 뇌 부위를 무선제어할 수 있는 기술을 만든 대표적인 융합연구 성과”라며 “수집 강박, 이유 없는 도벽, 게임중독 등을 치료할 수 있는 단서를 포착하게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

MB “편견 없이 조사해 달라” 뇌물 110억 중 60억이 다스 관련 檢, 오후 5시까지 실소유주 조사 MB, 변호인 도움받아 적극 진술 특활비·불법자금 수수도 부인 檢, 100쪽가량 질문지로 심문14일 이명박(77) 전 대통령을 소환한 검찰은 자동차 부품업체 다스 관련 의혹과 국가정보원 특수활동비 청와대 상납, 민간 불법자금 수수 등에 대해 집중적으로 캐물었다. 이 가운데 가장 치열한 법리 다툼을 벌인 것은 다스의 실소유주 의혹으로 이 전 대통령은 “다스의 소유주가 아니다”라는 입장을 고수하며 검찰과 14시간에 걸친 마라톤 공방을 이어 갔다. 이 전 대통령이 받는 혐의는 뇌물수수, 직권남용, 횡령·배임, 대통령기록물관리법 위반 등 10여 가지에 이른다. 법정 형량이 가장 높은 혐의는 110억원대 불법자금 수수 혐의다. 이 전 대통령 재임 중에 청와대로 상납된 국정원 특수활동비 17억 5000만원, 2007년 11월 삼성전자가 대납한 다스의 미국 소송 변호사비 60억원, 이팔성 전 우리금융지주 회장이 2007~2011년 이 전 대통령 측에 건넨 22억 5000만원, 대보그룹·ABC상사(뉴욕제과)가 건넨 7억원, 김소남 전 의원의 공천헌금 4억원 등 약 110억원에 검찰은 뇌물죄 적용을 유력 검토하고 있다. 110억원의 절반이 넘는 60억원이 다스 관련 자금 흐름으로 파악됐다. 특정범죄가중처벌법상 1억원 이상의 뇌물죄가 인정되면, 무기 또는 징역 10년 이상의 중형에 처해진다.이 전 대통령은 본격 조사에 들어가기 전 수사를 지휘하는 한동훈(45·사법연수원 27기) 3차장에게 조사 관련 설명을 듣고 “편견 없이 조사해 달라”고 당부했다. 검찰 조사에는 강훈(64·14기), 피영현(48·33기), 박명환(48·32기), 김병철(43·39기) 변호사 등 4명이 입회했다. 이날 윤석열(58·23기) 서울중앙지검장 등 검찰 수뇌부는 폐쇄회로(CC)TV를 통해 늦게까지 상황을 지켜봤다. 검찰은 이 전 대통령의 조사를 위해 100쪽 가량의 질문지를 작성한 것으로 알려졌다. 검찰은 다스부터 수사를 전개했다. 오전 9시 45분쯤 신봉수(48·29기) 첨단범죄수사1부장과 이복현(46·32기) 특수2부 부부장이 오후 5시까지 다스 실소유주 의혹을 캐물었다. 이후 20분간 휴식을 취하고 오후 5시 20분부터 송경호(48·29기) 특수2부장과 이 부부장이 다스 소송비 대납을 비롯한 불법자금 수수 관련 조사를 진행했다. 다스 실소유주를 먼저 추궁한 이유에 대해 검찰 관계자는 “선택의 문제인데 흐름상 그 순서가 자연스럽다고 판단했다”면서 “직권남용, 비자금, 조세 포탈, 소송비 대납 등이 공통적으로 이 부분(다스 실소유 의혹)이 전제되면 조사 시간 등을 절약할 수 있지 않겠느냐는 초보적 판단”이라고 말했다. 다스의 BBK 투자금 140억원의 회수 과정에 국가기관이 동원된 경위, 다스 비자금 300억원이 조성된 경위 등이 다스 실소유주 의혹과 맞닿아 있다는 설명이다. 이 전 대통령은 검찰 조사에서 다스와 도곡동 땅 등 차명재산 의혹은 본인과 무관하거나 알지 못하는 일이라며 ‘모르쇠’로 일관한 것으로 알려졌다. 검찰 관계자는 “다스 관련 의혹에 관해 이 전 대통령은 본인이 모르는 일이거나, 그런 일이 있었더라도 실무선에서 이뤄진 일이라는 입장”이라면서 “전체적으로 혐의를 부인하는 취지로 답했다”고 전했다. 앞서 검찰 수사가 진행되자 이 전 대통령은 다스의 최대 주주는 큰형 이상은 다스 회장이고, 이팔성 전 회장 등 민간 부문에서 2007년 대선 전후로 받은 금품도 모르는 일이라고 해명했다. 이 전 대통령이 혐의를 전체적으로 부인하자 검찰은 그동안 확보한 보고서나 장부 등 객관적 자료를 일부 제시하는 방식으로 이 전 대통령을 압박한 것으로 알려졌다. 이 전 대통령의 부인에도 검찰은 지난 1월 영포빌딩 압수수색을 통해 확보한 자료 등을 통해 충분히 혐의 입증이 가능하다는 입장이다. 반면 이 전 대통령 측은 여러 차례 압수수색에도 현재까지 드러난 자료가 의혹을 입증할 ‘결정적인’ 물증이 될 수 없다고 보고 있다. 김동현 기자 moses@seoul.co.kr 나상현 기자 greentea@seoul.co.kr

우리 뇌는 캄캄한 두개골 안에 갇혀 있지만 시시각각 외부환경을 파악하고 그에 적절한 반응과 전략을 명령하며 생명을 유지하는 사령탑 역할을 하고 있다. 이것은 오감(五感)이 있기 때문에 가능하다. 우리 몸의 감각기관인 눈, 귀, 코, 혀, 피부는 뇌가 외부 세상과 소통하는 창문과 같다. 이 가운데 피부는 어떻게 촉감을 감지하는 것일까. 피부에는 촉각 정보를 인지하는 네 가지 수용기가 있다. ‘메르켈 원반’은 가벼운 터치 등에 반응하며 적응이 느리다. ‘마이스너소체’는 느린 진동이나 미세한 감촉에 반응하는데 주로 털이 없는 손가락 말단이나 눈꺼풀에 존재한다. ‘루피니 말단’은 피부가 당겨지는 것을 감지하고, ‘파치니 소체’는 꾹 누르는 압력과 빠른 진동을 감지한다. 이런 다양한 촉감은 고속도로와 같은 척수를 통해 전달되고 감각 신호의 관문인 시상을 통과한 뒤 대뇌피질로 간다. 최근 표피 속 메르켈 세포가 외부 자극에 반응해 감각 뉴런에 신호를 전달한다는 사실이 밝혀져 촉감 발생 기전의 전통적인 개념이 변화하고 있다. 더 나아가 전체 표피 세포의 3~6%인 메르켈 세포 외에 표피의 94~97%를 이루고 있는 ‘각질형성세포’가 촉감 전달에 어떤 역할을 하지 않을까 의문을 갖는 연구자들이 생겨났다. 이와 관련해 체릴 스터키 위스콘신대 밀워키 캠퍼스 교수팀은 지난달 흥미로운 연구 결과를 발표했다. 그는 전신을 덮고 있는 피부세포 자체도 어떤 역할을 할 것이라는 가설을 세우고 정교한 실험을 계획했다. 먼저 광유전학을 이용해 각질형성세포의 활성을 억제하자 놀랍게도 실험동물의 촉각 반응이 감소했다. 연구팀은 각질형성세포가 분비하는 ‘ATP’라는 물질이 감각 반응을 유발한다고 밝혔다. ATP가 신경세포 외벽에 있는 ‘P2X4’라는 단백질 수용체에 달라붙어 신경신호를 유발한다는 사실까지 규명했다. 단순히 외부 환경으로부터 방어하는 장벽 역할만 하는 줄 알았던 각질형성세포가 촉감 생성의 주역임이 밝혀진 것이다. 통증이나 가려움증 같은 증상을 국소적인 치료로 개선할 수 있는 방법을 열어준 것이다. 촉각이 뇌와 상호작용하는 범위는 상당히 넓다. 데이비드 린든 미국 존스홉킨스대 교수는 그의 저서 ‘터치: 손, 마음, 정신의 과학’에서 촉각과 관련한 유전자, 세포, 신경회로가 인간 고유의 경험을 창조해낸다고 했다. 그는 다음과 같은 촉각의 특징과 의미를 설명했다. 촉각을 처리하는 경로는 첫째 접촉 정보를 전달하는 감각 경로다. 진동, 압력, 위치, 섬세한 결 등을 전달하는 것이다. 두 번째는 사회적, 감정적 정보를 처리하는 경로다. 이를 통해 감정적 의미를 해석해 사회적 유대감, 쾌락, 통증과 연관된 부위를 활성화시킨다. 촉각의 독특한 측면은 감정적 맥락이 촉각 경험 자체를 바꾸기도 한다는 점이다. 누군가 어깨에 손을 올리면 상대가 친한 친구인지, 연인인지, 싫어하는 사람인지에 따라 느낌이 다르다는 것을 쉽게 알 수 있다. 우리는 어떤 사실이나 경험을 현실감 있게 느꼈을 때 ‘피부에 와닿는다’는 표현을 쓴다. 보고 듣는 것보다 우리 피부에 와닿을 때 비로소 진짜로 느끼게 된다. 촉각은 우리 신체와 외부 세상이 만나는 방법 중 가장 큰 인터페이스다. 오감 중에 중요하지 않은 것이 하나도 없지만 우리 뇌가 가장 현장감 있는 판단을 할 때 촉각이 빠져서는 안 되는 이유가 여기에 있다. 깜깜한 두개골 속 뇌가 현장에서 송신하는 촉각을 민감하게 느낄 때 개인도 사회도 현명한 판단을 할 수 있으리라 믿는다.

새해 인사로 가장 많이 주고받는 덕담 중 하나는 건강에 관한 것이다. ‘소원 성취’도 좋고, ‘대박 기원’도 좋으나 아픈 데 없이 건강해야 무엇이든 의미가 있을 테니 말이다. 건강을 위해서 운동, 식이요법, 건강보조제 등 다양한 방법이 활용되고 있지만 건강을 유지하는 기본은 역시 충분한 수면이다. 잠이 부족하면 심장이나 뇌혈관 질환, 당뇨, 고혈압, 비만 등의 위험이 커진다는 사실은 이미 널리 알려져 있다. 이에 더해 뇌 속 알츠하이머성 치매 유발 물질 분비가 늘어난다는 연구 결과가 최근 나왔다.미국 워싱턴주립대 의대 신경학과 랜덜 베이트먼 석좌교수팀은 밤에 잠을 자지 않고 깨어 있으면 뇌가 알츠하이머 유발 단백질 성분인 베타아밀로이드를 청소하는 것보다 생산하는 양이 많아져 남은 양이 쌓이게 된다는 연구 논문을 국제학술지 ‘신경학회보’에 게재했다. 베타아밀로이드는 뇌의 정상적 활동에 따른 부산물로, 이 성분이 지속적으로 쌓이면 뇌신경세포와 신경회로가 손상될 수 있다. 기존에도 수면 부족이 베타아밀로이드 수치에 영향을 미친다는 연구 결과들이 나왔지만 베이트먼 교수팀은 이 메커니즘을 보다 정교하게 규명함으로써 수면 장애가 인지력 저하와 치매 위험을 키우는 요인이라는 점을 분명히 제시했다. 미국 국립수면재단이 권고하는 성인 수면 시간은 7∼9시간이다. 한국갤럽이 지난해 7월 국내 만 19세 이상 성인 1004명을 대상으로 실시한 수면 실태 조사를 보면 평균 수면 시간이 6시간 24분에 불과했다. 청소년들도 잠이 부족하긴 마찬가지다. 서울시의 2015년 조사에서 서울 거주 청소년의 평균 수면 시간은 6시간 6분이었다. 수면장애로 병원을 찾는 환자들도 꾸준히 늘고 있다. 국민건강보험공단에 따르면 2016년 수면장애 환자 수는 49만 4000여명으로, 2012년 35만 8000명에 비해 약 38% 증가했다. 한국은 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 노동 시간은 두 번째로 길고, 수면 시간은 가장 짧은 나라다. 과거 근면과 성실을 발판으로 눈부신 경제발전을 일군 덕에 아직도 잠을 줄여 공부하고, 일하는 것을 미덕으로 여기는 풍토가 남아 있다. 하지만 창의력과 집중력이 중시되는 시대에는 투입되는 시간과 생산성이 정비례하지 않는 경우가 많다. 적당한 휴식, 충분한 수면은 건강 유지에 꼭 필요한 요인일 뿐 아니라 생산성 향상에도 긍정적인 요소라는 점을 인식하고, 그에 맞춰 사회 시스템을 변화시키는 게 중요하다. 새해에는 모든 이들이 ‘잠 잘자는 복’을 누리길 기원한다.

마약과 술에 빠져있던 노숙자를 한 가족으로 따뜻하게 받아들인 부부의 사연이 ‘세상은 아직 살만하다’는 교훈을 안겨주고 있다. 캐나다 앨버타주 캘거리에서 간호사로 일하는 신디 저먼과 그녀의 목사 남편 피에르, 일면식도 없는 이 두 사람을 만나기전까지 케빈 스웨이지(32)의 삶은 엉망진창이었다. 스웨이지는 요소회로 질환(urea cycle disorder)을 가지고 태어났다. 이는 신체가 단백질을 적절하게 분해하지 못하도록 차단하는 병으로 뇌 손상과 학습 장애와 연관되어 있다. 그의 부모는 이미 세상을 떠났다. 생전에 어머니는 정신 장애가 있었고, 새아버지는 알콜중독자였다. 친아버지는 만난 적이 없다. 부모의 따뜻한 보살핌을 받지 못한 스웨이지는 스무살 때 집을 나왔지만 정착할 곳을 찾지 못해 결국 노숙자가 됐다. 그는 술이나 약물에 취해 하루하루를 보냈다. 만취, 치안 문란 행위 및 절도 등 경범죄 혐외로 지명수배되기도 했다. 스웨이지는 “마약을 끊으려고 노력했지만 실패했다. 당시는 정말 끔찍했다. 거리에서 살아가기란 너무나도 힘들었다”며 어려웠던 순간을 기억했다. 그러다 앨버타주 공공 의료서비스와 자원봉사자들을 만났고, 발달 장애를 가진 사람을 위한 거처를 찾아주는 정신 건강 전환(Diversion Mental Health) 프로그램에 참여하게 됐다. 그리고 2015년 7월 그 프로그램에 가입한 저먼 부부와 만났다. 부부는 스웨이지가 자신의 집으로 오고난 후 그가 약물과 술, 법적인 문제에 얽혀있다는 사실을 깨달았다. 하지만 이를 문제라기보다 도전 과제라고 생각했다. 사법체계적 문제 해결을 도왔고, 정신건강 치료를 받을 수 있게 상담과 지도를 병행했다. 덕분에 스웨이지는 태어나서 처음 돈을 다루는 법을 배웠고, 생애 최초로 일자리를 얻었다. 그는 “부부는 인생에서 훌륭한 가치를 가르쳐주었다. 나도 중요한 사람임을, 특히 나도 스스로 무언가를 이룰 수 있다는 걸 알려주었다”며 “내 인생에 그들 같은 멋진 사람들이 있어 감사하다”고 전했다. 이에 부부는 “스웨이지는 우리 가족의 일부다. 우리는 그에게 늘 ‘어떤 결정을 내리는가는 너에게 달려있다. 우리는 너에게 필요한 것을 지원하기 위해 언제나 여기 있다’고 말한다. 프로그램을 통해 스스로 일어설 준비가 된 사람들은 머물렀던 가정을 떠나지만 우린 그가 영원히 여기 머무르길 바란다”며 진심을 밝혔다. 사진=씨비씨 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

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