최근 미디어의 과잉취재가 심각해 극심한 공황장애를 겪는 연예인과, 지나친 사교육으로 인해 아이들이 과다행동장애를 겪을 수 있다는 다큐 방송 등을 통해 두 질환의 인식이 높아지면서 공황장애와 과다행동장애(Attention Deficit Hyperactivity Disorder)가 이젠 익숙하게 인식되고 있다. 먼저 공황장애는 특별한 이유 없이 예상치 못하게 나타나는 극단적인 불안 증상으로 공황발작(*panic attack)이라고 불리는 증상이 반복적으로 나타나는데, 심장이 요동치고, 숨이 차고, 땀이 나는 증상이 극도로 나타나 곧 죽음에 이를 것 같은 극단적 불안 증세가 대표적이다. ADHD는 아동에게 많이 나타나는 장애로 지속적인 주의력 결핍과 과잉행동, 충동 증상을 보이는 것을 말한다. 주로 끊임없는 대화와 행동으로 산만한 모습을 보이며, 충동을 억제하지 못해 파괴적이거나 공격적인 행동, 흥분, 반항, 소란 등의 증상으로 발현되기도 한다. 주의력이 부족하지만 과잉행동이 나타나지 않는 경우는 ‘ADD'(주의력 결핍장애, Attention Deficit Disorder)라고 하며 흔히 ‘조용한 ADHD’로 불리기도 한다. ADD 아동의 경우 활동성이 적고 쉽게 피로를 느끼며 수동적으로 의사를 결정하는 아이들이 많다. 또 낮은 자존감이나 학습장애, 불안장애나 우울증상 등이 함께 발견되는 것이 특징이다. 이러한 어른들의 공황장애와 아이들의 과잉행동장애 진단은 최근 몇 년 새 여러 뉴스에서도 확인할 수 있듯이 폭발적으로 증가했지만 정작 내 가족의 문제일 때에는 심리적인 문제로 가볍게 생각하는 경우가 있다. 공황장애와 과잉행동장애는 단순히 심리적 상태로 볼 것이 아니라 우리 뇌 속에 작용하는 부위가 부분적으로 약화되거나 너무 예민해져 있을 때 나타나는 생물학적 원인에 의한 신체적 질병으로 봐야 한다는 정신과 전문의의 소견도 있다. 막연히 ‘그 나이대 아이들은 원래 산만할 수 있다’ 또는 ‘요즘 시대에 사람이 좀 예민할 수 있다’라는 무관심한 생각은 가벼운 증상을 병으로 키우는 요인이 될 수 있다. ADHD 초기증상을 치료하지 않고 방치할 경우 아동기는 물론 일부의 경우 청소년기와 성인기까지 이어질 수 있으며, 공황장애 증상으로 인지하지 못할 경우 우울증과 공황발작으로까지 악화될 수 있다며 전문의들은 조기 발견과 조기 관리의 중요성을 강조하고 있다. 이에 대해 아이두 한의원 이승협 원장은 “과잉행동장애 조기치료는 전후 좌우 기능적인 불균형을 파악하여 적절한 자극이 주어질 수 있도록 하는 데에는 전체적인 뇌 발달을 이룰 수 있는 시청각 통합훈련과 두뇌 밸런스 운동이 좋은 예방책이 될 수 있다”고 전했다. 또 이원장은 “공황장애 조기 관리와 예방치료는 두개골과 경추의 삐뚤어짐에 의한 뇌척수액의 흐름 방해를 잡아주면 뇌압을 낮춰주고 뇌의 변연계 중 편도체의 과민한 상태를 자연적으로 원활하도록 하는 데에 신경학적 추나 치료와 한약치료 등이 도움될 수 있다”고 설명했다. 한편 아이두한의원 이승협 원장은 미국 전정신경장애협회 정회원(VEDA), 미국 이명협회 정회원(ATA), 대한한방신경정신과 학회 회원이다. 틱 장애, 주의력 결핍, ADHD, 아스퍼거 증후군, 전반적 발달장애 및 소아 신경장애에 대해 한의학과 기능신경학을 접목한 통합의학 치료를 진행하고 있다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

남녀노소, 장소에 불문하고 시도때도 없이 스마트폰을 사용하는 습관이 우리 뇌의 모양에까지 영향을 준다는 주장이 나왔다. 스위스 취리히대학의 아르코 고쉬 박사의 연구에 따르면, 터치스크린으로 이뤄진 스마트폰을 자주 사용하면 뇌의 ‘체감각 피질’(Somatosensory Cortex)이라는 영역의 힘이 더 강해지고 크기가 커지는 것으로 나타났다. 체감각 피질은 뇌의 중앙에 위치하며 촉각, 압각, 진동감각, 온도감각 등의 정보를 받아들인다. 특히 엄지손가락을 통해 받아들이는 정보에 매우 민감하고 즉각적으로 반응하는데, 이는 스마트폰을 사용할 때 손가락을 많이 이용하는 것과 연관이 있다. 고시 박사 연구진은 터치스크린 스마트폰을 사용하는 사람 27명, 버튼식 휴대전화를 사용하는 사람 11명을 대상으로 뇌파검사(electroencephalography.EEG)를 실시했다. 그 결과 스마트폰을 사용하는 사람들의 체감각 피질이 버튼식 휴대전화 사용자와 비교해 다른 형태를 띠고 있었다. 이는 엄지손가락의 감각이 뇌로 전달된 뒤 해당 영역이 꾸준히 활성화 되면서 형태의 변화가 생긴 것으로 분석된다. 반면 버튼식 휴대전화를 사용하는 사람들은 손의 움직임이 적은 반면 스마트폰 사용자들은 손의 움직임이 매우 많고 다양하다. 뿐만 아니라 뇌에서 엄지손가락의 피부감각을 담당하는 체감각 피질은 더 빠르게, 민감하게 반응하는 것으로 변화됐다. 터치스크린을 더 많이 사용할수록 뇌의 특정영역이 더욱 활발해진다는 것. 연구진은 “우리는 터치스크린 스마트폰의 잦은 사용이 뇌의 피질과 연관이 있다는 것을 발견했다”면서 “실험 10일간 살펴본 결과 피질의 활동성과 엄지손가락의 사용량이 비례한다는 것을 화인했다”고 설명했다. 이어 “바이올리니스트 등 음악가들 역시 손가락을 많이 사용하기 때문에 뇌와 손가락 간의 정보전달이 매우 민감하고 빠르다. 또 뇌의 해당 영역이 일반인에 비해 더 크기도 하다. 이러한 특징은 장점이 될 수도 있지만 지나치게 스마트폰을 많이 사용하는 것은 건강에 좋지 않다”고 덧붙였다. 이번 연구결과는 생물학 저널인 커런트 바이올로지(Current Biology)에 실렸다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

●숙취해소 준비는 음주 전부터 상습적으로 과음하는 사람의 구강암·식도암 발병률은 정상인의 수십 배에 이른다. 게다가 술 마시며 담배를 피우는 사람은 그 위험이 훨씬 크다. 술을 많이 마실수록 1차 대사과정에서 분해하지 못한 알코올의 양이 늘고 혈중 알코올 농도가 짙어져 지방간과 알코올성 간염, 간경변으로 이어지기 쉽다. 연말연시라 술을 피하지 못한다면 숙취 해소 방법을 찾아야 한다. 효과적인 숙취 해소는 음주 전 준비에서부터 시작된다. 술을 먹기 전에는 우선 충분한 양의 포도당을 공급할 수 있는 당질 위주의 식사를 해야 한다. 음주 회복에 가장 중요한 영양 물질이 포도당이기 때문이다. 또한 가능하면 술자리 직전에 물을 많이 마셔 두는 것이 좋다. 술에 취하는 정도는 음주량보다 혈중 알코올 농도에 비례하므로, 미리 충분한 양의 물을 마셔 체액을 늘리면 취하는 정도를 줄일 수 있다. 술 마신 뒤 과일이나 곡류를 많이 먹는 것도 방법이다. 사과나 감 같은 과일은 알코올 분해를 촉진하고 유해 산소의 발생을 억제한다. 곡류는 음주 후 뇌에 부족해지기 쉬운 당질을 공급한다. 꿀물이나 국 등으로 체내 수분을 늘리고, 조금씩 운동을 하는 것도 좋다. ●요통, 수술이 답 아니다. 요통의 원인은 자기공명영상(MRI)이나 컴퓨터단층촬영(CT) 등 진단 기법이 발달해도 정확히 알 수 없는 때가 많다. 오히려 정밀 검사를 통해 자연스러운 노화의 변화가 병적인 것으로 진단돼 과잉치료를 받게 되는 일도 가끔 있다. 불필요하게 수술을 하면 ‘척추수술 후 통증증후군’으로 환자가 고생하고 수술에 따른 위험도 생길 수 있다. 요추질환자는 약물치료나 운동치료 등의 보존적 치료로도 요통과 다리 통증이 호전되는 사례가 많다. 발가락이나 발목에 힘이 빠지고 30일 이상 치료를 해도 일상생활을 하지 못할 정도로 심한 통증이 있을 때만 수술을 권한다. 요추 협착증도 100m 이상 걷지 못하고 앉아서 쉬어야 다리 저림이 풀리거나 잠을 자다가 다리에 쥐가 나서 잠을 깨는 일이 잦고 발가락이나 발목에 힘이 빠지기 시작하면 수술을 권한다. 그렇지 않은 협착증은 보존적 치료를 하는 게 좋다. 보존적 치료 중 가장 신경 써서 해야 할 것은 허리 운동이다. 윗몸 일으키기와 같이 허리를 직접 움직이는 운동이 아니라 누운 상태에서 다리 운동만 하며 허리를 감싸는 근육을 훈련해야 한다. 윗몸 일으키기를 심하게 하면 오히려 추간판에 가해지는 압력이 커져 자칫 허리가 상할 수도 있다. ■도움말 서울아산병원 소화기내과 정훈용 교수 신경외과 전상용 교수

사춘기 자녀를 둔 부모 대부분이 ‘다른 집 아이들은 말을 잘 듣는데 우리 아이는 무슨 말을 해도 불평과 불만만 늘어놓을까?’라고 생각하고 있지 않을까. 그때마다 힘에 부칠 수도 있다고 생각되지만, 아무래도 이 연령대에 있는 아이들의 뇌는 부모의 잔소리를 듣게 되면 감정적으로 반응할 뿐만 아니라 이성적인 생각을 멈춰버리는 듯하다. ▼ 어머니의 잔소리를 듣게 되면 뇌는 어떻게 되는가? 미국 피츠버그의대와 UC버클리, 하버드대의 공동 연구팀이 평균 연령 14세의 어린이 32명에게 자신들 어머니의 잔소리를 녹음한 음성을 30초 정도 들려주고 뇌의 활성도를 측정하는 실험을 시행했다. ▼ 뇌 3개 영역에 주목 연구팀이 주목한 뇌 영역은 ① 부정적인 감정을 처리하는 것과 관련한 영역(대뇌변연계 등)과 ② 감정 조절에 관련한 영역(전두엽), ③ 타인의 관점과 사고 방식을 이해하는 것과 관련한 영역(두정엽과 측두엽의 접합부)까지 3개이다. ▼이성적이지 못하고 부모 입장을 알지 못해 아이들이 잔소리를 듣고 있는 동안은 ① 부정적인 감정을 처리하는 것과 관련한 영역의 활성도가 증가하는 것으로 나타났다. 여기까지는 예상된 결과이다. 그렇지만 여기에 더해 감정 조절에 관여하는 ② 영역과 상대방의 관점을 이해하는데 관여하는 ③ 영역의 활성도가 떨어지는 것도 확인됐다. 이는 잔소리를 듣게 된 아이들의 뇌가 사회적 인식 처리를 중단하고 있는 것으로, 부모의 심리 상태를 이해하려고 하지 않을 수 있음을 보여주고있다. ▼ 자녀 반응을 이해하고 대처 방법을 바꿔야 이에 대해 연구팀은 “청소년 자녀가 곧 부모와 충돌하는 이유를 설명할 수 있고 이런 반응을 이해함으로써 부모의 대처 방법을 바꿔 아이들의 행동과 발달에 도움이 될 수 있다”고 말했다. 이번 연구결과는 ‘사회적 인지 및 감정 신경과학’(Social Cognitive and Affective Neuroscience) 최근호에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“오늘 오전 8시 4분 일어날 살인 사건의 ‘예정 범인’으로 당신을 체포합니다.” 2054년 미국 워싱턴DC를 배경으로 범죄 예측의 미래를 그린 할리우드 영화 ‘마이너리티 리포트’(2002)는 미 경찰 예방수사국 우발범행수사반 대원들이 아내의 불륜 현장을 지켜보던 남편을 예정 살인 혐의로 검거하는 장면에서 시작한다. 남성이 아내와 내연남을 죽일 것이라는 예지자 3명의 예언이 근거였다. 존 앤더슨 팀장(톰 크루즈 분)이 범행을 저지르지 않은 남성을 주저없이 결박할 수 있었던 건 예측 적중률이 ‘100%’라는 믿음 덕이다. 영화 같은 얘기지만 과학기술 발전 속도를 감안하면 정밀한 범죄 예측 결과를 근거로 ‘예정 범인’을 체포하는 날이 머지않은 미래에 올 수도 있다. 하지만 많은 범죄·뇌인지 과학자들은 “사람의 선택에 100%란 없다. 인간에게는 자유의지가 있고 생각을 행동으로 옮길 때 너무 많은 변수가 개입한다”며 회의적인 반응이다. 완벽한 범죄 예측이 과연 가능해질까. 13일 과학계에 따르면 뇌인지과학, 생체정보기술 등을 토대로 사람의 범죄 의도를 미리 읽을 가능성이 빠르게 열리고 있다. 2008년 독일 막스플랑크 연구소의 신경과학자 존 딜런 헤인스 박사가 뇌 스캔을 통해 ‘인간의 뇌는 자신이 의식적으로 어떤 결정을 내렸다고 인식하기 최소 10초 전 이미 그 행동을 하기 위해 작동하기 시작한다’는 점을 과학적으로 증명한 뒤 행동을 예측하는 기술에 대한 관심이 높아졌다. 헤인스 박사는 실험참가자에게 어떤 선택을 하도록 한 뒤 기능성자기공명영상장치(f-MRI)로 뇌를 스캐닝한 뒤 활성화 정도를 분석해 인간 행동에는 자유의지 외에 천성과 경험 등에서 비롯된 직관적인 요인들이 작용한다는 결론을 내렸다. ‘인간은 자유의지에 따라 어떤 행동을 할지 의식적으로 결정한다’는 통념을 깬 것이다. 일부 전문가들은 뇌 스캐닝 기술이 보다 발전하면 살인·강도 등 강력범죄자와 테러리스트 등의 뇌를 읽어 범죄 의도를 알아내 사전에 막는 고도화된 범죄 예측이 가능할 것으로 보고 있다. 헤인스 박사는 “이런 기술은 향후 수년 내 사용될 가능성이 있고 우리는 이와 관련한 윤리적 논쟁을 시작해야 한다”고 말했다. 뇌에서 의사 결정 등을 맡는 전두(前頭) 대상피질의 활동이 둔할수록 강력 범행 가능성이 높다는 연구 결과도 나왔다. 물론 현재까지는 범죄 의지를 완벽히 예측한다는 것은 사실상 불가능하다는 전문가들이 다수다. 곽대경 동국대 경찰행정학과 교수는 “범죄자가 범행을 저지르는 과정을 보면 ‘규범을 위반하는 가치관’과 ‘범죄 의향’이 합쳐져 범죄 행동으로 나타난다”면서 “하지만 가치관과 범죄 의향을 읽을 수 있다고 해도 여러 변수가 범행을 가로막거나 부추길 수 있기 때문에 완벽히 예측하는 건 어렵다”고 말했다. 예컨대 고급 주택가의 대부호 저택을 털려고 마음먹은 ‘예정 범인’도 막상 범행 장소에 폐쇄회로(CC)TV와 경비원, 경비견 등을 보고는 마음을 고쳐먹을 수 있다는 얘기다. 이창훈 한남대 경찰행정학과 교수는 “지금의 범죄예측 논의는 뇌 활성화 상태 등 생물학적 요인을 근거로 이뤄지는데 사회학적 요인에 의한 범죄는 정확히 분석하기 어렵다”고 말했다. 지난 11일 경기 부천에서 주차 시비 끝에 이웃집 자매를 칼로 찔러 죽인 사건처럼 상당수 살인 범죄는 말다툼 중 우발적으로 일어나기 때문에 예측이 어렵다는 지적이다. 이수정 경기대 범죄심리학과 교수도 “특정 지역의 범죄 발생 가능성 등 집단데이터를 기반으로 한 예측은 신뢰성이 높지만 개인 단위의 분석은 정확도를 높이기 어렵다”면서 “개인의 범행 예측에는 변수가 너무 많이 개입된다”고 말했다. 다만 제한된 장소에서 확실한 범죄 의도를 가진 사람을 정밀히 가려내는 일은 가능하다는 데 전문가들은 대체로 동의한다. 예컨대 테러를 마음먹고 주요 인사가 초대된 축구장 등 대규모 행사장에 들어서는 사람을 포착하는 일은 정보통신기술(ICT) 및 영상 기술, 뇌인지과학 등을 접목하면 어느 정도 정확히 가려낼 수 있다는 것이다. 이재석 서울지방경찰청 행동과학팀장은 “CCTV 기술이 발전하면 뇌활동 영향으로 일어나는 사람의 미세한 떨림을 포착해 범행 의지를 가려내는 바이브라 이미지 시스템 등과 연동시켜 범죄를 예측할 수 있을 것”이라고 말했다. 유대근 기자 dynamic@seoul.co.kr 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr 신융아 기자 yashin@seoul.co.kr

고 신해철의 소장에서 1㎝ 크기의 천공(구멍)이 발견됐고 천공으로 인한 염증이 퍼져 있었다는 병원 기록이 나와 장협착 수술을 집도한 서울 S병원 측 과실 여부를 밝힐 수 있을지 주목된다. 시신 부검은 3일 오전 양천구 국립과학수사연구원(국과수) 서울사무소에서 진행된다. 2일 서울 송파경찰서 등에 따르면 고인의 부인 윤모(37)씨는 지난달 31일 S병원을 업무상 과실치사 혐의로 경찰에 고소하면서 서울아산병원의 응급수술 기록을 함께 제출했다. 지난달 17일 S병원에서 장협착 수술을 받은 고인은 닷새 뒤인 22일 갑작스러운 심정지로 심폐소생술을 한 뒤 아산병원으로 이송돼 응급수술을 받았지만 27일 저산소 허혈성 뇌손상으로 세상을 떠났다. 아산병원 수술 기록지에는 응급수술 당시 고인의 소장 아래쪽 70~80㎝ 지점에서 1㎝ 크기의 천공이 발견됐고, 천공을 통해 음식물 찌꺼기 등이 흘러나와 복부에 염증이 발생한 것으로 판단된다는 내용이 적혀 있다. 또 “고인이 장협착 수술을 받기 전 찍은 컴퓨터 단층촬영(CT) 사진을 분석한 결과 수술 전에는 천공이 없었다”는 전문가들의 의견도 나와 S병원 측 과실에 무게가 실리고 있다. 특히 S병원 진료기록에는 장협착 수술 뒤 심정지가 올 때까지 닷새 동안 고인이 10여 차례 극심한 통증을 호소했는데 진통제 등만 투여했다는 내용이 적혀 있는 것으로 알려져 병원 측이 천공 사실을 제대로 확인하지 못했을 가능성도 제기되고 있다. 전문가들은 천공이 장협착 수술 과정에서 발생했는지와 장협착 수술 후 경과 과정에서의 S병원 측 조치 여부 등이 핵심 쟁점이 될 것으로 전망했다. 의료사고 전문 법률사무소 ‘히포크라’의 서영현 변호사는 “장협착 수술 과정에서 수술자의 과실로 천공이 발생했는지와 수술 이후 상태를 관찰하면서 이에 대한 적절한 조치를 취했는지 여부를 확인하는 것이 중요하다”고 말했다. 아산병원으로 이송된 후 이미 복막염 진단이 나왔고 복막염이 악화돼 심정지와 뇌손상을 유발했다는 사인(死因)이 비교적 명확하기 때문에 부검을 통해 사망 원인이 새롭게 밝혀질 가능성은 적다는 게 전문가들의 판단이다. 다만 S병원 의무기록상에 기재되지 않은 수술 부위 등이 새롭게 드러날 가능성은 배제할 수 없다. 신융아 기자 yashin@seoul.co.kr

갓난아기들도 눈빛을 읽을 줄 알며, 이를 통해 두려움을 느낀다는 연구결과가 공개됐다. 독일 막스 플랑크 인간 인지 능력 및 뇌 과학 연구소는 생후 7개월의 아기 24명을 대상으로 두려움에 눈을 크게 뜨고 있는 이미지를 보여주는 동시에 뇌파검사(electroencephalography)를 실시했다. 뇌파검사 결과 성인의 눈동자를 본 아이들의 뇌가 행복 보다는 두려움을 느끼는 것으로 나타났으며, 특히 정면을 바라보는 눈 사진을 본 뒤 두려움을 느낀 아기는 24명 중 22명에 달하는 것으로 나타났다. 연구팀은 두려움 또는 놀람을 느꼈을 때의 눈은 행복 등 다른 감정을 느꼈을 때보다 흰자위가 훨씬 더 많이 보이며, 아무것도 모를 것 같은 아기들도 눈의 미묘한 변화를 통해 감정을 느낄 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 사라 제센 박사는 “이번 연구는 생후 7개월 된 아기들이 무의식적으로 감정을 간파해낼 수 있으며, 이러한 능력은 아기들의 사회적 상호관계 능력과 연관된 뇌의 기능을 매우 빠르고 효과적으로 발달시키는데 영향을 미친다”고 설명했다. 이어 “인간을 포함한 영장류 중 흰자위를 가진 것은 인간이 유일하다. 예컨대 고릴라나 침팬지 등 유인원에게는 흰자위가 없이 검고 큰 눈동자 뿐”이라면서 “때문에 감정에 따라 변화하는 인간의 흰자위는 사회적인 상호작용에서 매우 중요한 역할을 한다”고 덧붙였다. 실제로 고릴라나 침팬지의 경우 눈에서 흰자위가 차지하는 비중이 극히 적기 때문에 외부에서는 이들이 정확히 어느 곳을 응시하고 있는지 혹은 어떤 감정을 가지고 있는지 알아채기 어렵다. 이 때문에 사냥에서 유리한 고지를 차지할 수 있다. 반면 인간의 흰자위가 의사소통을 하기 위한 ‘도구’로서 진화했으며, 감정을 담고 있기 때문에 다른 사람이 무엇을 보고 느끼는지를 알 수 있게 해준다고 전문가들은 설명한다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

갓난아기들도 눈빛을 읽을 줄 알며, 이를 통해 두려움을 느낀다는 연구결과가 공개됐다. 독일 막스 플랑크 인간 인지 능력 및 뇌 과학 연구소는 생후 7개월의 아기 24명을 대상으로 두려움에 눈을 크게 뜨고 있는 이미지를 보여주는 동시에 뇌파검사(electroencephalography)를 실시했다. 뇌파검사 결과 성인의 눈동자를 본 아이들의 뇌가 행복 보다는 두려움을 느끼는 것으로 나타났으며, 특히 정면을 바라보는 눈 사진을 본 뒤 두려움을 느낀 아기는 24명 중 22명에 달하는 것으로 나타났다. 연구팀은 두려움 또는 놀람을 느꼈을 때의 눈은 행복 등 다른 감정을 느꼈을 때보다 흰자위가 훨씬 더 많이 보이며, 아무것도 모를 것 같은 아기들도 눈의 미묘한 변화를 통해 감정을 느낄 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 사라 제센 박사는 “이번 연구는 생후 7개월 된 아기들이 무의식적으로 감정을 간파해낼 수 있으며, 이러한 능력은 아기들의 사회적 상호관계 능력과 연관된 뇌의 기능을 매우 빠르고 효과적으로 발달시키는데 영향을 미친다”고 설명했다. 이어 “인간을 포함한 영장류 중 흰자위를 가진 것은 인간이 유일하다. 예컨대 고릴라나 침팬지 등 유인원에게는 흰자위가 없이 검고 큰 눈동자 뿐”이라면서 “때문에 감정에 따라 변화하는 인간의 흰자위는 사회적인 상호작용에서 매우 중요한 역할을 한다”고 덧붙였다. 실제로 고릴라나 침팬지의 경우 눈에서 흰자위가 차지하는 비중이 극히 적기 때문에 외부에서는 이들이 정확히 어느 곳을 응시하고 있는지 혹은 어떤 감정을 가지고 있는지 알아채기 어렵다. 이 때문에 사냥에서 유리한 고지를 차지할 수 있다. 반면 인간의 흰자위가 의사소통을 하기 위한 ‘도구’로서 진화했으며, 감정을 담고 있기 때문에 다른 사람이 무엇을 보고 느끼는지를 알 수 있게 해준다고 전문가들은 설명한다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

뇌에 칩을 넣어서 알츠하이머 등의 퇴행성 뇌 질환이 치료되고 나아가 지능, 숨겨진 잠재력까지 향상시킬 수 있는 날이 머지않은 것일까? 세계 최초로 그래핀(graphene)을 이용한 뇌 삽입형 두뇌센서가 한국인 연구원 주도로 개발돼 관심이 집중되고 있다. 최근 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 전기컴퓨터학과 연구진은 세계 최초로 그래핀(graphene)을 이용한 이식형 투명 의료센서 개발 연구 내용을 세계적 자연과학분야 학술지 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’를 통해 발표했다. 이는 기존 디스플레이 개발 분야에 주로 활용되어온 그래핀(graphene)을 생명공학분야에 세계 최초로 접목한 혁신적인 시도로 특히 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 전기컴퓨터학과 박사과정에 재학 중인 한국인 박동욱(33) 연구원의 주도로 개발돼 남다른 의미를 갖는다. 또한 해당 센서는 그래핀의 광학적·전기적 특성을 이용, 뇌 활동을 실시간으로 감시해 알츠하이머, 파킨슨 병 등의 퇴행성 뇌질환 치료법 발전에 큰 도움이 될 수 있다. 연구진이 해당 의료센서 개발에 사용한 물질은 ‘꿈의 신소재’라 불리는 그래핀(graphene)이다. 이는 탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집모양 배열을 이루는 형태로 두께가 원자 한 개 정도인 전도성 물질이다. 그래핀은 원자 한 개 정도에 불과한 미세두께에도 구리보다 100배 이상 전도성이 높고 강철보다 200배 이상 내구력이 강해 차세대 나노물질로 각광받고 있다. 그래핀(graphene)은 자외선(UV), 가시광선, 적외선(IR)에 걸친 넓은 스펙트럼의 투명도를 보여준다. 또한 전기적 전도(electrical conductance) 특성 및 유연성이 뛰어나 투명, 플렉서블 디스플레이 전극 개발 등 다양한 분야에서 연구되고 있다. 연구진은 이 그래핀의 물질적 특수성을 활용해 유연하고 전도성 강하면서 눈에 보이지 않는 투명성까지 겸비한 두뇌 의료센서로 발전시켰다. 특히 기존 장치들과 달리 지속적으로 뇌의 활동을 감시하면서 특정 부작용 혹은 불안정한 뇌 혈류 흐름 등을 찾아낼 수 있다. 해당 연구는 그래핀의 광학적, 전기적, 기계적 우수성을 이용해 뇌 영상을 얻는 동시에 뇌 신호를 검출하는 전극을 개발함으로써 그래핀의 생체 적합성 및 바이오 어플리케이션으로서의 확장성을 보여 준다. 실제 개발된 투명 그래핀 생체 전극으로 쥐를 대상으로 한 실험을 진행한 결과, 해당 그래핀 투명 생체 전극은 조직 내에서 안정성을 갖는 동시에 우수한 뇌 신호 검출 능력을 보여줬다. 영상화 측면에서도 이 그래핀 생체전극은 뛰어난 특징을 보였다. 기존 불투명 금속 전극이나 특정 파장에서만 투명도가 활성화되는 ITO(Indium Tin Oxide) 전극과 달리, 해당 전극은 넓은 스펙트럼의 투명도를 지녀 형광 현미경법(fluorescence microscopy), 광단층촬영법(optical coherence tomography) 기술 수준으로 뇌혈관을 영상화 하는데 성공했다. 또한 최신 유전 기술인 광유전자학(Optogenetics)과 접목돼 특정한 파장(wavelength)의 빛을 이용, 뇌 세포를 자극시켜 특정 뇌 신호를 검출하는데도 성공했다. 해당 개발 프로젝트는 미 국방부 소속 기술연구기관 방위고등연구계획국(Defence Advanced Research Projects Agency, DARPA)에서 진행 중인 서브넷 프로그램(SUBNET, short for Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies-조기치료를 위한 시스템기반 신경기술)과 유사한 목적에서 동일한 자금·기술 지원을 받고 있다는 점이 특징이다. 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 연구진 외에도 캘리포니아 대학 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF)와 보스턴 매사추세츠 종합 병원(MGH) 역시 DARPA의 지원을 받고 있는데 이들은 개인의 정신, 신경 질환을 치료하는 뇌 이식 장치(마이크로 칩)와 기억력 감퇴(치매), 환경 부적응 증세를 막아주는 뇌 임플란트 장치 개발을 목적으로 하고 있다. 이 모든 프로젝트는 미국 오바마 행정부의 인간두뇌 연구계획과 연계돼 알츠하이머, 파킨슨 병, 외상 후 트레스 장애(PTSD), 간질 등의 뇌 질환을 보다 효과적으로 예방할 수 있는 방법을 찾는 것이 목적이다. 과거 삼성 디스플레이 연구소(2007~2011)에 재직하며 세계 최초 30인치 3D 아몰레드 TV를 개발하기도 했던 박동욱 연구원은 “이 그래핀 생체 두뇌센서는 향후 신경학, 생체의학 등에서 다양하게 이용될 것으로 기대된다”며 “본 연구는 나노 테크놀로지와 바이오 테크놀로지의 성공적인 접목이라는 점에서 큰 의미가 있다. 특히 알츠하이머 등 기존 뇌질환 규명 및 치료 프로세스 발견에 새로운 연구방법을 개척할 수 있을 것”이라고 설명했다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

가수 신해철의 사망을 둘러싼 의혹이 확산되고 있다. ‘저산소 허혈성 뇌손상’이라는 서울아산병원 측의 사인 설명에 대해 의료계에서는 28일 “직접적인 사인은 서울아산병원 측의 발표가 맞다고 보지만, 중요한 것은 저산소 허혈성 뇌손상 등 지금까지 드러난 증상들을 부른 원인이 과연 무엇이냐는 것”이라고 지적하고 있다. 의문과 의혹은 고인의 주변 지인들에 의해서도 제기되고 있다. 동료 가수 신대철은 27일 밤 고인의 사망 직후 자신의 페이스북에 “너를 떠나보내다니 믿을 수가 없구나”라며 “병원의 과실이 명백해 보인다. 문 닫을 준비해라. 가만있지 않겠다. 사람 죽이는 병원, 어떤 이야긴지 짐작하시라”는 글을 올려 그가 서울아산병원에 이송되기 전까지 진료를 받아온 서울 송파구 S병원을 겨냥한 듯한 분노감을 감추지 않았다. 그룹 D.J DOC 김창렬도 자신의 인스타그램에 “…아 XX 이건 아닌데…살려내라 개XX들아”라는 글을 게재해 의혹에 불길을 당겼다. 앞서 신해철은 지난 17일 갑작스러운 복통으로 S병원에서 검사를 거친 뒤 장협착 수술을 받았다. 이후 22일 갑작스런 심정지가 발생해 심폐소생술을 받은 뒤 서울아산병원으로 이송돼 응급수술을 받았다. 당시 서울아산병원 측은 이송된 고인을 대상으로 실시한 CT(컴퓨터 단층촬영) 검사에서 심각한 복막염을 확인했으며, 복부를 개복해 이미 횡경막 위까지 진행된 심각한 염증과 함께 장 손상도 확인했다. 이에 따라 의료진은 장 유착이 심한 부위를 절제한 데 이어 주변부 장조직에 대한 유착박리술을 실시했으며, 심막을 열기 위해 응급배액술을 시행했던 것으로 알려졌다. 그러나 아직까지 저산소 허혈성 뇌손상이나 장유착, 복막염의 원인에 대해서는 두 의료기관에서 어떤 설명도 없는 상태다. 의료계 관계자들은 “장 손상이 있었다면 외부 요인에 의한 손상인지, 염증에 의한 괴사성인지를 가려야 한다”면서 “이같은 요인을 알아내려면 부검이 이뤄져야 할 것”이라는 견해를 내놨다. 이에 대해 서울아산병원 측은 “고인의 사망 원인이 패혈성 쇼크 등으로 인한 심정지인 것은 맞지만, 우리로서는 이전의 진료 기록을 가지고 있지 않아 추정만 할 뿐 정확한 경위를 알아내기는 어렵다”는 입장을 밝혔다. 이 관계자는 “고인이 처음 이송돼 왔을 때 심장은 박동을 하고 있었지만 동공반사가 전혀 없는 상태였다”면서 “의학적으로 이는 매우 위중한 상황임을 뜻한다”고 덧붙였다. 이에 대해 S병원 측은 “신해철이 수술을 받은 후 의료사고를 당해 생명이 위독하게 됐다는 말은 근거 없는 낭설”이라며 “루머 유포자를 찾아내 강경하게 대응하겠다”며 반발했다.이에 따라 고인의 사인을 둘러싼 공방은 사회적 관심 속에 법정 다툼으로 비화할 가능성이 한층 높아 보인다. 심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr

세계 최초로 그래핀(graphene)을 이용한 두뇌센서가 한국인 연구원 주도로 개발돼 관심이 집중되고 있다. 최근 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 전기컴퓨터학과 연구진은 세계 최초로 그래핀(graphene)을 이용한 이식형 투명 의료센서 개발 연구 내용을 세계적 자연과학분야 학술지 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’를 통해 발표했다. 이는 기존 디스플레이 개발 분야에 주로 활용되어온 그래핀(graphene)을 생명공학분야에 세계 최초로 접목한 혁신적인 시도로 특히 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 전기컴퓨터학과 박사과정에 재학 중인 한국인 박동욱(33) 연구원의 주도로 개발돼 남다른 의미를 갖는다. 또한 해당 센서는 그래핀의 광학적·전기적 특성을 이용, 뇌 활동을 실시간으로 감시해 알츠하이머, 파킨슨 병 등의 퇴행성 뇌질환 치료법 발전에 큰 도움이 될 수 있다. 연구진이 해당 의료센서 개발에 사용한 물질은 ‘꿈의 신소재’라 불리는 그래핀(graphene)이다. 이는 탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집모양 배열을 이루는 형태로 두께가 원자 한 개 정도인 전도성 물질이다. 그래핀은 원자 한 개 정도에 불과한 미세두께에도 구리보다 100배 이상 전도성이 높고 강철보다 200배 이상 내구력이 강해 차세대 나노물질로 각광받고 있다. 그래핀(graphene)은 자외선(UV), 가시광선, 적외선(IR)에 걸친 넓은 스펙트럼의 투명도를 보여준다. 또한 전기적 전도(electrical conductance) 특성 및 유연성이 뛰어나 투명, 플렉서블 디스플레이 전극 개발 등 다양한 분야에서 연구되고 있다. 연구진은 이 그래핀의 물질적 특수성을 활용해 유연하고 전도성 강하면서 눈에 보이지 않는 투명성까지 겸비한 두뇌 의료센서로 발전시켰다. 특히 기존 장치들과 달리 지속적으로 뇌의 활동을 감시하면서 특정 부작용 혹은 불안정한 뇌 혈류 흐름 등을 찾아낼 수 있다. 해당 연구는 그래핀의 광학적, 전기적, 기계적 우수성을 이용해 뇌 영상을 얻는 동시에 뇌 신호를 검출하는 전극을 개발함으로써 그래핀의 생체 적합성 및 바이오 어플리케이션으로서의 확장성을 보여 준다. 실제 개발된 투명 그래핀 생체 전극으로 쥐를 대상으로 한 실험을 진행한 결과, 해당 그래핀 투명 생체 전극은 조직 내에서 안정성을 갖는 동시에 우수한 뇌 신호 검출 능력을 보여줬다. 영상화 측면에서도 이 그래핀 생체전극은 뛰어난 특징을 보였다. 기존 불투명 금속 전극이나 특정 파장에서만 투명도가 활성화되는 ITO(Indium Tin Oxide) 전극과 달리, 해당 전극은 넓은 스펙트럼의 투명도를 지녀 형광 현미경법(fluorescence microscopy), 광단층촬영법(optical coherence tomography) 기술 수준으로 뇌혈관을 영상화 하는데 성공했다. 또한 최신 유전 기술인 광유전자학(Optogenetics)과 접목돼 특정한 파장(wavelength)의 빛을 이용, 뇌 세포를 자극시켜 특정 뇌 신호를 검출하는데도 성공했다. 해당 개발 프로젝트는 미 국방부 소속 기술연구기관 방위고등연구계획국(Defence Advanced Research Projects Agency, DARPA)에서 진행 중인 서브넷 프로그램(SUBNET, short for Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies-조기치료를 위한 시스템기반 신경기술)과 유사한 목적에서 동일한 자금·기술 지원을 받고 있다는 점이 특징이다. 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 연구진 외에도 캘리포니아 대학 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF)와 보스턴 매사추세츠 종합 병원(MGH) 역시 DARPA의 지원을 받고 있는데 이들은 개인의 정신, 신경 질환을 치료하는 뇌 이식 장치(마이크로 칩)와 기억력 감퇴(치매), 환경 부적응 증세를 막아주는 뇌 임플란트 장치 개발을 목적으로 하고 있다. 이 모든 프로젝트는 미국 오바마 행정부의 인간두뇌 연구계획과 연계돼 알츠하이머, 파킨슨 병, 외상 후 트레스 장애(PTSD), 간질 등의 뇌 질환을 보다 효과적으로 예방할 수 있는 방법을 찾는 것이 목적이다. 과거 삼성 디스플레이 연구소(2007~2011)에 재직하며 세계 최초 30인치 3D 아몰레드 TV를 개발하기도 했던 박동욱 연구원은 “이 그래핀 생체 두뇌센서는 향후 신경학, 생체의학 등에서 다양하게 이용될 것으로 기대된다”며 “본 연구는 나노 테크놀로지와 바이오 테크놀로지의 성공적인 접목이라는 점에서 큰 의미가 있다. 특히 알츠하이머 등 기존 뇌질환 규명 및 치료 프로세스 발견에 새로운 연구방법을 개척할 수 있을 것”이라고 설명했다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

# 지난달 3일 오전 6시 경남 창원시의 한 편의점에서 30대 남성이 우윳값을 계산하는 척하다가 종업원을 흉기로 위협해 현금을 빼앗아 달아나는 사건이 발생했다. 편의점 내부의 폐쇄회로(CC)TV에는 검은색 모자를 쓰고 파란색 후드티를 입은 피의자 이모(30)씨의 모습이 고스란히 담겨 있었고, 편의점 맞은편에 있던 CCTV에는 이씨가 차량을 타고 달아나는 모습도 찍혔다. 그러나 이씨의 행적을 추적하기 위해 필요한 차량번호는 식별이 불가능한 상황. 경찰의 의뢰를 받은 국립과학수사연구원(국과수) 디지털분석과는 곧장 영상분석 프로그램을 이용해 번호식별 작업을 시작했다. 차량 번호판이 찍힌 영상을 사진으로 캡처한 뒤 번호판 테두리를 따라 영역을 지정하고 대형·중형·소형, 녹색·흰색 등 번호판 유형을 설정하고 나서부터는 자동작업이 진행됐다. 캡처된 영상에서 번호판 각도가 수정되며 놀랍게도 번호판을 정면에서 바라보는 것처럼 바뀌었다. 이어 캡처된 영상 외 다른 프레임에서 여러 각도로 찍힌 영상을 수십장 이상 대조·중첩하면서 겹치는 부분(번호판 부분)이 짙어지고 노이즈는 제거되는 영상 평균화 작업이 진행됐다. 범인은 하루 만에 창원의 한 PC방에서 검거됐다. 내년에 창설 60돌을 맞는 국과수는 하루 평균 22.8건(지난해 기준)의 영상분석 감정을 의뢰받아 처리한다. 차량번호 식별은 물론 김수창 전 제주지검장의 공연음란 혐의 사건처럼 CCTV나 블랙박스, 스마트폰 동영상 등은 범죄를 재구성하고 범인을 밝혀내는 데 중요한 역할을 한다. 이 때문에 해마다 감정 의뢰 건수가 증가하고 있다. 언뜻 드라마 속에 나오는 첨단 과학수사 기술과는 거리가 멀어 보이지만 국과수의 영상분석 프로그램은 간소화, 정확성, 속도 면에서 미국 과학수사대(CSI)에서 사용하는 프로그램보다 더 뛰어나다는 평가를 받는다고 한다. 2007년 이전까지 외국산 영상분석 프로그램을 사용하던 국과수는 한글 호환 문제, 각종 규격의 차이, 한 장당 5000만원에 달하는 이용료 등의 이유로 자체 프로그램 개발에 착수했다. 그렇게 탄생된 ‘법영상분석프로그램2.1’은 간단한 사용법과 키, 체격 등 각종 신체 특징을 비교·측정할 수 있는 범행 재연 분석 기능을 탑재해 살인, 교통사고, 강도 등 각종 사건·사고 해결에 결정적인 단서를 제공하고 있다. ●CCTV 속 용의자 파악 하루도 채 안 걸려 2012년 서울 강남 일대를 혼란에 빠뜨렸던 ‘쇠구슬 난사 사건’도 용의차량이 너무 빨리 달려 CCTV로는 차량번호 식별이 어려웠지만 이 프로그램을 통해 번호를 알아내고 범인을 잡을 수 있었다. 영상에서 먼 거리에 있는 용의자의 모습을 포착해 확대·선명화 작업으로 인상착의를 파악하는 등 숨어 있는 범죄의 흔적을 찾는 역할을 한다. 영상 캡처부터 최종적인 번호 식별 및 분석, 보고서 작성까지 하나의 프로그램을 통해 이뤄지기 때문에 감정 결과는 하루도 채 걸리지 않고 수사기관에 통보된다. 국과수는 수사기관의 불편 사항과 현장 직원들의 의견을 반영한 최신 업데이트 버전(3.0)의 개발을 앞두고 있다. 국과수는 이 외에도 각종 사건·사고 현장을 3차원으로 스캔해 범죄나 사고를 재구성하는 ‘광대역 3차원 계측장비’, 삭제된 영상을 프레임 단위로 복구할 수 있는 ‘코덱 기반 영상복원 프로그램’, 수사관이 소지하고 있는 스마트폰을 통해 사기도박에 사용되는 트럼프 카드를 식별할 수 있는 모바일 앱 ‘치트 파인더’, 인터뷰가 필요 없는 새로운 버전의 ‘거짓말탐지기’ 등을 증거 분석 및 감정에 활용하고 있다. ●3차원 계측장비로 현장 재구성해 원인 분석 3차원 계측장비는 교통량이 많거나 보행자가 많아 접근성이 떨어지는 사고 현장을 보존하고 이후 사고 원인을 분석하는 데 주로 사용된다. 미니버스와 트럭이 교차로에서 충돌해 하천 아래로 추락한 사고가 발생했다면 3차원 계측장비를 이용해 사고 현장을 촬영, 위도·경도 등 좌표와 도로 폭, 높이, 주변 지형에 대한 데이터를 얻을 수 있다. 스캔한 데이터를 바탕으로 컴퓨터에 사고 현장을 그대로 재현한 뒤 차량 파손 부위, 타이어 마크, 부상 부위·정도 등 나머지 정보를 입력한다. 입력된 정보는 ‘교통사고재구성 프로그램’(PC-CRASH)을 통해 사고 당시 상황을 만든다. 이를 통해 차량의 충돌 속도, 충돌 전후의 진행 궤적, 최초 충돌 지점, 최종 정지 지점 등을 더 정확하게 알아낼 수 있다. 국과수가 개발한 새로운 형태의 거짓말탐지기는 최근 특허 출원까지 이뤄지면서 실용화를 눈앞에 두고 있다. 기존의 거짓말탐지기는 질의응답을 통해 맥박·혈압의 변화, 체내 혈류량, 뇌의 활성화 정도 등을 측정해 진실, 거짓, 판단 불능으로 결론을 내렸다. 그러나 신형 거짓말탐지기는 질의응답이 필요 없다. 특정 자극이 제시되면 검사 대상자가 상대적으로 주의를 더 기울인다는 이론에서 출발한 탐지기는 자극을 주입해 이에 대한 주의 편향 점수를 산출하는 방식으로 작동된다. 범행에 사용된 흉기나 범죄 장소가 적힌 낱말카드, 피해자의 물품 등 범죄 관련 정보와 다른 자극을 함께 제시한 뒤 맥박·혈압의 변화, 체내 혈류량은 물론 불안·흥분 등에 해당하는 뇌 활성화를 측정한다. 국과수의 기술 발전은 영상 분석, 시체 부검, 거짓말 탐지, 법치의학, 문서 감정, 마약류, 약물 분석, 토양·환경 등 화학적 분석, 화재·폭발, 음성·음향, 교통사고 등 다양한 분야에 걸쳐 이뤄지고 있다. 각 분야의 감정 결과들이 한 조각 한 조각 모여 범인을 밝혀내는 퍼즐이 완성되는 것이다. ●범죄 해결 마지막 퍼즐 DNA 하루 평균 314건 국과수가 가장 많이 의뢰받는 감정은 하루 평균 314건(지난해 기준)에 이르는 유전자(DNA) 분석이다. 2009년 8만 8076건에서 지난해에는 11만 4611건으로 매년 처리 건수가 증가하고 있다. DNA 분석은 범죄 해결의 마지막 조각을 맞추는 데 주로 활용된다. 지난 10일 제주에서 발생한 뺑소니 사망 사고에서도 차량 추적에는 영상분석 프로그램이 이용됐고, 이후 차량에 묻은 혈흔을 수거해 DNA를 분석한 결과 사망자와 일치하는 것으로 드러나면서 범인을 검거했다. 국과수는 이 같은 기술 발전을 토대로 최근 50~200명에 달하는 사망자 확인이 가능한 프로그램을 개발했다. 지난 14일부터 17일까지 강남 코엑스에서 개최된 세계과학수사학술대전전에서 참가자들의 눈길을 끌었던 ‘MIM(Mass ID Manager) 프로그램’이다. ●대형 사고 시 신원 확인 MIM 세계가 주목 대형 사고에서 실종자들의 생전 자료와 시신에서 채취한 유전자, 치과 정보 등을 함께 입력하면 실종자와 시신의 정보를 대조해 신원을 확인할 수 있는 프로그램이다. 노트북 3대만으로 작동되기 때문에 기동성이 뛰어나 사고 현장에서 활용하기에도 편리하다. 국과수는 MIM 프로그램의 경우 해외에서의 잇따른 호평 등에 힘입어 프로그램 수출도 추진하고 있다. 홍인기 기자 ikik@seoul.co.kr

두뇌의 잠재능력을 끌어올려주는 투명한 주입식 의료센서가 개발됐다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 연구진이 뇌 상태 실시간 파악 및 자극임무 수행으로 기능을 향상시켜줄 수 있는 이식형 투명 의료센서를 개발하는데 성공했다고 21일(현지시간) 보도했다. 연구진이 해당 의료센서 개발에 사용한 물질은 ‘꿈의 신소재’라 불리는 그래핀(graphene)이다. 이는 탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집모양 배열을 이루는 형태로 두께가 원자 한 개 정도인 전도성 물질이다. 그래핀은 0.2nm에 불과한 미세두께에도 구리보다 100배 이상 전도성이 높고 강철보다 200배 이상 내구력이 강해 차세대 나노물질로 각광받고 있다. 연구진은 이 그래핀의 물질적 특수성을 활용해 유연하고 전도성 강하면서 눈에 보이지 않는 투명성까지 겸비한 의료센서로 발전시켜냈다. 특히 기존 장치들과 달리 지속적으로 뇌의 활동을 감시하면서 특정 부작용 혹은 불안정한 뇌 혈류 흐름 등을 찾아낼 수 있다. 뿐만 아니라, 함께 장착된 영상화 기술로 뇌세포에 침투한 악성 물질의 흐름과 원인을 보다 정확하고 효율적으로 찾아내 치료효과를 높이고 전기적 자극을 통해 뇌세포를 발달시켜 두뇌의 잠재성을 끌어올릴 수도 있다. 해당 개발 프로젝트는 미 국방부 소속 기술연구기관 방위고등연구계획국(Defence Advanced Research Projects Agency, DARPA)에서 진행 중인 서브넷 프로그램(SUBNET, short for Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies-조기치료를 위한 시스템기반 신경기술)과 유사한 목적에서 동일한 자금·기술 지원을 받고 있다는 점이 특징이다. 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 연구진 외에도 캘리포니아 대학 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF)와 보스턴 매사추세츠 종합 병원(MGH) 역시 DARPA의 지원을 받고 있는데 이들은 개인의 정신, 신경 질환을 치료하는 뇌 이식 장치(마이크로 칩)와 기억력 감퇴(치매), 환경 부적응 증세를 막아주는 뇌 임플란트 장치 개발을 목적으로 하고 있다. 이 모든 프로젝트는 미국 오바마 행정부의 인간두뇌 연구계획과 연계돼 알츠하이머, 파킨슨 병, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 간질 등의 뇌 질환을 보다 효과적으로 예방할 수 있는 방법을 찾는 것이 목적이다. 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 저스틴 윌리엄스 교수는 “해당 기기는 기존 뇌신경 조정술을 개선시켜 전혀 새로운 신개념 치료법을 개발할 수 있는 촉매제가 될 수도 있다”고 설명했다. 한편, 이 연구결과는 세계적 자연과학분야 학술지‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인 판에 게재됐다. 사진=Justin Williams research group 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

운동이 몸 건강은 물론 계획수립능력, 기억력, 문제해결력 등 두뇌까지 종합적 ‘멀티태스킹’화 시킨다는 사실은 많이 알려져 있다. 그런데 최근 운동이 나 자신 뿐 아니라 자녀의 두뇌 발달까지 영향을 준다는 주장이 제기돼 화제를 모으고 있다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 미국 다트머스 대학 연구진이 임신부의 꾸준히 운동이 태아의 두뇌 발달에도 긍정적 영향을 준다는 사실을 동물실험을 통해 밝혀냈다고 15일(현지시간) 보도했다. 연구진은 임신 중인 실험용 쥐들을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 정기적으로 쳇바퀴(running wheel)를 이용해 운동을 시켰고 나머지 한 그룹은 그냥 방치했다. 참고로 해당 과정은 두 그룹 쥐들 모두가 출산할 때까지 지속됐다. 이후 두 그룹 쥐가 모두 새끼를 무사히 출산한 뒤, 연구진은 본격적인 조사를 시작했다. 임신기간 중 꾸준히 운동을 한 어미 쥐에게서 태어난 새끼 쥐와 그렇지 않았던 새끼 쥐 사이에 두뇌 능력이 과연 얼마만큼 차이가 나는지 알아보는 것이 목적이었다. 연구진은 기억력 테스트라는 기준을 통해 두 새끼 쥐 사이의 두뇌 발달 정도를 측정했다. 단, 인간과 동물 사이의 뇌 발달 정도가 다르기에 연구진은 쥐가 익숙한 물체보다 처음 본 물체에 민감하게 반응한다는 고유 특성을 적극 활용했다. 결과는 흥미로웠다. 운동을 열심히 한 어미 쥐에게서 태어난 새끼 쥐는 그렇지 않은 새끼 쥐에 비해 기억력이 훨씬 좋은 것으로 확인됐기 때문이다. 뿐만 아니라, 이 새끼 쥐들은 다른 쥐들에 비해 공간 개념, 감정 행동을 관장하는 뇌 관자엽 안쪽 해마(hippocampus) 부위가 특히 발달된 것으로 조사됐다. 운동이 뇌 건강에 도움이 된다는 사실은 사람을 대상으로 한 임상실험에서도 증명된 바 있다. 영국 케임브리지 대학 연구진이 국제학술지 ‘란셋 신경학 저널(Lancet Neurology)’에 게재한 연구결과를 보면, 매주 하루 1시간 격렬한 운동을 해주는 사람들은 그렇지 않은 사람보다 절반가량 치매 발생 위험이 줄어들었다. 의학계에서는 꾸준한 운동이 뇌 속 BDNF(Brain Derived Neurotrophic Factor, 뇌 유리 신경 성장 인자)와 IGF-1(성장호르몬 인자)을 자극해 두뇌 발전 속도를 높여준다고 보고 있다. 이외에도 운동은 앞서 언급된 해마(hippocampus) 부위 발전 역시 자극해준다. 특히 이번 노벨생리의학상 공동수상자인 존 오키프 박사와 모설 부부의 연구 성과도 해마(hippocampus) 부위에 존재하는 뇌 속 내비게이션 시스템을 규명해낸 것이다. 지금도 세계 각국 대학 연구실에서는 운동과 뇌 발달의 신비한 연관성을 파악하기 위한 연구 활동이 지속되고 있다. 특히 동물실험을 넘어 실제 임신여성의 운동이 태아의 두뇌를 발달시킨다는 이론을 규명하기 위해서는 더 많은 추가 연구가 필요하다는 것이 전문가들의 생각이다. 이와 관련해 최근 영국 옥스퍼드 대학에서는 해당 주제에 대한 대규모 단위 임상실험을 계획 중인 것으로 알려져 있다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

운동이 몸 건강은 물론 계획수립능력, 기억력, 문제해결력 등 두뇌까지 종합적 ‘멀티태스킹’화 시킨다는 사실은 많이 알려져 있다. 그런데 최근 운동이 나 자신 뿐 아니라 자녀의 두뇌 발달까지 영향을 준다는 주장이 제기돼 화제를 모으고 있다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 미국 다트머스 대학 연구진이 임신부의 꾸준히 운동이 태아의 두뇌 발달에도 긍정적 영향을 준다는 사실을 동물실험을 통해 밝혀냈다고 15일(현지시간) 보도했다. 연구진은 임신 중인 실험용 쥐들을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 정기적으로 쳇바퀴(running wheel)를 이용해 운동을 시켰고 나머지 한 그룹은 그냥 방치했다. 참고로 해당 과정은 두 그룹 쥐들 모두가 출산할 때까지 지속됐다. 이후 두 그룹 쥐가 모두 새끼를 무사히 출산한 뒤, 연구진은 본격적인 조사를 시작했다. 임신기간 중 꾸준히 운동을 한 어미 쥐에게서 태어난 새끼 쥐와 그렇지 않았던 새끼 쥐 사이에 두뇌 능력이 과연 얼마만큼 차이가 나는지 알아보는 것이 목적이었다. 연구진은 기억력 테스트라는 기준을 통해 두 새끼 쥐 사이의 두뇌 발달 정도를 측정했다. 단, 인간과 동물 사이의 뇌 발달 정도가 다르기에 연구진은 쥐가 익숙한 물체보다 처음 본 물체에 민감하게 반응한다는 고유 특성을 적극 활용했다. 결과는 흥미로웠다. 운동을 열심히 한 어미 쥐에게서 태어난 새끼 쥐는 그렇지 않은 새끼 쥐에 비해 기억력이 훨씬 좋은 것으로 확인됐기 때문이다. 뿐만 아니라, 이 새끼 쥐들은 다른 쥐들에 비해 공간 개념, 감정 행동을 관장하는 뇌 관자엽 안쪽 해마(hippocampus) 부위가 특히 발달된 것으로 조사됐다. 운동이 뇌 건강에 도움이 된다는 사실은 사람을 대상으로 한 임상실험에서도 증명된 바 있다. 영국 케임브리지 대학 연구진이 국제학술지 ‘란셋 신경학 저널(Lancet Neurology)’에 게재한 연구결과를 보면, 매주 하루 1시간 격렬한 운동을 해주는 사람들은 그렇지 않은 사람보다 절반가량 치매 발생 위험이 줄어들었다. 의학계에서는 꾸준한 운동이 뇌 속 BDNF(Brain Derived Neurotrophic Factor, 뇌 유리 신경 성장 인자)와 IGF-1(성장호르몬 인자)을 자극해 두뇌 발전 속도를 높여준다고 보고 있다. 이외에도 운동은 앞서 언급된 해마(hippocampus) 부위 발전 역시 자극해준다. 특히 이번 노벨생리의학상 공동수상자인 존 오키프 박사와 모설 부부의 연구 성과도 해마(hippocampus) 부위에 존재하는 뇌 속 내비게이션 시스템을 규명해낸 것이다. 지금도 세계 각국 대학 연구실에서는 운동과 뇌 발달의 신비한 연관성을 파악하기 위한 연구 활동이 지속되고 있다. 특히 동물실험을 넘어 실제 임신여성의 운동이 태아의 두뇌를 발달시킨다는 이론을 규명하기 위해서는 더 많은 추가 연구가 필요하다는 것이 전문가들의 생각이다. 이와 관련해 최근 영국 옥스퍼드 대학에서는 해당 주제에 대한 대규모 단위 임상실험을 계획 중인 것으로 알려져 있다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

정확한 발병원인은 아직 밝혀지지 않았지만 뇌신경학적 측면에서 유발되는 만성 퇴행성 질환으로 알려진 파킨슨병이 거꾸로 몸 속 장에서부터 시작될 수 있다는 주장이 제기돼 관심이 집중되고 있다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 스웨덴 룬드 대학교 연구진이 파킨슨병이 뇌에서 시작된다는 기존 인식과 반대로 장에서부터 뇌로 퍼져나간다는 유력한 증거를 찾아냈다고 14일(현지시간) 보도했다. 본래 해당 가설은 지난 2003년 독일 신경 병리학자 헤이코 바락에 의해 처음 제기된 것으로 파킨슨병 초기 증상이 변비, 배뇨장애와 같은 소화기관 관련 장애 현상부터 후각 장애로 이어진다는 관찰결과에 기인한다. 단, 이는 최근까지 가설로만 존재해왔다. 이와 관련해, 스웨덴 룬드 대학 연구진은 쥐를 이용한 모델링 실험을 통해 파킨슨병의 주요 원인으로 알려진 신경전달 단백질 알파시누클레인(alpha-synuclein)이 장에서부터 시작돼 뇌로 전염될 수 있다는 가능성을 입증했다. 알파시누클레인(alpha-synuclein)이 소화기 인근 말초부분 세포부터 전염시켜 차례로 뇌까지 이어질 수 있는 흐름이 감지된 것이다. 이는 파킨슨병 유발 세포 인자가 말초 신경계에서 중추 신경계로 전염된다는 새로운 메커니즘을 제시해주고 있다. 연구진은 “이 연구결과는 파킨슨병 유발 단백질이 어떤 방식으로 세포를 이용해 뇌까지 전송되는지 해당 경로를 찾아낸 것”이라며 “궁극적으로 추가 연구를 통해 해당 독성 단백질이 뇌에 전달되기 전 사전에 차단시키거나 전염속도를 늦추는 등 지금보다 훨씬 효율적인 파킨슨 치료법을 찾아낼 수도 있다”고 설명했다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 신경 병리학회보(Acta Neuropathologica)에 게재됐다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

오랫동안 건강히 장수하려면 ‘당구’와 ‘맥주’를 즐기는 것이 더 도움이 된다는 이색적인 조언이 나와 관심이 집중되고 있다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 덴마크 코펜하겐 노후건강 연구소가 ‘여가시간에 당구와 맥주를 즐기면서 활동지향적인 삶을 사는 것이 장수에 효과적이다’라는 견해를 밝혔다고 최근 보도했다. 연구소 측은 덴마크 시내 건강센터 2곳을 방문해 노년층 남성들이 어떤 방식으로 건강한 노년을 보내고 있는지 현장 조사를 진행했다. 해당 과정에서 연구진은 일주일에 적어도 4차례 당구 게임을 즐기는 70세~95세 사이 노년층 남성 10명~15명의 건강이 매우 양호하다는 사실에 주목했다. 여기에는 당구를 비롯한 각종 사회적 활동을 마친 후 맥주를 마시는 시간을 갖는 습관도 상당한 영향을 미쳤다. 연구진의 분석에 따르면, 해당 노년층 남성들은 당구를 즐기면서 지역사회와 사람들과의 유대감 및 단결력을 증진시켰다. 당구는 개인 운동이 아닌 단체운동으로 자연스럽게 사람들 간 친목과 결속력을 높여주기에 노년에 무료해지기 쉬운 삶의 질을 향상시켜주는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 당구는 수학을 기반으로 한 역학, 물리학 원리가 접목되어있는 만큼 두뇌활동을 증진시켜 더욱 사람을 젊게 만들어주는 효과도 있다. 또한 당구는 노년층이 큰 무리 없이 오랫동안 즐길 수 있는 ‘운동’이기도 하다. 당구 테이블을 오고가며 팔·다리를 모두 이용해야하는 전신운동이지만 강도가 세지 않아 몸을 상하지 않게 하면서 효과는 크다. 당구 한 게임이 약 2㎞ 걷기와 맞먹는 운동효과가 있다는 연구결과도 있다. 맥주에 대해서는 논란의 여지가 있지만, 노년층이 한 장소에 모여 웃고 떠들며 활동적인 라이프 스타일을 구축할 수 있는 구심점이 된다는 측면에서 연구진은 긍정성을 부여했다. 이와 관련해 최근 맥주 제조에 쓰이는 플라보노이드 수용체 잔토휴몰(xanthohumol)에 뇌 인지기능 개선, 지방분해, 신진대사 활동 촉진 효과가 있다는 연구결과가 나온 적이 있다. 물론 과음은 안 좋지만 적당히 즐기는 차원에서의 맥주는 도움이 된다는 뜻이다. 연구진은 전 세계적으로 고령화 사회에 접어든 요즘, 건강하고 활동적인 노년을 보내기 위한 수단으로 당구와 맥주에 긍정적 요소가 있다고 주장한다. 코펜하겐 노후건강연구소 아스케 라센 박사는 “세계보건기구(WHO)가 정한 ‘활동적 고령화(Active Ageing)’ 지침에 당구가 포함될 필요가 있다”고 강조했다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

자녀의 인지·언어능력을 골고루 향상시키고 싶으면 도서관보다 오히려 운동장을 자주 데려가는 것이 훨씬 도움이 된다는 주장이 제기돼 관심이 집중되고 있다. 최근 미국 일리노이 대학 신체 운동학·공중보건학과 연구진은 꾸준한 운동을 통해 체력이 향상된 아이들이 인지·언어능력까지 함께 발전된다는 연구결과를 발표했다. 연구진은 아직 사춘기에 접어들지 않은 7~9세 사이 학생 221명을 대상으로 방과 후 60분간 테니스, 수영, 축구 등 운동 활동을 한 아이들과 그렇지 않은 아이들 사이의 두뇌 발전 정도를 비교·분석하는 조사를 9개월 간 지속했다. 참고로 해당 조사는 두피에 전극을 붙여 뇌의 전기적 활동을 파형으로 기록, 활성정도를 한눈에 알 수 있는 뇌파검사(腦波檢査, electroencephalography)법이 사용됐다. 결과를 살펴보면, 방과 후 운동 활동을 꾸준히 한 학생들은 사건 관련 전위(event-related potential, 특정 자극에 대해 대뇌가 나타내는 전기적 반응을 기록한 뇌파 기록) 파형 중 N400, P600 파형이 현저히 높은 것으로 확인됐다. 두 가지 파형은 각각 어휘 판단력, 문법 인지능력을 나타낸다. 이는 신체활동 없이 책만 읽는 아이보다 다양한 운동으로 체력을 향상시킨 아이들이 더욱 인지·언어능력을 비롯한 두뇌활동이 발전됐다는 것을 알려주며 신체활동 증가와 뇌기능 발전과 상당한 연관성이 있다는 가능성까지 내포하고 있다. 연구를 주도한 일리노이 대학 찰스 힐만 박사는 “지난 10년간 어린이부터 노인에 이르기까지 신체적 활동 증가가 뇌 기능 발전으로 이어질 수 있다는 주장이 꾸준히 제기되어 왔다. 해당 실험결과도 이에 대한 설득력 있는 증거 중 한 가지가 될 것”이라고 설명했다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 미국 소아과학 저널(Journal Pediatrics)에 게재됐다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

자녀의 인지·언어능력을 골고루 향상시키고 싶으면 도서관보다 오히려 운동장을 자주 데려가는 것이 훨씬 도움이 된다는 주장이 제기돼 관심이 집중되고 있다. 최근 미국 일리노이 대학 신체 운동학·공중보건학과 연구진은 꾸준한 운동을 통해 체력이 향상된 아이들이 인지·언어능력까지 함께 발전된다는 연구결과를 발표했다. 연구진은 아직 사춘기에 접어들지 않은 7~9세 사이 학생 221명을 대상으로 방과 후 60분간 테니스, 수영, 축구 등 운동 활동을 한 아이들과 그렇지 않은 아이들 사이의 두뇌 발전 정도를 비교·분석하는 조사를 9개월 간 지속했다. 참고로 해당 조사는 두피에 전극을 붙여 뇌의 전기적 활동을 파형으로 기록, 활성정도를 한눈에 알 수 있는 뇌파검사(腦波檢査, electroencephalography)법이 사용됐다. 결과를 살펴보면, 방과 후 운동 활동을 꾸준히 한 학생들은 사건 관련 전위(event-related potential, 특정 자극에 대해 대뇌가 나타내는 전기적 반응을 기록한 뇌파 기록) 파형 중 N400, P600 파형이 현저히 높은 것으로 확인됐다. 두 가지 파형은 각각 어휘 판단력, 문법 인지능력을 나타낸다. 이는 신체활동 없이 책만 읽는 아이보다 다양한 운동으로 체력을 향상시킨 아이들이 더욱 인지·언어능력을 비롯한 두뇌활동이 발전됐다는 것을 알려주며 신체활동 증가와 뇌기능 발전과 상당한 연관성이 있다는 가능성까지 내포하고 있다. 연구를 주도한 일리노이 대학 찰스 힐만 박사는 “지난 10년간 어린이부터 노인에 이르기까지 신체적 활동 증가가 뇌 기능 발전으로 이어질 수 있다는 주장이 꾸준히 제기되어 왔다. 해당 실험결과도 이에 대한 설득력 있는 증거 중 한 가지가 될 것”이라고 설명했다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 미국 소아과학 저널(Journal Pediatrics)에 게재됐다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

고혈압 주범은 소금이 아닌 ‘설탕’이라는 주장이 제기돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 영국 일간 익스프레스는 미국 캔자스 세인트루크 미드 아메리카 심장 연구소(Saint Luke’s Mid America Heart Institute)가 “고혈압을 일으키는 주원인은 소금 속 나트륨이 아닌 설탕”이라는 연구결과를 발표했다고 14일(현지시간) 보도했다. 연구진은 세계 각지에서 수집된 방대한 양의 데이터를 바탕으로 유의도 검증 분석(analysis of significance levels), 효과크기 분석(analysis of effect-magnitude measures) 등의 메타분석(meta analysis)을 진행한 결과, 고혈압을 일으키는 주된 원인은 소금 속 나트륨이 아닌 설탕의 당 성분 때문이라는 결론을 내렸다. 포도당과 과당의 중합분자인 수크로스(sucrose) 즉, 자당(蔗糖) 성분이 뇌 시상하부(hypothalamus, 사이 뇌의 일부로 제3뇌실 벽 배 부분과 제3뇌실 바닥 속에 위치)에 영향을 미쳐 심장박동수를 높이고 고혈압을 유발한다는 것이 연구진의 설명이다. 신체 물질대사 체계 유지에 중대한 작용을 하는 인슐린(Insulin) 호르몬 분비에도 영향을 미쳐 당뇨병을 유발시킬 위험도 매우 높은 것으로 함께 조사됐다. 특히 연구진은 염분 섭취를 강제로 저지할 경우, 사람들이 역으로 당 섭취를 늘리게 돼 당뇨병, 비만, 심혈관계 질환을 앓을 위험이 높아진다고 강조하며 “체내 염분 농도가 지나치게 낮아지면 역으로 혈액 속 지방량이 증가돼 신진대사순환이 저해될 가능성이 높다”고 설명했다. 실제로 최근 프랑스 파리5대학·파리13대학 의학·영양역학센터 공동연구진은 프랑스 성인남녀 8670명의 혈압 데이터를 비교 분석하는 방대한 조사를 진행한 결과, 소금 속 ‘나트륨’ 섭취는 고혈압 유발과 큰 관련성이 없으며 연령, 알코올 섭취 그리고 체중증가로 인한 비만이 고혈압의 주원인이라는 연구결과를 발표해 화제가 된 바 있다. 설탕의 당분이 비만 유발 주범이라는 사실을 생각해보면 이 연구 역시 미국 캔자스 세인트루크 미드 아메리카 심장 연구소의 주장과 같은 맥락이라는 것을 확인할 수 있다. 하지만 이와 같은 견해에도 불구하고 영국 런던 퀸 메리 대학교, 미국 질병 통제 예방 센터(CDC) 측은 여전히 소금 속 나트륨이 고혈압의 주원인이라는 주장을 굽히지 않고 있다. 두 기관은 지난 10여 년간의 고혈압 원인 분석 데이터를 보면 설탕이 차지하는 비중은 소금에 비해 극히 낮기에 이를 일반화하는 것은 아직 무리라는 입장이다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지 ‘미국심장학저널(American Journal of Cardiology)’에 발표됐다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr