코로나19로 외출과 육체 활동은 줄어들고 먹는 건 늘어나면서 체중도 늘어난 ‘확찐자’의 유행은 우리 만의 이야기가 아니다. 전 세계적으로 봉쇄 및 격리 조치 증가로 인해 체중이 늘어난 사람의 숫자가 적지 않다. 동시에 사회적 고립으로 인해 우울과 불안, 수면 부족을 호소하는 사람의 숫자도 크게 늘었다. 최근 록펠러 대학 연구팀은 격리 조치가 사람에게만 스트레스를 주는 게 아니라는 사실을 발견했다. 연구팀은 초파리를 이용한 동물 실험을 통해 홀로 고립될 경우 식욕은 늘어나는 반면 수면 시간은 줄어든다는 사실을 확인했다. 의외의 사실 같지만, 사실 초파리는 생각보다 사회적인 곤충이다. 물론 개미나 벌처럼 여왕을 중심으로 한 복잡한 군집을 이루는 건 아니지만, 초파리는 떼를 지어 다니면서 같이 먹이를 찾고 먹는다. 초파리는 과일 같은 먹이보다 매우 작기 때문에 먹이를 나누는 것은 큰 문제가 아니다. 진짜 문제는 적당한 먹이를 찾는 것과 천적을 피하는 것이다. 모두 혼자보다 여럿이 힘을 합치면 더 쉽게 극복할 수 있는 문제다. 따라서 혼자 격리되는 것은 천적이 없고 먹이가 충분해도 초파리에게 상당한 스트레스다. 연구팀은 혼자 격리된 초파리가 여러 마리가 함께 격리된 경우보다 먹이를 더 많이 먹고 잠은 더 적게 잔다는 사실을 확인했다. 이는 코로나19로 인한 사회적 고립을 포함해 혼자 고립된 사람에게서 초기에 흔히 관찰할 수 있는 행동 변화다. 연구팀은 초파리에서 이런 행동 변화를 유발하는 기전을 밝히기 위해 유전자와 뉴런(신경세포) 단위에서 변화를 조사했다. 연구팀에 따르면 초파리의 뇌에 있는 P2 뉴런이 더 먹고 덜 자게 만드는 행동 변화를 유발한다. 이 뉴런이 차단된 경우 이런 행동 변화가 관찰되지 않기 때문이다. 혼자 격리된 환경에서 더 먹고 덜 자는 것은 상당히 타당한 이유가 있다. 혼자서 먹이를 구하고 천적을 피하는 일은 여럿이 있을 때보다 쉽지 않기 때문이다. 당연히 기회가 있을 때 더 먹고 천적의 공격을 알아채기 위해 자는 시간도 줄여야 한다. 그러나 사람처럼 복잡한 뇌를 지닌 생물체에서 어떤 뉴런이 이런 반응을 유도하는지 알아내기는 쉽지 않다. 상대적으로 단순한 뇌를 지닌 초파리를 대상으로 뇌를 연구하는 이유다. 이 연구 결과는 저널 네이처에 발표됐다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

코로나19로 외출과 육체 활동은 줄어들고 먹는 건 늘어나면서 체중도 늘어난 ‘확찐자’의 유행은 우리 만의 이야기가 아니다. 전 세계적으로 봉쇄 및 격리 조치 증가로 인해 체중이 늘어난 사람의 숫자가 적지 않다. 동시에 사회적 고립으로 인해 우울과 불안, 수면 부족을 호소하는 사람의 숫자도 크게 늘었다. 최근 록펠러 대학 연구팀은 격리 조치가 사람에게만 스트레스를 주는 게 아니라는 사실을 발견했다. 연구팀은 초파리를 이용한 동물 실험을 통해 홀로 고립될 경우 식욕은 늘어나는 반면 수면 시간은 줄어든다는 사실을 확인했다. 의외의 사실 같지만, 사실 초파리는 생각보다 사회적인 곤충이다. 물론 개미나 벌처럼 여왕을 중심으로 한 복잡한 군집을 이루는 건 아니지만, 초파리는 떼를 지어 다니면서 같이 먹이를 찾고 먹는다. 초파리는 과일 같은 먹이보다 매우 작기 때문에 먹이를 나누는 것은 큰 문제가 아니다. 진짜 문제는 적당한 먹이를 찾는 것과 천적을 피하는 것이다. 모두 혼자보다 여럿이 힘을 합치면 더 쉽게 극복할 수 있는 문제다. 따라서 혼자 격리되는 것은 천적이 없고 먹이가 충분해도 초파리에게 상당한 스트레스다. 연구팀은 혼자 격리된 초파리가 여러 마리가 함께 격리된 경우보다 먹이를 더 많이 먹고 잠은 더 적게 잔다는 사실을 확인했다. 이는 코로나19로 인한 사회적 고립을 포함해 혼자 고립된 사람에게서 초기에 흔히 관찰할 수 있는 행동 변화다. 연구팀은 초파리에서 이런 행동 변화를 유발하는 기전을 밝히기 위해 유전자와 뉴런(신경세포) 단위에서 변화를 조사했다. 연구팀에 따르면 초파리의 뇌에 있는 P2 뉴런이 더 먹고 덜 자게 만드는 행동 변화를 유발한다. 이 뉴런이 차단된 경우 이런 행동 변화가 관찰되지 않기 때문이다. 혼자 격리된 환경에서 더 먹고 덜 자는 것은 상당히 타당한 이유가 있다. 혼자서 먹이를 구하고 천적을 피하는 일은 여럿이 있을 때보다 쉽지 않기 때문이다. 당연히 기회가 있을 때 더 먹고 천적의 공격을 알아채기 위해 자는 시간도 줄여야 한다. 그러나 사람처럼 복잡한 뇌를 지닌 생물체에서 어떤 뉴런이 이런 반응을 유도하는지 알아내기는 쉽지 않다. 상대적으로 단순한 뇌를 지닌 초파리를 대상으로 뇌를 연구하는 이유다. 이 연구 결과는 저널 네이처에 발표됐다.

몇 년 전 일까지도 생생하게 기억하던 사람들도 나이가 들면서 기억력이 예전같지 않고 자꾸 ‘깜박깜박’하는 경우가 잦아진다. 나이들면서 인지기능이 떨어지는 것을 막기 위해 규칙적인 운동이나 독서가 권장되고 있지만 뇌기능의 퇴화를 예방하거나 막을 확실한 방법은 아직까지 없다. 그런데 한국인 과학자가 포함된 영국 케임브리지대, 리즈대, 이탈리아 신경과학연구소, 플로렌스대, 일본 고베약학대, 네덜란드 왕립 신경과학연구소, 싱가포르 국립대병원, 캐나다 웨스턴대, 체코 실험의학연구소 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 노화로 인해 발생하는 기억력 감퇴를 줄이고 예방할 수 있는 방법을 찾았다고 23일 밝혔다. 케임브리지대 뇌치료센터의 한인 과학자 양수정 박사가 제1저자 겸 교신저자로 참여해 연구를 주도했다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’ 최신호에 실렸다. 뇌신경가소성은 뇌가 새로운 것을 배우고 적응하며 기억을 유지할 수 있게 돕는 능력인데 나이가 들면서 뇌신경가소성이 서서히 저하된다. 특히 뇌신경가소성이 내외부적 요인으로 인해 급격하게 저하될 경우는 각종 퇴행성 뇌질환을 앓을 가능성이 높아지는 것으로 알려져 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 뇌 신경세포인 뉴런을 둘러싸고 있는 ‘뉴런주위망’(PNNs) 속 화학 성분을 변화시키면 신경가소성이 회복되고 노화에 따른 기억력 감퇴를 늦추거나 막을 수 있다는 사실을 생쥐실험으로 밝혀냈다. 연구팀은 생후 20개월된 생쥐와 생후 6개월된 생쥐의 기억력과 판단력을 측정한 결과 인간처럼 나이가 들수록 인지기능이 퇴화된다는 것을 확인했다. 연구팀은 20개월 된 생쥐의 PNNs 속 화학 성분을 변화시킨 다음 미로찾기를 비롯한 각종 인지능력 측정을 한 결과 6개월된 생쥐와 비슷한 수준으로 회복된 것을 관찰했다. 연구에 참여한 제임스 포셋 케임브리지대 교수는 “이번 연구는 생쥐를 대상으로 진행됐지만 인간의 뇌 속 분자와 구조가 설치류와 비슷한 점이 많다는 점에 주목해야 한다”며 “이번 방법을 이용하면 사람에게서 나타나는 노화로 인한 기억력 감퇴도 예방하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

뇌를 연구하는 과학자들이 특별히 사랑하는 곤충이 있다. 바로 초파리다. 사람의 뇌는 무려 860억 개의 뉴런으로 구성된 복잡한 장기이기 때문에 세포 수준에서 작동 원리를 분석하기가 매우 어렵다. 쥐 같은 더 작은 포유류의 뇌도 뉴런 하나씩 분석하기에는 너무 복잡하다. 초파리의 뇌는 20만 개의 뉴런으로 구성되어 있어 포유류의 뇌보다 훨씬 단순하지만, 뇌의 작동 원리를 연구할 수 있을 만큼의 복잡성을 지니고 있다. 초파리는 실험실에서 쉽게 키울 수 있고 이미 실험 동물로 널리 사용되고 있어 연구가 쉽다는 점도 큰 장점이다. 버밍햄 대학의 캐롤라이나 레자발 박사 (Dr. Carolina Rezaval)는 굶주린 수컷 초파리가 식량과 암컷 앞에서 어떤 선택을 내리는지를 연구했다. 다소 엉뚱한 연구 같지만, 짝짓기와 식량은 수컷이 목숨을 건 선택을 할 만큼 중요한 문제다. 수컷 초파리 입장에서 당장에 눈 앞에 있는 암컷을 놓치면 다시는 짝짓기 기회가 없을 수도 있다. 그 암컷이 날아가면 끝이기 때문이다. 반면 눈 앞에 있는 먹이를 바로 먹지 않으면 역시 다른 곤충이 날아와 먹을 수도 있다. 짝짓기는 중요한 문제이고 많은 수컷이 후손을 남기기 위해 목숨을 바치는 일도 마다하지 않지만, 반대로 당장 살아남지 않으면 나중에 더 많은 짝짓기 기회를 놓칠 수도 있다. 이런 딜레마 속에서 수컷 초파리는 매우 단순한 뇌를 이용해 적절한 판단을 내려야 한다. 연구팀은 초파리 기준으로는 매우 긴 시간인 15시간 정도 초파리를 굶겨 기진맥진하게 만든 후 먹이와 암컷 초파리를 선택할 수 있는 상황에 노출시켰다. 그 결과 대부분의 초파리는 암컷보다는 먹이를 선택하는 것으로 나타났다. 식욕이 성욕을 이긴 셈인데, 수컷 초파리는 여러 차례 짝짓기 기회를 지닐 수 있으므로 일단 먹고 살아남아 후일을 도모하는 쪽으로 판단한 셈이다. 다만 먹이의 질이 매우 열악한 상황에서는 차라리 짝짓기를 선택한 경우도 있었다. 초파리가 무조건 본능에 따라 행동하는 게 아니라 상황에 맞춰 여러 가지 선택을 내릴 수 있다는 이야기다. 연구팀은 이 과정을 더 상세히 분석하기 위해 유전자를 조작해 특정 뉴런에 형광 표시를 하고 뉴런을 흥분시키거나 혹은 차단하는 방식으로 의사 결정 과정에 관여하는 뉴런과 신경 경로를 확인했다. 단순한 뇌가 어떻게 의사 결정을 하는지 세포 수준에 확인한 것이다. 물론 사람의 의사 결정 과정은 초파리와 비교할 수 없을 만큼 복잡한 과정을 거쳐 일어날 것이다. 하지만 뉴런과 시냅스를 통해 사고를 처리한다는 점은 동일하기 때문에 인간의 뇌와 사고 과정을 이해하는 데 도움을 줄 수 있다. 먼저 단순한 뇌에서 그 작동 원리를 이해하면 점점 더 복잡한 동물의 뇌에서 작동 원리도 이해할 수 있을 것이다. 이렇게 하나씩 단계를 높여나가면서 더 복잡한 뇌를 분석한다면 인간의 뇌에 숨겨진 비밀도 풀어낼 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

뇌를 연구하는 과학자들이 특별히 사랑하는 곤충이 있다. 바로 초파리다. 사람의 뇌는 무려 860억 개의 뉴런으로 구성된 복잡한 장기이기 때문에 세포 수준에서 작동 원리를 분석하기가 매우 어렵다. 쥐 같은 더 작은 포유류의 뇌도 뉴런 하나씩 분석하기에는 너무 복잡하다. 초파리의 뇌는 20만 개의 뉴런으로 구성되어 있어 포유류의 뇌보다 훨씬 단순하지만, 뇌의 작동 원리를 연구할 수 있을 만큼의 복잡성을 지니고 있다. 초파리는 실험실에서 쉽게 키울 수 있고 이미 실험 동물로 널리 사용되고 있어 연구가 쉽다는 점도 큰 장점이다. 버밍햄 대학의 캐롤라이나 레자발 박사 (Dr. Carolina Rezaval)는 굶주린 수컷 초파리가 식량과 암컷 앞에서 어떤 선택을 내리는지를 연구했다. 다소 엉뚱한 연구 같지만, 짝짓기와 식량은 수컷이 목숨을 건 선택을 할 만큼 중요한 문제다. 수컷 초파리 입장에서 당장에 눈 앞에 있는 암컷을 놓치면 다시는 짝짓기 기회가 없을 수도 있다. 그 암컷이 날아가면 끝이기 때문이다. 반면 눈 앞에 있는 먹이를 바로 먹지 않으면 역시 다른 곤충이 날아와 먹을 수도 있다. 짝짓기는 중요한 문제이고 많은 수컷이 후손을 남기기 위해 목숨을 바치는 일도 마다하지 않지만, 반대로 당장 살아남지 않으면 나중에 더 많은 짝짓기 기회를 놓칠 수도 있다. 이런 딜레마 속에서 수컷 초파리는 매우 단순한 뇌를 이용해 적절한 판단을 내려야 한다.  연구팀은 초파리 기준으로는 매우 긴 시간인 15시간 정도 초파리를 굶겨 기진맥진하게 만든 후 먹이와 암컷 초파리를 선택할 수 있는 상황에 노출시켰다. 그 결과 대부분의 초파리는 암컷보다는 먹이를 선택하는 것으로 나타났다. 식욕이 성욕을 이긴 셈인데, 수컷 초파리는 여러 차례 짝짓기 기회를 지닐 수 있으므로 일단 먹고 살아남아 후일을 도모하는 쪽으로 판단한 셈이다. 다만 먹이의 질이 매우 열악한 상황에서는 차라리 짝짓기를 선택한 경우도 있었다. 초파리가 무조건 본능에 따라 행동하는 게 아니라 상황에 맞춰 여러 가지 선택을 내릴 수 있다는 이야기다.  연구팀은 이 과정을 더 상세히 분석하기 위해 유전자를 조작해 특정 뉴런에 형광 표시를 하고 뉴런을 흥분시키거나 혹은 차단하는 방식으로 의사 결정 과정에 관여하는 뉴런과 신경 경로를 확인했다. 단순한 뇌가 어떻게 의사 결정을 하는지 세포 수준에 확인한 것이다.  물론 사람의 의사 결정 과정은 초파리와 비교할 수 없을 만큼 복잡한 과정을 거쳐 일어날 것이다. 하지만 뉴런과 시냅스를 통해 사고를 처리한다는 점은 동일하기 때문에 인간의 뇌와 사고 과정을 이해하는 데 도움을 줄 수 있다. 먼저 단순한 뇌에서 그 작동 원리를 이해하면 점점 더 복잡한 동물의 뇌에서 작동 원리도 이해할 수 있을 것이다. 이렇게 하나씩 단계를 높여나가면서 더 복잡한 뇌를 분석한다면 인간의 뇌에 숨겨진 비밀도 풀어낼 수 있을 것이다.

<4> 진료실 밖 진료실 이야기 병원 상담 보다 약을 먼저 찾는 환자들마음 속 응어리 털어내는게 진료의 기본심적 응어리, 말이나 글로 표현하면 효과타인에 말하다 보면 객관적으로 보이기도 #편집자 주 당신의 마음은 안녕하신가요? ‘오늘하루 마음읽기’에서는 날씨처럼 시시각각 변하는 우리 마음속 이야기를 젊은 정신건강의학과 전문의 4명이 친절하게 읽어 드립니다. 네번째 회에서는 믿을 만한 타인에게 속깊은 이야기를 털어놓는 일이 마음 건강을 위해 얼마나 중요한지 알아봅니다. 걱정과 고민을 마음 속에 담아두면 어떻게 될까요? 이광민 정신건강의학 전문의가 설명해드립니다.“속에 있는 걸 털어놓는다고 달라지는 게 있나요?” 정신건강의학과에서 약보다 상담 중심으로 진료를 하다 보면 간혹 이런 질문을 듣게 됩니다. 경계하는 표정을 지으면서요. 진료실에 들어오면서 주변을 살피고, 몸은 긴장돼 있고, 빨리 나가고 싶은 마음이 듭니다. 대화하려고 시도하면 ‘이 의사는 약이나 빨리 주고 보내주지, 왜 자꾸 나에게 말을 하라고 하나’라는 눈빛을 보내기도 합니다. 진료에 대한 거부감일 수도 있고, 개인적 이야기를 꺼내는 것이 꺼려지기 때문일 수도 있습니다. 마음속 깊이 있는 이야기를 털어놓는다는 건 누구에게나 어렵습니다. 비밀스러운 내용이라 부끄럽기도 하고, 웃음거리는 되지 않을까 걱정도 됩니다. 정신건강의학과에까지 와서 자신의 얘기를 꺼내기 곤란하다고 하니 난감하지만 언뜻 그 마음이 이해도 됩니다. ●부끄러워서, 웃음꺼리될까봐…말 못해 병키우기도 정신과 약물이 없던 시절에는 의사의 치료 방법은 대화뿐이었습니다. 따지고 보면 서양의학에서 이 대화라는 치료 방법이 생긴 것도 1800년대 후반 무렵입니다. 이전에는 정신과 질환에 대해 더 원시적 방법을 사용했습니다. 종교적 문제로 보고 마녀사냥을 하기도 하고, 마을에서 몰아내며 사회적으로 철저하게 격리시켰습니다. 그러다 산업혁명과 르네상스를 거치며 정신적 질환을 과학적으로 바라보게 됐습니다. 장 마르탱 샤르코의 최면요법이나 지그문트 프로이트의 정신분석은 마음을 들여다보기 위한 정신의학적 치료의 초기모델이라고 할 수 있습니다. 최면 상태에서 말하든 혹은 맑은 정신에서 말하든 방법상 차이만 있을 뿐 모두 무의식의 이야기를 있는 그대로 말로 표현합니다. 지금은 정신분석 뿐 아니라 인지행동치료, 대인관계치료, 스키마치료 등 다양한 방법으로 마음 상태를 바라보고 이야기로 풀어내는 방법을 사용합니다. 이런 치료기법들은 학술적으로는 복잡한 내용이지만 그래도 정신과 진료에서 기본은 내 마음 안에 답답한 응어리를 말로 털어 놓는 과정입니다. 마음 안에 여러 복잡한 감정과 생각은 그냥 두면 줄어들기보다는 쉽게 불어납니다. 고민이나 걱정을 안고 잠자리에 누웠을 때를 떠올려보세요. 한번 떠오른 생각은 꼬리에 꼬리를 물고 커져 극단적 상황까지 떠올리게 됩니다. 잠을 설치는 일도 흔하죠. 이런 생각들은 털어내야 합니다. 우리는 마음 안에 모아뒀던 응어리를 말로 털어내면서 그런 감정과 생각을 정리하면서 바라보게 됩니다. 말로 풀어내도 되지만 글로 풀어내도 좋습니다. 그저 어딘가 쏟아낸다는 것만으로도 꼬리를 무는 생각의 흐름은 조금이나마 줄어듭니다. 믿고 의지할만한 누군가에게 털어놓는다면 더욱 좋습니다. 때론 나와 직접적인 관계가 없는 사람에게 이야기하는 것이 도움이 되기도 합니다. 나 아닌 다른 사람에게 털어 놓으면서 내 마음을 조금은 더 객관적으로 볼 수 있게 되기 때문입니다. 누군가와의 대화 속에서 나는 상대방의 반응을 통해 다른 사람의 시선으로 내 안의 문제를 바라볼 수 있게 됩니다. 치료에서 관계가 주는 긍정적인 힘입니다. 대화라는 치료기법이 요즘과 같이 뇌과학이 발달한 시대에는 뒤쳐진 치료법이라고 느낄 지도 모릅니다. 그런데 최근 뇌과학에서는 대화에 바탕을 둔 정신치료가 우울증에서 약물치료만큼 효과적임을 입증했습니다. 대화 기반의 치료의 효과는 더디긴 하지만 지속기간도 길고 재발 위험도 낮춘다고 하죠. 흥미로운 건 대화치료 만으로도 우리 뇌의 구조적인 변화가 일어난다는 점입니다. 우리 뇌는 환경의 다양한 자극에 따라 그 상황에 적응하며 뇌 신경망의 변화가 일어납니다. 이를 뇌의 가소성이라고 부르는데 대화 기반 치료는 우리 뇌에서 트라우마 등 부정적 감정을 일으키는 편도체와 생각 및 이해를 담당하는 전두엽 사이의 연결성을 강화하는 걸로 나타났습니다. 그 밖에도 신경전달물질의 불균형을 해소하고 적응을 위한 우뇌의 기능을 강화하거나 사회적 공감을 나타내는 거울뉴런의 기능을 활성화한다고 합니다. 그렇게 보니 우리 삶에서 내 마음을 말로 털어 놓은 걸 고리타분한 상담이라 치부할 수 없는 셈입니다. ●친구이든, 가족이든, 스승이든… 나만의 ‘대나무숲’이 필요하다 내 마음을 털어 놓는 것이 왜 중요한지 알려주는 옛날이야기가 있습니다. ‘임금님 귀는 당나귀 귀’ 얘기입니다. 커다란 귀 탓에 고민하던 임금님이 모자 장수를 불러 귀를 감춰줄 모자를 만들어 달라고 시킵니다. 그리고는 자신의 귀에 대해 절대 말해서는 안 되며 소문을 내면 가족까지 모두 죽이겠다고 협박하죠. 임금님이 만족할만한 모자를 만드는 건 어렵지 않았지만 문제는 이후에 생깁니다. 커다란 고민을 안은 채 살아가던 모자장수는 결국 큰 병을 얻습니다. 마음의 부담이 몸의 병으로 옮겨간 셈입니다. 이렇게 죽으나 저렇게 죽으나 마찬가지라고 생각한 모자장수는 고민 끝에 마을 뒷산에 대나무 숲으로 가서 큰소리로 외치죠. “임금님 귀는 당나귀 귀”라고요. 다들 알고 계신 이 이야기를 다시 하는 이유는 이후에 이 모자장수의 병이 씻은 듯 낫기 때문입니다. 마음 안에 담긴 응어리는 결국 마음과 몸에 병을 만들지만 그 이야기를 털어놓는 것만으로도 치료 효과가 있습니다. 사실 이 이야기는 우리나라에서만 전래된 건 아니라고 합니다. 비슷한 이야기가 그리스 로마 신화나 중앙아시아에도 있다고 해요. 아마 신라시대 때 실크로드를 통해 중동과 직접 교역을 하던 중 흘러 들어왔을 것으로 보입니다. 이역만리를 건너 비슷한 이야기에서는 우리의 대나무 숲이 우물로 바뀌어 있습니다. 우리는 누구나 내 마음 속 무거운 이야기를 털어 놓을 대상이 필요합니다. 이런 대상은 가족일 수도 있고 스승일 수도 있고 친구일 수도 있습니다. 나의 이야기에 귀 기울이고 진심으로 이해해주고 공감할 수 있는 누군가라면 됩니다. 때로는 정신건강 전문가와의 상담도 이런 역할을 할 수 있습니다. 여러분의 삶에는 전래동화 속 대나무 숲이나 우물과 같은 역할을 할 수 있는 그 누군가가 있으신가요? 이광민 전문의는 마인드랩공간 정신건강의학과의원 원장으로 일하고 있다. 다양한 사람들을 만나 이야기를 듣고, 삶의 실체적 방향을 찾아 나아갈 수 있도록 돕는 게 좋아 정신건강의학 전문의가 됐다. 오랫동안 임상에서 청소년과 청년, 암환자의 정신건강 문제를 챙겨왔다.

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.

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.

AI·미래차·반도체 인재 수요 급증대졸자 못 따라가 ‘인력 미스매치’SW·바이오 인력 부족률 1% 이상 교육부 등 11개 부처 인재 육성 투자사업 간 중복·사각지대 필연적 발생대학과 기업 연계할 플랫폼도 미약 부처 아우르는 거버넌스·전략 부재美·獨·中·日 체계적인 인력계획 추진범부처 차원 컨트롤타워 구축 시급 4차 산업혁명과 코로나19, 저출산과 초고령화 등은 우리 사회에 위기이자 기회로 다가오고 있다. 인공지능(AI) 등 미래 산업에서 주도권을 잡기 위해서는 인재 양성을 위해 대학과 기업이 손잡고 발빠르게 대응해야 한다. 평생에 걸친 직업교육을 활성화해 급변하는 사회에서 누구나 성장의 기회를 얻도록 하는 방안도 필요하다. 무엇보다 국가 차원의 일관된 비전과 이를 수립하고 추진할 거버넌스 구축이 시급하다. 서울신문은 미래 변화에 대응한 인재 양성 체계의 혁신을 위한 제언을 3회에 걸쳐 싣는다.차세대 뇌질환 치료제를 개발하는 바이오 벤처기업 아임뉴런바이오사이언스(아임뉴런)는 2019년 4월 경기 수원시 성균관대 자연과학캠퍼스에 둥지를 틀었다. 아임뉴런은 유한양행에서 근무했던 김한주 대표가 성균관대 김용호 교수, 서민아 교수가 공동 창업한 기업이다. 뇌과학과 신약개발 등 바이오 분야의 교수들로 연구진을 꾸리고, 교수들이 가르치는 대학원생들이 ‘펠로십 프로그램’을 통해 장학금을 받으며 연구에 몰두한다. 전체 연구 인력 50명 중 10명이 이 프로그램을 통해 참여한 학생들이다. ●바이오 분야 학교·기업 상생모델 만들 것 김 대표는 28일 서울신문과의 통화에서 “바이오 분야에서 기업과 학교가 상생해 성공하는 모델을 만들어 갈 것”이라고 말했다. 다만 김 대표는 “신생 기업이 대학의 문을 두드려 협업하는 것이 흔치 않은 사례”라면서 “연구와 기업을 겸직하는 교수에 대한 지원과 산학협력단의 마중물 역할, 기업의 위험 부담을 고려한 유연한 잣대 등 개선돼야 할 부분도 많다”고 말했다. 4차 산업혁명 시대는 인재가 곧 경쟁력이다. 산업과 기술의 변화를 포착해 대학이 신속하게 대응하고, 기업이 요구하는 인재를 확보해 적재적소에 배치하도록 하려면 정부 각 부처와 대학, 기업 간 연계가 필수적이나, 우리나라는 이를 체계적으로 조율할 전략과 거버넌스가 미약하다는 지적이 끊이지 않는다. 한국직업능력개발원은 AI 분야의 인력 수요가 올해 5200명에서 2025년 1만 2300명으로 증가하며, 고급 수준의 인재 역시 올해 1500명에서 2025년 3600명으로 140% 더 필요할 것으로 내다봤다. 차세대 반도체와 미래차, 바이오헬스 등 이른바 ‘빅3’ 분야에서도 고급 수준의 인재에 대한 수요가 5년 뒤 각각 50%, 29%, 37% 뛰어오를 것으로 전망했다. 이들 네 분야에서 앞으로 5년간 신규로 필요한 인력은 약 14만 4000명, 고급 인력은 약 4만 1500명에 달한다. 그러나 우리나라의 인재 양성 체계는 폭발적으로 증가하는 인력 수요에 대응하기에 역부족이다. AI와 빅3 분야와 관련된 대학 전공을 통해 배출되는 인력은 연간 3만 1000명으로 추정되는데, 이는 2022년 1년간 이들 분야의 신규 인력 수요(약 2만 6000명)를 소폭 웃도는 수치다. 정부 역시 인재 양성에 나서고 있다지만, 산업과 기술의 변화를 교육과정이 따라가지 못하면서 ‘인력 미스매치’를 낳는다는 지적이 끊이지 않는다. 한국산업기술진흥원의 ‘2020년 산업기술인력 수급 실태 조사’에 따르면 2019년 기준으로 소프트웨어 분야의 인력 부족률이 4.0%로 12대 주력 산업 중 가장 높았으며 바이오헬스(3.2%), 자동차(2.0%), 반도체(1.6%) 등도 1% 이상의 부족률을 나타냈다. 12대 주력 산업의 평균 인력 부족률은 2.5%다. 산업통상자원부는 2018년 말 기준으로 디지털 헬스케어 분야의 인력 부족률이 7.1%에 달한다는 분석을 내놓기도 했다. AI 분야를 포함하면 신산업 분야 인재난은 극심해질 것으로 보인다. ●부처마다 각각 투자 … 중복·비효율 초래 신산업 인재 양성 체계는 사업을 운영하는 정부부처 간 ‘칸막이’로 인한 한계가 지적된다. AI와 빅3 분야만 보더라도 교육부와 산업부, 과학기술정보통신부, 중소벤처기업부 등 11개 부처가 올해 기준으로 총 95개 인재 양성 사업을 운영하며 2조 1000억원을 쏟아붓고 있다. 이들 95개 사업 중 부처 간 협력으로 추진하는 사업은 2개에 그친다. 필연적으로 사업 간 중복과 사각지대가 발생하는 구조다. 왕태규 창원대 행정학과 교수는 “부처들이 각자 자신들의 관점에서 사업을 설계하고 예산을 투입하면서 지속성이 떨어지고 분절적인 사업에 그치는 문제점이 발생한다”고 진단했다. 학부와 석·박사를 거친 인력을 배출하는 데 긴 시간이 필요하지만, 예산을 지원받아 3~5년간 운영하다 지원이 끊기면 사업도 흐지부지되는 사례가 적잖다. 대학의 입장에서는 각기 다른 부처로부터 예산을 지원받아 여러 사업을 운영하면서 행정 비효율을 겪는다. 국가산학연협력위원회 민간 위원장인 김우승 한양대 총장은 “정부 사업의 관리 방식이 부처마다 달라 대학에 무형의 규제로 작용한다”면서 “사업 참여 조건으로 대학에 새로운 조직 신설 등 다양한 참여 조건을 부과해 대학 내 자원 배분에 비효율을 가져오고 다른 재정지원사업의 효과성을 낮추는 등의 문제가 발생한다”고 지적했다. 대학이 산업계의 동향을 파악하고 기업은 대학으로부터 인재와 신기술을 확보할 통로도 절실하다. 대학의 신산업 학과 신설과 산학협력 활성화, 대학의 창업 등을 뒷받침할 각종 규제 해소와 제도 개선을 위해서도 부처 간 칸막이를 거두고 머리를 맞대야 한다. 대학과 산업계, 전문가들은 한목소리로 “관련 부처를 아우르는 국가경영과 전략이 부재하다”고 지적한다. 왕 교수는 “인재 양성과 관련해 여러 정부 부처가 대학과 과학기술, 산업, 경제정책 등을 제각각 담당하면서, 국가 차원에서 4차 산업혁명에 대한 전략을 세우고 미래를 예측하며 대응하기보다 산업계의 수요에 단기적으로 대응해 ‘찍어내듯’ 인력을 양산한다”고 지적했다. 세계 주요 국가들은 저마다 국가 차원의 비전을 세워 신기술 분야의 인재 양성에 속도를 내고 있다. 미국은 버락 오바마 행정부 시기인 2016년 ‘국가 AI R&D 전략계획’과 ‘AI 미래를 위한 준비’ 등 AI 분야의 인력 양성 정책을 잇달아 발표했다. 도널드 트럼프 전 대통령이 2019년 2월 서명한 ‘AI 이니셔티브’ 행정명령을 통해 AI 인재 양성에 우선순위를 둘 것을 강조하는 등 미국 정부는 “혁신 인재를 발판으로 4차 산업혁명의 리더십을 이어 간다”는 일관된 메시지를 전파하고 있다. 2011년 ‘인더스트리 4.0’을 천명한 독일은 산업의 디지털화에 발 맞춰 전통적인 아우스빌둥(일·학습 병행 제도)을 선진화하고 있다. 공장의 자동화로 변화를 맞은 노동환경에 대응한 정책인 ‘노동 4.0’과 연계해 교육과 산업, 노동의 동반 변화를 모색한다. 일본과 중국도 AI 등 신산업의 흐름에 대응해 초·중등교육에서 대학 교육, 산학 연계까지 체계적이고 구체적인 계획을 수립해 추진하고 있다. ●국가인적자원위 출범 후 흐지부지 반면 우리나라는 신산업 인재 양성을 위한 국가 차원의 추진 체계가 모호하다. 2001년 ‘국가인적자원개발 종합계획’이 수립되고 이듬해 ‘인적자원개발기본법’이 제정되면서 2007년 대통령이 직접 주재하는 ‘국가인적자원위원회’가 출범했다. 국가 차원의 인재개발 체계가 자리를 잡는 듯했으나 2008년 정부조직 개편으로 교육부의 국가인적자원개발 정책 총괄·조정 권한이 폐지되면서 인재 양성 정책은 각 부처에서 각자 추진되고 있다. 이후 2017년 국무총리 소속 ‘국가산학연협력위원회’, 2019년 사회부총리가 주재하는 ‘사람투자·인재양성협의회’가 출범하며 인재 양성 정책의 밑그림을 그리고 있으나 ‘칸막이’ 해소는 여전히 과제로 남았다. 전문가들은 인재 양성 정책을 일관되고 체계적으로 추진할 범부처 차원의 추진 체계 구축이 시급하다고 입을 모은다. 한승준 서울여대 행정학과 교수 연구팀은 지난 17일 한국정책학회 하계학술대회에서 발표한 ‘범부처 인재양성정책 통합관리 강화’ 보고서에서 “범부처 거버넌스를 구축하고 개별 부처에서 예측하는 인재 수요를 취합, 국가 차원의 인재 양성 비전을 설정해야 한다”면서 “이를 구체화하고 실현하려면 교육부의 역할을 강화해야 한다”고 강조했다. 김 총장은 “현재 작동하지 않는 인적자원개발기본법과 국가인적자원위원회를 시대에 맞게 되살리고, 정부와 대학, 기업을 포괄하는 협력 체계를 마련해야 한다”고 말했다.

4차 산업혁명과 코로나19, 저출산과 초고령화 등은 우리 사회에 위기이자 기회로 다가오고 있다. 인공지능(AI) 등 미래 산업에서 주도권을 잡기 위해서는 인재 양성을 위해 대학과 기업이 손잡고 발빠르게 대응해야 한다. 평생에 걸친 직업교육을 활성화해 급변하는 사회에서 누구나 성장의 기회를 얻도록 하는 방안도 필요하다. 무엇보다 국가 차원의 일관된 비전과 이를 수립하고 추진할 거버넌스 구축이 시급하다. 서울신문은 미래 변화에 대응한 인재 양성 체계의 혁신을 위한 제언을 3회에 걸쳐 싣는다.차세대 뇌질환 치료제를 개발하는 바이오 벤처기업 아임뉴런바이오사이언스(아임뉴런)는 2019년 4월 경기 수원시 성균관대 자연과학캠퍼스에 둥지를 틀었다. 아임뉴런은 유한양행에서 근무했던 김한주 대표가 성균관대 김용호 교수, 서민아 교수가 공동 창업한 기업이다. 뇌과학과 신약개발 등 바이오 분야의 교수들로 연구진을 꾸리고, 교수들이 가르치는 대학원생들이 ‘펠로십 프로그램’을 통해 장학금을 받으며 연구에 몰두한다. 전체 연구 인력 50명 중 10명이 이 프로그램을 통해 참여한 학생들이다. ●바이오 분야 학교·기업 상생모델 만들 것 김 대표는 28일 서울신문과의 통화에서 “바이오 분야에서 기업과 학교가 상생해 성공하는 모델을 만들어 갈 것”이라고 말했다. 다만 김 대표는 “신생 기업이 대학의 문을 두드려 협업하는 것이 흔치 않은 사례”라면서 “연구와 기업을 겸직하는 교수에 대한 지원과 산학협력단의 마중물 역할, 기업의 위험 부담을 고려한 유연한 잣대 등 개선돼야 할 부분도 많다”고 말했다. 4차 산업혁명 시대는 인재가 곧 경쟁력이다. 산업과 기술의 변화를 포착해 대학이 신속하게 대응하고, 기업이 요구하는 인재를 확보해 적재적소에 배치하도록 하기 위해서는 정부 각 부처와 대학, 기업 간 연계가 필수적이나, 우리나라는 이를 체계적으로 조율할 전략과 거버넌스가 미약하다는 지적이 끊이지 않는다. 한국직업능력개발원은 AI 분야의 인력 수요가 올해 5200명에서 2025년 1만 2300명으로 증가하며, 고급 수준의 인재 역시 올해 1500명에서 2025년 3600명으로 140% 더 필요할 것으로 내다봤다. 차세대 반도체와 미래차, 바이오헬스 등 이른바 ‘빅3’ 분야에서도 고급 수준의 인재에 대한 수요가 5년 뒤 각각 50%, 29%, 37% 뛰어오를 것으로 전망했다. 이들 네 분야에서 향후 5년간 신규로 필요한 인력은 약 14만 4000명, 고급 인력은 약 4만 1500명에 달한다. 그러나 우리나라의 인재 양성 체계는 폭발적으로 증가하는 인력 수요에 대응하기에 역부족이다. AI와 빅3 분야와 관련된 대학 전공을 통해 배출되는 인력은 연간 3만 1000명으로 추정되는데, 이는 2022년 1년간 이들 분야의 신규 인력 수요(약 2만 6000명)를 소폭 웃도는 수치다. 정부 역시 각종 사업으로 적지 않은 인재를 양성하지만, 산업과 기술의 변화를 교육과정이 따라가지 못하면서 ‘인력 미스매치’를 낳는다는 지적이 끊이지 않는다. 한국산업기술진흥원의 ‘2020년 산업기술인력 수급 실태 조사’에 따르면 2019년 기준으로 소프트웨어 분야의 인력 부족률이 4.0%로 12대 주력 산업 중 가장 높았으며 바이오헬스(3.2%), 자동차(2.0%), 반도체(1.6%) 등도 1% 이상의 부족률을 나타냈다. 12대 주력 산업의 평균 인력 부족률은 2.5%다. 산업통상자원부는 2018년 말 기준으로 디지털 헬스케어 분야의 인력 부족률이 7.1%에 달한다는 분석을 내놓기도 했다. AI 분야를 포함하면 신산업 분야 인재난은 극심해질 것으로 보인다. ●부처마다 각각 투자… 중복·비효율 초래 신산업 인재 양성 체계는 사업을 운영하는 정부부처 간 ‘칸막이’로 인한 한계가 지적된다. AI와 빅3 분야만 보더라도 교육부와 산업부, 과학기술정보통신부, 중소벤처기업부 등 11개 부처가 올해 기준으로 총 95개 인재 양성 사업을 운영하며 2조 1000억원을 쏟아붓고 있다. 이들 95개 사업 중 부처 간 협력으로 추진하는 사업은 2개에 그친다. 필연적으로 사업 간 중복과 사각지대가 발생하는 구조다. 왕태규 창원대 행정학과 교수는 “부처들이 각자 자신들의 관점에서 사업을 설계하고 예산을 투입하면서 지속성이 떨어지고 분절적인 사업에 그치는 문제점이 발생한다”고 진단했다. 학부와 석·박사를 거친 인력을 배출하는 데에 긴 시간이 필요하지만, 예산을 지원받아 3~5년간 운영하다 지원이 끊기면 사업도 흐지부지되는 사례가 적잖다. 대학의 입장에서는 각기 다른 부처로부터 예산을 지원받아 여러 사업을 운영하면서 행정 비효율을 겪는다. 국가산학연협력위원회 민간 위원장인 김우승 한양대 총장은 “정부 사업의 관리 방식이 부처마다 달라 대학에 무형의 규제로 작용한다”면서 “사업 참여 조건으로 대학에 새로운 조직 신설 등 다양한 참여 조건을 부과해 대학 내 자원 배분에 비효율을 초래하고 다른 재정지원사업의 효과성을 낮추는 등의 문제가 발생한다”고 지적했다. 대학이 산업계의 동향을 파악하고 기업은 대학으로부터 인재와 신기술을 확보할 통로도 절실하다. 대학의 신산업 학과 신설과 산학협력 활성화, 대학의 창업 등을 뒷받침할 각종 규제 해소와 제도 개선을 위해서도 부처 간 칸막이를 거두고 머리를 맞대야 한다. 대학과 산업계, 전문가들은 한목소리로 “관련 부처를 아우르는 거버넌스와 전략이 부재하다”고 지적한다. 왕 교수는 “인재 양성과 관련해 여러 정부 부처가 대학과 과학기술, 산업, 경제정책 등을 제각각 담당하면서, 국가 차원에서 4차 산업혁명에 대한 전략을 세우고 미래를 예측하며 대응하기보다 산업계의 수요에 단기적으로 대응해 ‘찍어내듯’ 인력을 양산한다”고 지적했다. 세계 주요 국가들은 저마다 국가 차원의 비전을 세워 신기술 분야의 인재 양성에 속도를 내고 있다. 미국은 버락 오바마 행정부 시기인 2016년 ‘국가 AI R&D 전략계획’과 ‘AI 미래를 위한 준비’ 등 AI 분야의 인력 양성 정책을 잇달아 발표했다. 도널드 트럼프 전 대통령이 2019년 2월 서명한 ‘AI 이니셔티브’ 행정명령을 통해 AI 인재 양성에 우선순위를 둘 것을 강조하는 등 미국 정부는 “혁신 인재를 발판으로 4차 산업혁명의 리더십을 이어 간다”는 일관된 메시지를 전파하고 있다. 2011년 ‘인더스트리 4.0’을 천명한 독일은 산업의 디지털화에 발맞춰 전통적인 아우스빌둥(일·학습 병행 제도)을 선진화하고 있다. 공장의 자동화로 변화를 맞은 노동환경에 대응한 정책인 ‘노동 4.0’과 연계해 교육과 산업, 노동의 동반 변화를 모색한다. 일본과 중국도 AI 등 신산업의 흐름에 대응해 초·중등교육에서 대학 교육, 산학 연계까지 체계적이고 구체적인 계획을 수립해 추진하고 있다. ●‘국가인적자원위’ 출범 후 흐지부지 반면 우리나라는 신산업 인재 양성을 위한 국가 차원의 추진 체계가 모호하다. 2001년 ‘국가인적자원개발 종합계획’이 수립되고 이듬해 ‘인적자원개발기본법’이 제정되면서 2007년 대통령이 직접 주재하는 ‘국가인적자원위원회’가 출범했다. 국가 차원의 인재개발 체계가 자리를 잡는 듯했으나 2008년 정부조직 개편으로 교육부의 국가인적자원개발 정책 총괄·조정 권한이 폐지되면서 인재 양성 정책은 각 부처에서 각자 추진되고 있다. 이후 2017년 국무총리 소속 ‘국가산학연협력위원회’, 2019년 사회부총리가 주재하는 ‘사람투자·인재양성협의회’가 출범하며 인재 양성 정책의 밑그림을 그리고 있으나 ‘칸막이’ 해소는 여전히 과제로 남았다. 전문가들은 인재 양성 정책을 일관되고 체계적으로 추진할 범부처 차원의 추진 체계 구축이 시급하다고 입을 모은다. 한승준 서울여대 행정학과 교수 연구팀은 지난 17일 한국정책학회 하계학술대회에서 발표한 ‘범부처 인재양성정책 통합관리 강화’ 보고서에서 “범부처 거버넌스를 구축하고 개별 부처에서 예측하는 인재 수요를 취합, 국가 차원의 인재 양성 비전을 설정해야 한다”면서 “이를 구체화하고 실현하기 위해 교육부의 역할을 강화해야 한다”고 강조했다. 김 총장은 “현재 작동하지 않고 있는 인적자원개발기본법과 국가인적자원위원회를 시대에 맞게 되살리고, 정부와 대학, 기업을 포괄하는 협력 체계를 마련해야 한다”고 말했다.

국내 연구진이 탄수화물 중독이나 비만을 부르는 원인을 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 미국 스키발 생체분자의학연구소, 뉴욕대 의대 신경과학연구소, 하버드대 의대 하워드 휴즈 의학연구소 공동연구팀은 동물실험을 통해 신체의 과식 억제 시스템을 처음 발견했다고 15일 밝혔다. 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’에 실렸다. 연구팀은 초파리가 영양분을 필요로 하는 배고픈 상황에서는 ‘DH44’라는 호르몬 단백질을 분비하는 DH44 신경세포가 체내 당분 농도를 감지해 음식을 섭취하도록 한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 DH44 신경세포가 초파리의 체내 에너지 공급에 필수적인 탄수화물류에 대한 섭식행동을 촉진한다는 사실을 확인했다. 즉 DH44 신경세포가 활성화되면 초파리가 탄수화물 섭취를 늘리게 되고, 배가 부르게 되면 자연스럽게 DH44 신경세포 활성도가 줄면서 과식을 방지하게 된다. 이 시스템에 문제가 생기면 폭식과 탄수화물 중독이 발생할 수 있다는 것이다. 연구팀은 DH44 신경세포에 억제신호를 보내는 신체 장기를 찾기 위해 뇌와 연결된 다양한 장기를 하나씩 제거하는 해부실험을 했다. 그 결과 위에 해당하는 초파리의 내장 부위와 척수에 해당하는 복부신경중추가 DH44와 밀접한 관계를 가진 것이 확인됐다. 음식물을 섭취하면 내장이 팽창하고 압력신호를 DH44 신경세포로 전달해 식욕을 억제시키게 된다. 또 초파리의 후긴이라는 신경세포는 체내 영양분 농도를 감지해 DH44 활성을 억제해 음식물을 더 먹지 않도록 한다는 것이다. 연구를 이끈 서성배 카이스트 교수는 “이번 연구는 사람의 식이장애 치료나 비만 예방에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스트레스를 잔뜩 받은 날, 배가 부른데도 자꾸 음식을 입에 넣는 자신을 발견하는 경우가 종종 있다. 이런 현상은 소위 ‘먹방’을 보면서 음식을 먹을 때도 나타나기도 한다. 국내 연구진이 과식을 억제할 수 있도록 하는 신경전달체계와 호르몬 단백질을 발견해 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과, 미국 스키발 생체분자의학연구소 세포생물학과, 뉴욕대 의대 신경과학연구소, 하버드대 의대 하워드 휴즈 의학연구소 세포생물학과 공동연구팀은 초파리를 이용한 실험을 통해 두 개의 독립적인 과식 억제 시스템을 처음으로 발견했다고 15일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’에 실렸다. 사람을 포함한 동물은 자연상태에서는 일정 수준 이상으로 음식을 섭취하게 되면 섭식행동을 억제하는 신경전달체계가 작동하는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 아직 이 같은 과식방지를 위한 신경망에 대한 연구는 충분치 않은 상태이다. 연구팀은 초파리가 영양분을 필요로 하는 상황에서 ‘DH44’라는 물질을 분비하는 신경세포가 체내 당분 농도를 감지해 음식을 섭취하도록 행동변화를 일으킨다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 DH44 신경세포가 초파리의 음식선택 행동을 조절하는데 그치지 않고 영양분이 필요한 상황에서 체내 에너지 공급에 필수적인 탄수화물류에 대한 섭식행동을 증가시킨다는 사실을 확인했다. DH44 신경세포가 활성화되면 초파리가 식사량을 늘리고, 배가 부르게 되면 자연스럽게 DH44 신경세포 활성도가 줄면서 과식을 방지하게 된다는 것이다.연구팀은 DH44 신경세포에 억제신호를 보내는 신체 장기를 찾기 위해 뇌와 연결된 다양한 장기를 하나씩 제거하는 방식의 해부실험을 실시했다. 그 결과 위에 해당하는 초파리의 내장부위와 척수에 해당하는 복부신경중추가 DH44와 밀접한 관계를 갖고 있는 것을 확인했다. 음식물을 섭취하면 내장이 팽창하면서 압력신호를 DH44 신경세포로 전달해 식욕 억제를 유발시킴으로써 물리적 팽창을 차단해 내장기관을 보호한다는 것이다. 또 초파리의 복부신경중추에 있는 후긴이라는 신경세포는 체내 영양분 농도를 감지해 DH44 활성을 억제해 소화기관에 부담을 줄 수 있는 추가 섭식행위를 중단시킨다는 것이다. 서성배 카이스트 교수는 “이번 연구는 동물의 뇌 속에 존재하는 영양분 감지 신경세포가 다양한 신호전달체계에 의해 작동된다는 것을 증명한 첫 번째 사례”라며 “과식을 막는 신호전달체계가 문제가 생길 경우 과다한 영양섭취가 이뤄지게 되는 것을 알 수 있으며 이번 연구는 사람의 식이장애 치료나 비만예방에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

엄마들은 자식을 위해 위험한 상황에 과감하게 몸을 던지는 경우가 많습니다. 진화생물학자 리처드 도킨스 교수는 저서 ‘이기적 유전자’에서 부모가 자신의 생명을 잃을 수 있는 위험한 상황에서도 자식을 구하는 데 망설이지 않는 것은 자신의 유전자를 오랫동안 이어질 수 있도록 하는 최선의 방법이기 때문이라고 해석하고 있습니다. 이런 진화론적 설명 말고는 부모의 희생에 대해 명확히 설명해 주는 연구는 없었습니다. 그런데 엄마가 아이를 구하기 위해 위험을 무릅쓰는 이유를 뇌과학과 유전학적 측면에서 분석한 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. ●뇌 속 특정단백질 ‘칼시토닌 수용체’ 때문 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학센터, 리켄 생물시스템동역학연구센터, 뇌회로·행동생리학연구실, 행동유전학연구실, 센슈대 자연과학연구소, 국립 수의·생명과학대 동물과학과, 도쿄대 의대, 농업생명과학대학원, 도쿄대 고등과학연구소, 후쿠시마의대 공동연구팀은 엄마가 아이를 위해 위험을 감수하는 행동을 하는 이유는 뇌 속 특정 단백질 때문이라고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 6월 2일자에 실렸습니다. 연구팀은 시상 아래쪽, 입천장 바로 위쪽에 존재하는 ‘시상하부’, 그중 ‘중심 내측전시각중추영역’(cMPOA)에 주목했습니다. 아몬드 크기 정도로 작지만 먹고 마시는 행위, 체온 조절, 호르몬 분비, 감정 조절 등에 관여하는 자율신경계 중요 부위로 알려져 있습니다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 cMPOA에 있는 7종의 주요 뇌신경세포(뉴런) 중 양육과 관련된 20개의 후보 단백질을 찾아냈습니다. 그중 칼시토닌 수용체라는 단백질이 양육 행동의 핵심이라는 사실을 밝혀냈습니다. 칼시토닌은 혈액 속 칼슘량을 조절하는 갑상선 호르몬인데 칼시토닌 수용체는 칼시토닌을 받아들이고 결합하는 단백질을 말합니다. 연구팀에 따르면 칼시토닌 수용체를 갖고 있는 cMPOA의 뉴런 숫자는 새끼를 낳은 경험이 있는 암컷 생쥐가 짝짓기를 하지 않은 암수 생쥐나 짝짓기를 한 수컷 생쥐들보다 훨씬 많습니다. 또 출산 경험이 있는 암컷 생쥐는 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성화 정도가 높고 다른 뇌 부위와의 연결성도 활발하다고 연구팀은 밝혔습니다. 연구팀은 출산 경험이 있는 암컷 생쥐에게 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성을 낮추거나 차단하자 양육에 관심을 보이지 않고 새끼들을 방치하는 것으로 나타났습니다. ●cMPOA 뉴런 차단한 암컷 생쥐, 새끼 방치 또 연구팀은 생쥐들이 공포감을 느끼는 높이에 새끼들을 올려놓고 어미 생쥐의 행동 관찰실험도 했습니다. 실험 결과 칼시토닌 수용체를 가진 cMPOA 뉴런 활성도를 낮춘 어미 생쥐들은 고소공포증 때문에 새끼를 구하려 하지 않았지만 정상적인 어미 생쥐들은 새끼들을 찾아 나서는 것으로 확인됐습니다. 자식에 대한 사랑이나 희생 같은 단어들로 표현되는 양육 행위의 이면이 궁금하기도 하지만 이런 과학연구 결과들을 보면 도킨스 교수가 이야기한 것처럼 ‘유전자의 조종’이나 ‘양육 기계’로 설계된 것 같다는 생각이 들어 씁쓸한 기분이 드는 것도 사실입니다. 그렇지만 수많은 도덕적, 윤리적 행위들의 과학적 배경을 알게 됐다고 해서 그것들의 가치가 폄하되거나 인간으로서 존엄성이 사라지는 것은 결코 아닐 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

유한양행이 개발한 국산 31호 신약 ‘렉라자’(성분명 레이저티닙)에 제약업계의 관심이 집중되고 있다. 돌연변이 폐암 치료제로 임상 3상까지 안정적으로 마무리되면 ‘국내 블록버스터’(연매출 100억원 이상)를 넘어 ‘글로벌 블록버스터’(연매출 1조원 이상)로 부상할 기대주다. 오는 3분기쯤 본격적인 판매가 이뤄질 전망이다. 지난 28일 렉라자 개발을 총괄한 오세웅(51) 유한양행 중앙연구소장(전무)을 만나 신약 개발에 얽힌 전반적인 이야기를 들었다. 서울대 수의학과를 졸업한 오 소장은 같은 대학원에서 박사 학위를 받은 뒤 2011년 유한양행에 입사했다. 렉라자는 폐암 치료제 가운데 ‘3세대’에 속하는 약물이다. 폐암은 소(小)세포암과 비소(非小)세포암으로 나뉜다. 비소는 ‘작지 않다’는 뜻인데, 비소세포암 환자가 전체 폐암 환자의 80% 이상을 차지한다. 비소세포암 환자 10명 중 3~4명은 상피세포 성장인자 수용체(EGFR)에 돌연변이가 생긴다. 이들을 치료하기 위해 현재는 1~2세대 치료제가 투약되고 있다. ●환자 30~40% EGFR에 돌연변이 그러나 문제는 치료 1년이 지나면 약물 저항성이 생긴다는 점이다. 이들을 위해 개발된 게 렉라자를 비롯한 3세대 치료제다. 오 소장은 “이 돌연변이가 인종적으로 서양인(약 15%)보다는 아시아인(약 40%)에게 더 많이 발생하는 것으로 알려졌다”면서 “아시아 지역에서 임상이 활발히 진행되고 있으며, 그만큼 이 지역에서 시장성도 더 크다”고 말했다. 폐암 치료에서 어려운 부분 중 하나가 바로 ‘뇌전이’다. 폐암을 진단받은 시점에 환자의 25% 정도는 뇌로 전이된 상태다. 투병 기간이 늘수록 전이 확률은 절반 이상까지 올라간다. 뇌전이 환자에게도 우수한 효능을 보이는 것이 렉라자의 장점이다. 다른 3세대 폐암 치료제들에서 심장 관련 부작용이 많이 나타나는데, 여기서도 안전성을 확보한 것으로 평가돼 의학계의 기대가 크다. 오 소장은 “뇌는 뇌혈관장벽 탓에 외부 약물이 효과를 발휘하기 어렵지만, 개발 초기부터 이 문제를 극복하자는 쪽으로 방향을 잡았다”면서 “심장에 미치는 영향을 측정할 때도 임상적으로 주목할 만한 문제가 없었다”고 설명했다. ●2015년 신약 물질 도입 후 본격 개발 유한양행이 렉라자 개발에 뛰어든 것은 2015년이다. 중소 바이오벤처 오스코텍의 신약 후보물질 ‘레이저티닙’의 기술을 이전하면서 시작했다. 렉라자의 성분 원료가 되는 물질이다. 이후 자체적인 연구개발을 거쳐 2018년 글로벌 제약 기업 얀센에 기술 수출하며 업계의 이목을 집중시켰다. 물론 좋은 기억만 있는 것은 아니다. 2017년 중국의 한 기업에 기술 수출을 타진하다가 최종 무산된 적도 있다. 오 소장은 “가능성은 봤지만, 완벽한 확신이 들었던 것 같진 않다. 특히 중국 수출 무산 이후 회사 안팎에서 우려의 시선을 받으면서 팀이 힘들어했다”면서도 “절치부심해 ‘전진 앞으로’를 한 결과 임상에서 좋은 결과가 나왔고 얀센에 기술 수출해 짜릿한 ‘반전’을 이룰 수 있었다”고 평가했다. 렉라자는 지난 1월 식품의약품안전처에서 임상 3상 진행을 조건으로 품목허가를 받았다. ●심평원 새달 약값 결정 후 7월 판매 건강보험심사평가원에서 최근 급여 적정성을 인정받았고 다음달 중 약 가격이 결정될 것으로 보인다. 오는 7월부터는 본격적인 판매가 이뤄질 것으로 업계가 내다보는 이유다. 현재 1차 치료제로 쓰이는 경쟁약물 ‘타그리소’ 등이 렉라자로 대체되면 국내에서 수백억원 매출은 충분히 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 문제는 ‘글로벌’이다. 세계적인 의약품 시장조사기관 글로벌데이터가 최근 발표한 보고서에 따르면 전 세계 비소세포암 치료제 시장은 2019년 192억 달러(약 21조 4560억원)에서 2029년 329억 달러까지 증가할 것으로 전망된다. 이 보고서는 글로벌 3상 임상을 진행 중인 레이저티닙이 최대 5억 6900만 달러의 연매출을 올릴 것으로 내다보기도 했다. 오 소장은 “다른 약물에 비해 유효성, 안전성 측면에서 장점이 충분하다고 생각한다”면서 “국내뿐만 아니라 세계적으로도 우수한 효과를 증명해 수년 내 조 단위 매출도 가능할 것으로 기대한다”고 했다.‘포스트 렉라자’에도 관심이 쏠린다. 우선 회사는 지난해 국내 바이오벤처 GI이노베이션에서 파이프라인(연구개발 프로젝트)을 도입한 알레르기 치료제 물질 ‘GI30’에 기대를 걸고 있다. 두드러기, 천식, 아토피 등 알레르기 환자 치료에 쓰이는 약물로 기존에 시판되고 있는 약물보다 훨씬 강력한 효능을 갖고 있다는 설명이다. 최근에는 제약사들에 ‘무모한 도전’으로 꼽히는 치매, 파킨슨병 등 뇌질환 치료제에도 도전하고 있다. 유한양행에서 근무했던 김한주 대표가 창업한 아임뉴런바이오사이언스에 전략적으로 지분을 투자해 뇌질환 치료제 3개 과제를 공동으로 연구하고 있다. 오 소장은 “뇌질환은 굉장히 어렵고 성공 확률도 떨어지지만, 성공하면 그만큼 큰 보상이 따르는 영역”이라면서 “약물들이 뇌로 잘 전달되게 하는 게 핵심인데, 관련 원천기술을 갖고 있으며 머지않은 미래에 좋은 결과물을 공개할 수 있을 것 같다”고 기대했다. ●차기 주자는 알레르기 치료제 물질 ‘GI30’ 유한양행은 한국 근현대사를 관통하는 기업이다. 사업가이자 독립운동가, 교육자였던 유일한 박사가 1926년 창업해 2026년 100주년을 맞는다. 일제강점기 한국인의 보건 문제를 해결하기 위해 회사를 설립했으며, 경영에서 물러난 뒤로는 가족이 아닌 회사 임원에게 경영권을 넘겼다. 그의 경영철학을 잘 드러내는 “기업은 개인의 것이 아니며 사회와 종업원의 것이다”라는 문장으로도 유명하다. 오 소장은 회사 창립 100주년을 앞두고 “내수시장의 한계를 벗어나 글로벌 기업으로 거듭나겠다는 목표로 일하고 있다”고 말했다. 그는 “세계적으로 주목받는 파이프라인을 3개 이상 확보하면서 글로벌 시장에서 인정받는 신약 하나쯤은 가져야겠다고 생각하고 있다. 렉라자가 그 역할을 할 것으로 기대하고 있다”고 했다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

초파리는 매우 작은 곤충이지만, 탁월한 비행 능력과 상황에 맞는 적절한 행동으로 크기의 불리함을 극복하고 크게 성공한 생물이다. 초파리를 이용해 뇌의 비밀을 연구한 과학자들은 초파리의 영리함과 복잡한 행동에 여러 차례 경탄했다. 미국 존스홉킨스 의대의 크리스토퍼 포터 교수가 이끄는 연구팀은 이 작은 곤충의 뇌에 얼마나 많은 뉴런(신경세포)이 들어 있는지 조사했다. 연구팀은 다른 곤충과 비교를 위해 질병을 옮기는 대표적인 모기인 이집트 숲모기를 포함한 모기 3종의 뇌와 초파리의 뇌를 같이 분석했다. 그런데 초파리가 아무리 작다고 해도 뇌는 절대 단순하지 않다. 초파리의 뇌 역시 사람이 셀 수 없을 만큼 많은 뉴런과 이를 지지하는 세포로 이뤄져 있기 때문에 일일이 수작업으로 숫자를 세는 것은 불가능하다. 따라서 연구팀은 우선 초파리와 모기의 뇌를 적출해 이를 용액에 녹인 후 다시 세포가 균일하게 분포하게 용액을 잘 혼합했다. 그리고 난 후 용액의 일부를 표본 추출해 숫자를 계산했다. 그 결과 초파리의 뇌는 대략 20만 개의 뉴런을 지닌 것으로 나타났다. 다른 모기 3종의 숫자도 22~23만 개 수준으로 거의 동일했다. 절지동물의 경우 중앙 뇌 외에 시각 정보를 처리하는 시신엽을 지니고 있는데, 뉴런의 숫자는 각각 절반 정도인 것으로 나타났다. 종합하면 초파리나 모기처럼 비행 능력이 뛰어난 곤충도 뉴런의 숫자는 20만 개 정도에 불과했다. 참고로 인간의 뇌는 860억 개 정도의 뉴런을 가지고 있으며 소형 포유류인 쥐도 120억 개 정도의 뉴런을 지니고 있다. 따라서 초파리나 모기의 뇌는 크고 고등한 포유류의 뇌와는 비교할 수 없을 만큼 적은 수의 뉴런을 지닌 셈이다. 그래도 이 곤충들은 놀랄 만큼 복잡한 3차원 비행이 가능하고 여러 가지 상황에 맞춰 적절한 행동이 가능하다. 초파리의 뇌는 인간이나 다른 포유류 실험동물보다 훨씬 단순하면서도 충분히 복잡한 구조를 지니고 있기 때문에 뇌를 연구하는 과학자들에게 인기 있는 대상이다. 앞으로도 과학자들은 초파리의 작은 뇌에서 또 다른 우주라고 불리는 뇌의 비밀을 계속해서 밝혀낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

6일 경기 안산시 한양대 에리카캠퍼스 앞에서 뉴런모빌리티와 안산상록경찰서, 에리카캠퍼스 총학생회가 전동킥보드 안전 주행 캠페인을 벌이고 있다. 오는 13일 시행되는 도로교통법 개정에 맞춰 헬멧 착용 등 전동킥보드 안전 이용 기준을 알리기 위해 열렸다. 뉴스1

6일 경기 안산시 한양대 에리카캠퍼스 앞에서 뉴런모빌리티와 안산상록경찰서, 에리카캠퍼스 총학생회가 전동킥보드 안전 주행 캠페인을 벌이고 있다. 오는 13일 시행되는 도로교통법 개정에 맞춰 헬멧 착용 등 전동킥보드 안전 이용 기준을 알리기 위해 열렸다. 뉴스1

서울시의회 교통위원회(위원장 우형찬, 더불어민주당, 양천3)는 시장이 제출한 ｢서울특별시 정차·주차위반차량 견인 등에 관한 조례 일부개정조례안｣에 대한 공청회를 오는 9일 서울시의회 제2대회의실에서 개최한다. 이번 공청회는 코로나19 감염예방 및 확산방지를 위해 제한된 인원만 현장에 참여하고 유튜브 라이브 방송으로 실시간 생중계 예정이며, 추승우 교통위원회 위원이 사회 겸 좌장을 맡고 김인호 의장, 우형찬 교통위원장 등이 참석한 가운데 이동민 서울시립대 교수가 발제자로 주제 발표 후 유재명 교통정책과장, 오성훈 경찰청 교통기획계장, 김민수 코리아스타트업포럼 정책팀장, 심재훈 뉴런 공공정책자문이 토론자로 나서 2시간 동안 진행될 예정이다. 이날 공청회는 최근 이용이 급증한 ‘개인형 이동장치’의 불법주차와 무단방치로 인한 안전사고 발생 등 사회적 문제를 해결하기 위해 시장이 제출한 ｢서울특별시 정차·주차위반차량 견인 등에 관한 조례 일부개정조례안｣에 대해 시민들과 전문가의 의견을 참고하여 본 조례개정안에 대한 내실 있는 심사를 진행 할 예정이다. 본 조례개정안은 개인형 이동장치의 질서 있고 안전한 이용환경을 조성하기 위하여 ｢도로교통법｣ 제35조 및 같은 법 시행령 제15조에 따라 조례에 위임되어 있는 불법 정차·주차 견인 소요비용 산정기준에 개인형 이동장치를 신설하여 4만 원의 견인료와 함께 50만 원 한도 내에서 30분당 700원의 보관료를 부과하는 내용으로 서울시의회 제300회 임시회에 상정되어 심의될 예정이다. 이번 공청회에서는 ‘개인형 이동장치의 불법주차를 어떤 기준으로 판단하고 견인 할 것인지’와 ‘견인료를 이륜자동차인 오토바이와 같은 수준인 4만원으로 부과하는 것이 적정한지’에 대해 중점적으로 논의가 이루어질 것으로 예상된다. 교통위원회 우형찬 위원장은 “개인형 이동장치와 관련한 안전사고와 보행 불편이 지속적으로 발생되고 있는 상황에서 이용자의 자구노력에만 의존하기에는 한계가 있다”며 “올바른 이용문화 확립과 교통안전 증진을 위해 공청회에서 제안되고 논의된 사항이 우선적으로 추진될 수 있도록 서울시의회와 서울시가 긴밀히 협력 하겠다”라고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

단단한 두개골 속에 자리 잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 신체조직 ‘뇌’.뇌 덕분에 행복했던 순간을 기억해 낼 수 있고 예술작품이나 자연을 보고 들으면서 아름다움을 느낄 수 있다. 치매, 알츠하이머, 파킨슨병, 우울증같이 현대인을 괴롭히는 많은 질환도 모두 뇌에서 문제가 발생하면서 나타나는 것들이다. 과학기술의 발달로 먼 은하계를 관찰해 무슨 일이 일어나는지 알 수 있고 미립자의 세계까지도 탐구하고 있지만, 우리 두 귀 사이에 존재하는 이 작은 기관은 여전히 베일 속에 감춰져 있다. 무게 1.4㎏으로 몸무게의 약 2%에 불과한 여러 신체기관 중 하나이지만 몸속으로 들어오는 산소 15%, 포도당 50%를 사용하고 있다. 1000억개의 신경세포로 연결돼 있으며 이들이 여러 형태로 얽혀 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하고 있는 뇌는 인간을 인간답게 만드는 기관이자, 작은 우주이다. 사람과 유인원, 특히 침팬지는 유전자의 99%가 일치하지만, 외모는 물론 여러 기관의 형성에서 차이를 보인다. 대표적인 기관이 뇌이다. 과학자들은 오랫동안 침팬지와 고릴라의 뇌에 비해 3배 이상 많은 뉴런을 가진 인간의 뇌가 어디에서 차이를 보이며 성장하는지를 탐구해 왔다.영국 MRC 분자생물학연구소, 케임브리지대 응용수학·이론물리학과, 독일 하노버의대 중개·재생의학연구센터, 말기·폐쇄성폐질환 생의학연구소, 미국 듀크대 생물학과 공동연구팀은 유인원의 뇌 오가노이드와 인간의 뇌 오가노이드를 만들어 비교한 결과 인간의 뇌로 성장하는 데 핵심적인 분자 스위치를 찾아내고 그 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 25일자에 발표했다. 오가노이드(장기유사체)는 줄기세포를 배양하거나 재조합해 신체 장기와 유사하게 만든 것이다. 이번 연구를 이끈 매들린 랭커스터 영국 MRC 분자생물학연구소 박사는 2013년 신경줄기세포를 이용해 사람의 뇌 오가노이드를 처음으로 만든 연구자로 널리 알려졌다. 뉴런은 줄기세포에서 유래한 신경전구세포가 분화돼 만들어진다. 원통 형태의 신경전구세포는 동일한 모양의 딸세포로 쉽게 분화되는데 신경전구세포가 더 많이 증식될수록 많은 뉴런이 만들어진다. 신경전구세포가 충분히 증식되고 성숙하면 원뿔 형태로 변하게 되고 증식 속도가 낮춰지면서 뇌세포가 완성된다. 연구팀의 실험에 따르면 고릴라와 침팬지 같은 유인원 뇌 오가노이드는 이 같은 전환이 5일 만에 이뤄지는데 사람의 뇌 오가노이드는 7일이 걸린다는 것이 확인됐다. 사람의 신경전구세포가 유인원보다 더 오랫동안 원통 모양을 유지하면서 더 많은 분열을 일으켜 뇌신경세포를 만들어 낸다는 것이다. 이 과정을 통해 사람의 뉴런 숫자는 유인원보다 3배 이상 많아지게 된다.연구팀은 이 같은 차이를 보이는 이유를 밝혀내기 위해 인간과 유인원의 뇌 오가노이드에서 발현되는 유전자들을 비교했다. 그 결과 ‘ZEB2’라는 유전자가 뇌 발달의 핵심이라는 점을 확인했다. 실제로 고릴라의 신경전구세포에서 ZEB2 발현을 제어해 신경전구세포의 분화기간을 길게 만든 결과 고릴라의 뇌 오가노이드는 사람의 뇌 오가노이드와 비슷한 크기로 발달하는 것이 관찰됐다. 반면 사람의 뇌 오가노이드에서 ZEB2 유전자 발현을 촉진시켜 분화기간을 줄이면 유인원의 뇌 오가노이드와 비슷하게 되는 것이 관찰됐다. 랭커스터 박사는 “이번 연구는 인간과 유인원의 뇌 발달 차이를 구체적으로 보여 주는 첫 연구로 세포 모양의 단순한 진화적 변화가 뇌의 최종 형태를 다르게 만든다는 것은 매우 놀라운 발견”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미세한 벌레의 신경망을 본뜬 인공지능이 발전을 거듭하고 있다. 모델은 흙속에서 박테리아를 먹고사는 예쁜꼬마선충. 지금까지 인류가 가장 완벽하게 파악한 동물이다. 배양과 보존, 관찰이 쉬운 데다 수명이 2~3주에 불과해 연구에 안성맞춤이다. 길이 1㎜의 이 투명한 벌레는 암수 한 몸이 99%, 수컷이 1%다. 성충의 체세포 숫자는 딱 959개(수컷은 1031개), 신경세포는 정확히 302개(수컷은 385개)다. 다세포 생물 중 유전체 전체의 DNA 서열, 즉 게놈이 모두 밝혀진 최초의 동물이다. 두 차례의 노벨생리의학상(2002년 세포자살, 2006년 RNA 간섭)에 직접 기여했으며 2008년에는 녹색형광단백질 연구에 이용돼 노벨화학상 수상에 한몫했다. 2019년에는 뉴런(신경세포) 전체의 연결망을 그린 지도, 즉 커넥톰이 완성돼 과학저널 네이처의 표지를 장식했다. 무엇보다 이 벌레는 자연에서 매우 다양한 행동을 한다. 예컨대 좋아하는 온도를 찾아가고, 수컷이 배고플 때는 먹이를, 배부를 때는 짝짓기 상대를 찾아간다. 먹고 배탈이 난 먹이는 다시 먹지 않고, 주변에 먹이가 적으면 알을 덜 낳으며, 술에 취하면 물에서 수영하는 행태와 땅에서 기어가는 행태를 뒤섞어서 보인다. 단순한 구조에도 불구하고 정보를 효율적이고 조화롭게 처리하는 능력을 갖춘 것이다. 이 같은 성능은 인공지능 연구자들의 눈길을 끌었다. 지난해 10월 미국 MIT와 오스트리아 과학기술대의 공동 연구진이 ‘네이처기계지능’에 발표한 논문을 보자. 이들은 예쁜꼬마선충의 신경계를 모방하는 새로운 수학 모델을 개발해 인공신경망에 장착했다. 인공신경망은 살아 있는 뇌와 마찬가지로 서로 연결된 많은 신경세포로 구성된다. 특정 세포의 활성화 여부는 수신하는 신호를 합산해 결정된다. 합계값이 어떤 문턱값을 넘으면 해당 세포는 자신과 연결된 신경세포들에 신호를 보낸다. 다음 세포들에게서도 동일한 과정이 반복된다. 신경망에서는 이러한 문턱값 혹은 가중치를 매개변수라고 한다. 이들 매개변수에 대한 조정은 신경망이 특정한 과제를 해결할 수 있을 때까지 자동학습 과정을 통해 계속된다. 연구팀은 자율주행차의 차선 유지라는 과제를 선정했다. 도로의 이미지가 계속 입력되면 이를 바탕으로 핸들을 오른쪽으로 꺾을지, 왼쪽으로 꺾을지를 결정하는 것이다. 이들의 알고리즘은 다른 최첨단 기계학습 알고리즘보다 훨씬 간단했지만 성능은 뒤지지 않는 것으로 나타났다. 논문의 저자들은 “오늘날 수백만 개의 매개변수가 있는 심층학습 모델은 자율주행과 같은 복잡한 작업을 학습하는 데 자주 사용된다. 그러나 우리는 새로운 접근 방식을 통해 신경망의 크기를 100분의1 규모로 줄일 수 있었다. 이 시스템에서 사용하는 훈련 가능한 매개변수는 7만 5000개에 불과하다”고 밝혔다. 이 연구팀은 지난주 미국에서 열린 인공지능학술대회(AAAI)에서 진전된 성과를 발표했다. 훈련 단계뿐만 아니라 업무수행 과정에서도 학습을 계속하는 인공신경망을 개발한 것이다. 유연하게 모습을 바꾼다는 의미에서 ‘액체’망이라는 이름을 붙였다. 새로운 데이터 입력에 지속적으로 적응하도록 기본 방정식의 매개변수를 변경하는 게 특징이다. “앞으로 로봇제어, 자연어와 영상 처리 등 모든 형태의 시계열 데이터를 처리하는 성공적인 방법이 될 것”이라고 논문의 주 저자인 라민 하사니는 말한다. 또한 대부분 신경망의 행태는 학습단계 후에 고정되므로 수신하는 데이터 흐름의 변화에 적응하지 못한다. 폭우로 인해 자율주행 차량의 카메라 시야가 가려지는 경우에 제대로 작동하지 못하는 것이다. 이와 달리 ‘액체’ 신경망은 예상 밖이거나 잡음이 심한 데이터에 더 탄력적으로 대응할 수 있다. 새 신경망은 다른 최첨단 시계열 알고리즘을 몇 퍼센트 포인트로 앞서는 성능을 보였다. 대기 화학에서 교통 패턴에 이르기까지 데이터 세트의 미래값을 보다 정확하게 예측한 것이다. 또한 네트워크의 크기가 작은 덕분에 막대한 컴퓨팅 능력을 동원하지 않고도 과제를 수행했다. 저자들은 “자연에서 영감을 받은 뛰어난 신경망은 미래 지능 시스템의 핵심 요소가 될 수 있다”고 말한다.