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  • 전남대, 방사선 없는 융합영산 진단법 개발

    전남대학교가 방사선을 이용하지 않고 몸 속 깊숙한 곳의 장기들을 진찰할 수 있는 ‘광음향 융합영상 진단법’을 개발했다. 10일 전남대에 따르면 핵의학교실 이창호 교수와 고분자융합소재공학부 김형우 교수가 공동연구로 장파장 빛(1064㎚)에 대한 강한 흡수도를 가진 니켈 기반의 나노입자 조영제를 이용해 심부조직의 고해상도 영상화가 가능한 광음향 융합영상기술을 개발했다. 광음향 영상은 빛을 인체에 쏘이면 인체조직이 순간적으로 열팽창을 하면서 음파(광음향) 신호를 발생시키는데, 이를 초음파 센서로 감지해 영상화한 것이다. 공동연구팀은 빛의 파장이 길어질수록 생체투과도가 높되 세포손상은 적다는 점에 착안, 장파장레이저의 사용과 이를 흡수할 수 있는 조영제 개발에 나서 이같은 성과를 거뒀다. 이 기술은 생체 적합성 검증을 거쳤고, 쥐의 림프노드, 위장관, 방광에 나노입자를 주입해 최대 3.4㎝ 깊이에서 광음향 영상을 얻어내는 실증까지 마쳤다. 기존 기술들은 대개 단파장 레이저를 사용해 피부 아래 수㎜의 연부조직만 관찰할 수 있고, 광음향 조영제 또한 단파장 빛(650~900㎚)을 인체 깊숙이 전달하지 못하는 한계를 지녀왔다. 연구팀은 “이 기술은 방사성물질을 필요로 하는 CT 등과 달리 피폭의 위험을 피하면서 비침습적으로 몸 속 깊숙한 곳의 장기와 질병을 관찰하고, 시각화할 수 있다”며 “1064㎚ 파장의 레이저도 비교적 가격이 저렴하고 일반 상용 초음파장비와 함께 사용할 수 있기 때문에 이른 시일 안에 임상적용이 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 한국연구재단 파이오니어사업의 지원을 받아 수행된 이 연구에는 김철홍 교수(포항공대)도 동참했다. 연구성과는 분자영상 진단·치료법 분야 국제학술지인 ‘테라노스틱스(Theranostics, 영향력지수 8.063)’에 올해 3월호에 게재되고, 후면 표지논문으로 선정됐다. 광주 최치봉 기자 cbchoi@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 멋진 신세계] ‘길치’ 머리에 빛을 비추니 놀라운 일이...

    [유용하 기자의 멋진 신세계] ‘길치’ 머리에 빛을 비추니 놀라운 일이...

    낯선 곳에서도 지도 한 장만을 들고 길을 잘 찾는 사람이 있는가 하면 몇 번이나 갔던 곳도 매번 새로운 곳을 가는 듯 낯설어 하는 사람들도 있다. 이는 공간지각력이나 공간기억력이 떨어지기 때문이다. 그런데 손전등만 있으면 이런 사람들의 공간기억력을 순식간에 높여줄 수 있는 기술이 있다면 믿을 수 있을까. 아직 동물실험 단계이지만 국내 연구진이 빛을 머리에 비추는 것만으로도 공간기억력을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 사회성뇌과학그룹 연구팀은 외과 수술 없이 비침습적 방법으로 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌신경세포 내 칼슘농도를 조절해 공간기억능력을 향상시키는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 칼슘은 세포 이동, 분열, 유전자 발현, 신경전달물질 분비, 항상성 유지 등 세포기능에 폭넓게 관여하는 주요 물질이다. 세포가 제 기능을 수행하기 위해서는 세포 내 칼슘농도가 적절하게 조절되야 하는데 만약 그 양이 부족해지면 인지장애, 심장부정맥 등 다양한 질환으로 이어지게 된다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 허원도 IBS 초빙연구위원(카이스트 생명과학과 교수)은 이전 연구에서 세포에 빛을 비춰 세포 내 칼슘 농도를 조절할 수 있는 ‘옵토스팀원’ 기술을 개발했다. 옵토스팀원은 빛으로 세포기능을 조절하는 광유전학 기술로 쥐의 머리에 청색 빛을 비춰주면 광수용체 단백질들이 결합되면서 세포 내로 칼슘을 유입시키는 기술이다. 두개골을 여는 등의 외과수술은 아니지만 옵토스팀원 기술을 이용하기 위해서는 체내 광섬유를 삽입하는 과정을 거쳐야 한다. 이번 연구에서는 옵토스팀원에서처럼 광섬유를 심는 정도의 수술도 하지 않고 광수용체 단백질 유전자를 변형시킴으로써 빛에 대한 민감도를 55배 증가시킨 ‘몬스팀원’ 기술을 개발했다. 빛에 대해 민감하게 반응하는 유전자 덕분에 수술 없이 살아있는 쥐의 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌 신경세포 내 칼슘농도 증가 시키고 공간기억력을 향상시키는데 성공했다. 특히 이번 기술은 머리뼈 근처 뇌 피질 뿐만 아니라 뇌 깊숙한 곳에 있는 해마와 시상에 있는 뇌신경세포의 칼슘농도 증가도 이끌어 낸다는 것을 확인했다. 연구팀은 생쥐들에게 공간공포실험을 실시한 결과 몬스팀원 처리를 받은 생쥐들이 그렇지 않은 생쥐들보다 공포기억력이 더 오래간다는 사실을 관찰할 수 있었다. 허원도 교수는 “이번 기술은 뇌세포 칼슘 연구와 뇌인지 과학연구 등에 다양하게 적용될 수 있을 것”이라며 “수술 없이 살아있는 동물의 뇌신경세포를 조절하는 것 뿐만 아니라 향후 세포 수준을 넘어 개체 수준까지 칼슘에 의한 신경행동학적 변화를 규명하는 연구에 활용될 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 기관지 내시경 초음파 비용 비교해서 결정한다

    기관지 내시경 초음파 비용 비교해서 결정한다

    건강보험 적용을 받지 못해 환자가 전액 부담해야 하는 의료기관의 비급여 진료 항목 공개대상이 200여개 더 늘어난다. 보건복지부는 이런 내용의 ‘비급여 진료비용 등의 공개에 관한 기준’ 고시 일부개정안을 행정 예고하고 이달 21일까지 의견을 받은 후 발령해 곧바로 시행한다고 13일 밝혔다. 개정안에 따르면 전체 병원급 의료기관 대상으로 현황 조사와 분석을 거쳐 일반에 공개하는 비급여 진료비용 항목이 현행 340개에서 564개로 늘어난다. 현재는 초음파, 자기공명영상촬영장치(MRI), 예방 접종료 등 비급여 진료 항목의 비용만 공개됐지만 앞으로는 기관지 내시경 초음파, 비침습적 무통증 신호요법, 자율신경계검사 등으로 공개대상이 확대된다. 복지부 관계자는 “비급여 진료비용에 대한 국민의 알 권리를 보장하고 의료기관 선택권을 강화하려는 취지”라고 설명했다. 의료법에 따라 복지부는 건강보험심사평가원(심평원)에 맡겨 2013년부터 비급여 진료비용을 조사해 공개하고 있다. 공개대상 의료기관과 항목도 꾸준히 확대했다. 공개대상 의료기관은 2016년 ‘150병상을 초과하는 병원과 요양병원’으로 한정됐지만, 2017년에는 전체 병원급 의료기관으로 확대됐다. 공개항목도 비급여 진료비용 28개, 치료 재료 20개, 제 증명 수수료 13개 등 61개를 추가해 2017년에는 107개 항목으로 확대했고, 2018년 4월부터는 기존 107개 비급여항목에 도수치료와 난임 치료 시술, 간이 말라리아 항원검사 등이 더해져 207개 비급여항목으로 공개 범위가 넓어졌다. 또 올해 4월부터는 비급여항목 공개대상에 초음파와 MRI, 예방 접종료 등이 추가돼 340개 항목으로 확대됐다. 정부는 지난해 7월부터 건강보험 보장성 강화 정책을 본격 추진하고 있다. 비급여 진료로 인한 국민의 경제적 부담을 덜어주고자 의학적으로 필요한 비급여 진료에 건강보험을 적용해 급여화하는 게 주요 내용이다. 비급여 진료비용은 병원마다 천차만별이다. 심평원이 지난해 4월 공개한 ‘2018년 병원별 비급여 진료비용’을 보면 병원급 의료기관의 도수치료 최빈(가장 많은 빈도로 나타남) 금액은 5만원이었지만, 최저금액은 5000원, 최고금액은 50만원으로 100배 차이가 났다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr
  • 힘든 양수검사 대신 혈액검사만으로 태아이상 진단 ‘OK’

    힘든 양수검사 대신 혈액검사만으로 태아이상 진단 ‘OK’

    최근 결혼을 늦게 하는 만혼 인구가 늘어나면서 출산연령도 함께 늦어지고 있다. 출산이 늦어짐에 따라 태아와 임산부의 건강상태를 진단하기 위한 산전 검사 수요도 증가하는 추세다. 산전 검사는 긴 바늘을 임산부의 배에 찔러 넣어 양수를 20~30㏄ 정도 뽑아내 검사하는 방식이다. 많은 산모들이 해온 검사이기 때문에 안전하기는 하지만 태아가 있는 배에 주사바늘을 찔러 넣는다는데 거부감이나 우려를 갖거나 검사 비용이 비싸다는 것 때문에 꺼리는 경우가 많다. 그런데 국내 연구진이 양수검사 대신 혈액만으로도 태아의 건강을 확인할 수 있는 안전한 방법을 개발해 주목받고 있다. 한국표준과학연구원 바이오분석표준센터, 과학기술연합대학원대학교(UST) 바이오분석과학과 공동연구팀은 혈액 채취만으로 태아의 다운증후군 여부를 판별할 수 있는 비침습적 산전검사(NIPT)용 표준물질을 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지 ‘애널리티컬 케미스트리’ 최신호에 실렸다.NIPT 기술은 임산부 혈액 속에 포함된 5% 미만의 태아 DNA를 검사해 21번 염색체수가 2개인지 3개인지를 판결해내는 기술로 현재도 사용되고 있지만 정확도가 떨어지고 있다. 이 때문에 NIPT 결과 결과 21번 염색체수가 3개일 가능성이 조금이라도 나타날 경우 고위험군으로 판명돼 다시 양수검사를 실시해야 하는 불편함이 있었다. NIPT 검사는 임산부가 산부인과에 가서 혈액을 채취하면 이 혈액이 검사기관으로 옮겨져 분석되는 방식이다. 이 때문에 NIPT 검사기관은 신뢰성 확보가 무엇보다 필요하다. 이 때 활용되는 것이 표준물질인데 검사 결과를 비교해 볼 수 있는 ‘답안지’이다. 이 답안지를 통해 검사기관은 방법의 정확성이나 분석장비의 교정을 통해 분석 정확도를 높이는 것이다. 연구팀은 안정동위원소 표지 DNA를 활용한 DNA 정량분석 기술을 개발해 정제되기 전의 혈청 상태로 다운증후군 여부를 정확히 판별해 낼 수 있는 표준물질을 개발한 것이다. 이번 표준물질의 정확도는 99% 이상인 것으로 확인됐다. 이번에 개발된 다운증후군 표준물질은 NIPT 분석을 실시하는 업체에 제공돼 시범적으로 사용되고 있다.권하정 표준연구원 선임연구원은 “이번에 개발한 방법은 복잡한 매질 속의 DNA 양을 정확하게 측정할 수 있다는 점이 특징으로 산전검사의 품질 향상과 태아의 건강 진단 정확도를 높여 임산부의 부담을 줄이는데 도움을 줄 것”이라며 “태아의 다운증후군 여부 검사 뿐만 아니라 식음료의 품질 평가에도 응용될 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 살아 움직이는 쥐에 초음파 쏴 조종할 수 있다고?

    살아 움직이는 쥐에 초음파 쏴 조종할 수 있다고?

    SF 영화를 보면 빛이나 초음파를 이용해 상대를 조종하거나 뇌파를 변화시키는 장면이 나온다. 사람을 조종하는 것은 아니지만 비정상적인 움직임을 보이는 뇌 부위를 초음파로 자극해 치료할 수 있는 방법이 나왔다. 카이스트 전기및전자공학부, 덴마크 공과대(DTU) 공동연구팀이 초소형, 초경량화시킨 미세초음파소자를 이용해 살아움직이는 쥐의 뇌에 초음파 자극을 줄 수 있는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘뇌 자극’ 3월호에 실릴 계획이다. 기존에는 뇌의 특정 영역을 미세하게 자극할 수 있는 심부뇌자극술과 광유전학을 이용해 빛으로 뇌를 자극하는 자극방법이 있지만 외과수술을 통해 칩이나 자극기기를 삽입해야 하기 때문에 임상에 적용이 쉽지 않다. 반면 경두개전기자극술과 경두개자기자극술은 외과수술 없이 비침습적으로 자극이 가능하지만 자극부위가 지나치게 넓고 뇌 깊이 자극할 수가 없어서 적용에 한계가 있다. 초음파는 비침습적이기 때문에 동물실험이나 인체에도 안전하게 사용할 수 있으며 초음파를 한 점에 집중시킬 수 있어 원하는 부위에 깊이 자극이 가능하다는 장점이 있다. 문제는 초음파 소자가 무거워 생쥐실험을 할 때도 반드시 고정하거나 마취를 시켜야만 했다.연구팀은 미소전자기계시스템(MEMS) 기술을 활용해 1g 미만의 초경량, 초음파 소자를 개발했다. 특히 생쥐의 몸에 맞는 중심주파수, 크기, 초점거리, 초음파 세기를 갖도록 만들었다. 이렇게 만들어진 초음파 소자를 이용해 쥐의 대뇌 운동피질을 자극해 쥐의 앞발을 움직이도록 했다. 그 결과 초음파 강도를 높일수록 운동피질이 더 많이 자극돼 쥐의 앞발이 더 빨리 움직이는 것을 확인했다. 이번 기술을 활용하면 쥐 뇌의 3~4㎜ 깊이까지 초음파가 도달할 수 있으며 쥐 뇌 전체 크기의 25%를 자극할 수 있다고 연구진은 설명했다. 현재 연구팀은 이번에 개발한 기술을 활용해 초음파가 수면에 미치는 영향을 연구 중에 있다. 이현주 카이스트 전기및전자공학부 교수는 “이번에 개발한 초경량 초음파 소자를 활용함으로써 고정되거나 마취된 상태가 아닌 살아움직이는 상태에서 초음파의 영향을 확인할 수 있게 됐다”며 “수면장애, 파킨슨병, 치매, 우울증 같은 여러 뇌 질환의 새로운 치료법 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 국내연구진, 빛만 비춰 유전자 조절 가능한 광유전학 기술 개발

    국내연구진, 빛만 비춰 유전자 조절 가능한 광유전학 기술 개발

    국내 연구진이 살아있는 생쥐의 머리에 빛만 비추는 것으로 뇌유전자를 조절할 수 있는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 허원도(카이스트 생명과학과) 교수팀은 약한 빛에도 반응하는 ‘Flp 유전자 재조합효소’를 만들어 특정 유전자 발현을 유도할 수 있는 기술을 개발해 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 18일자에 발표했다. 허 교수팀이 이번에 개발한 유전자 재조합 효소를 이용한 광유전학 기술은 기존 광유전학 기술처럼 수술을 통해 LED칩을 심는 것이 아니기 때문에 동물실험에 있어서 물리적, 화학적 손상으로 인한 부작용도 최소화할 수 있다는 장점이 있다.연구팀이 활용한 ‘광활성 Flp 유전자 재조합 효소’(PA-Flp 단백질)은 약한 빛을 쬐어주더라도 활성화되는 특징이 있다. 기존 Flp 유전자 재조합 효소는 유전자를 자르고 재조합하는 기능을 지녀 유전자 형질전환 동물실험모델을 만들 때 많이 활용돼 왔다. 이 때문에 많은 연구자들이 광유전학 기술에 응용하려고 했지만 체내에 주입된 뒤 자가조립돼 빛에 반응하지 않아 광섬유를 뇌부위에 심는 수술이 필요했다. 연구팀은 실험용 생쥐에게 기억에 관여하는 뇌 부위로 알려진 해마에 PA-Flp 단백질을 주입한 뒤 30초 가량 LED를 머리 부위에 비춰 PA-Flp 단백질이 활성화되는 것을 발견했다. 연구팀이 활용한 LED 빛의 강도는 휴대폰 손전등이나 레이저 포인터 정도의 세기였다. 뇌 수술과 같은 물리적 손상 없이 비침습적 방식으로도 유전자 발현을 조절할 수 있다는 의미이다.연구팀은 PA-Flp 단백질을 이용해 행동 제어 실험도 실시했다. 기억 중추인 해마와 연결된 ‘뇌 내측 중격’에는 칼슘채널이 있는데 칼슘채널이 억제되면 물체 탐색능력이 증가한다. 연구팀은 뇌 내측 중격에 PA-Flp 단백질을 주입한 뒤 LED를 쬐어 칼슘채널의 발현을 억제한 뒤 생쥐들을 관찰했다. PA-Flp 단백질이 주입돼 칼슘채널이 통제된 생쥐들은 그렇지 않은 것들에 비해 탐색능력이 더 높아진 것이 확인됐다. 허 교수는 “기존 광유전학 기술은 실험쥐의 생리적 현상에 영향을 미칠 수 있는 물리적, 화학적 자극이 가해졌는데 이번 연구는 그런 부작용없이 LED로 원하는 특정 유전자 발현을 조절할 수 있다는데 큰 의미가 있다”며 “빛으로 원하는 타이밍에 유전자를 자르고 재조합하는 효소를 사용할 수 있게 됨에 따라 다양한 뇌 영역을 탐구하는데 도움을 줄 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [임한웅의 의공학 이야기] 의료용 웨어러블 기기의 진화

    [임한웅의 의공학 이야기] 의료용 웨어러블 기기의 진화

    한 시장조사기관은 올해 전체 웨어러블 기기 출하량이 1억 2530만개, 2022년 예측치는 1억 8099만개로 5년간 연평균 11.0%씩 성장할 것이라고 전망했다. 이런 성장세는 스마트 워치를 포함한 ‘스마트 웨어러블 기기’의 영향이 크다. 스마트 웨어러블 기기는 스마트폰이나 태블릿과 무선으로 연동되는 4차 산업혁명 기술의 핵심이다. 2022년 출하량이 4700만개에 이를 것으로 예상된 ‘손목밴드’는 환자 상태를 모니터링하는데 쓰거나 스마트 워치를 구매하기 전 대체재로 활용될 것이라는 분석도 나온다.소비자 6명 중 1명 이상은 웨어러블 기술을 이용하고 있다. 앞으로도 관련 시장은 폭발적으로 증가할 것으로 예상된다. 여기서 주목할 만한 점은 웨어러블 제품이 ‘활동 추적’과 ‘스마트 시계’ 같은 일반 소비자 용도를 뛰어 넘어 의료 분야에 큰 영향을 미친다는 것이다. 의료용 웨어러블 기기는 특정 의학적 상태를 진단, 치료하도록 설계된 자율적이고 비침습적인 기기다. 비용 대비 효율적인 원격 진료 플랫폼과 결합한 ‘유비쿼터스 건강 모니터링’은 질병 예방과 조기 진단, 질병 관리, 치료, 재활에 기여할 것이다. 고령 인구의 증가, 만성 질환의 유병률 증가는 소비자가 손쉽게 스스로 모니터링할 수 있는 의료용 웨어러블 기기 시장 성장의 핵심 동인이다. 안전성과 정확성은 의료용 웨어러블 기기를 설계할 때 특히 중요하다. 기기를 설계할 때 엔지니어는 제품 수명주기, 크기, 체액 등에 대한 저항성, 소리, 촉각을 비롯한 여러 요소를 고려해야 한다. 착용성에 중점을 두면 고려해야 할 요소가 더 많아진다. 환자는 부피가 큰 부착물을 항상 지니고 다니는 것을 원치 않는다. 만약 통신 기능을 추가하면 안테나, 송신기를 추가해야 해 스위치 등의 기존 구성 요소 공간이 줄어들 것이다. 공간을 적게 차지하면서도 몇 년 동안 안정적으로 작동하려면 체액과 살균 화학물질의 가혹한 환경에서도 견뎌내야 하는 등 엄격한 요구사항이 충족돼야 한다. 인터넷 검색 기록을 바탕으로 개인별 광고를 내보내는 일은 아주 흔한 기법이 되었다. 위치 정보를 활용한 서비스도 고도화됐다. 내 심박수와 시선, 뇌파를 읽어 내가 관심을 보이는 대상에 대한 광고가 자동으로 노출되고 내 감정과 생각을 들킨 느낌이 들 날이 머지않은 것 같다. 또 내가 먹은 음식, 소비한 열량을 알아낸 기계가 맞춤형 운동을 시켜주는 것도 가능하다. 몸에 닿는 많은 기기들이 지금도 내 걸음수, 심박수, 산소포화도, 심전도 등의 건강 정보를 수집하고 있다. 내년 1월 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 가전제품전시회 ‘CES 2019’의 ‘디지털 헬스 회의’는 웨어러블 기기를 포함한 건강 관련 디지털 기술의 미래를 보여주는 중요한 무대가 될 것 같다. 이 회의에서 새로운 웨어러블 제품에 대한 여러 발표가 나올 것이다. 필자도 세계의 기술이 흘러가는 물결에 직접 발을 담그기 위해 떠날 예정이어서 행사가 더욱 기대된다.
  • 고래상어, 18m까지 자라고 130세까지 살 수 있다

    고래상어, 18m까지 자라고 130세까지 살 수 있다

    바다의 ‘온순한 신사'로 불리는 고래상어는 몸길이가 18m까지 자라며 130세까지 살 수 있는 것으로 밝혀졌다. 지금까지 고래상어는 12m까지 자라며 70세까지 살 수 있는 것으로 알려져왔다. 고래상어가 18m까지 자란다는 주장도 있지만 과학적인 증거는 존재하지 않았다. 미국 노바사우스이스턴대(NSU) 가이하비연구소와 몰디브 고래상어 연구프로그램 공동 연구진은 몰디브 앞바다에 1~2년마다 나타나는 고래상어 44마리를 10년 동안 이뤄진 186회의 조우에서 시각적 측정으로 연구를 시행했다. 연구진이 사용한 조사 방식은 기존 방식과 꽤 다르다. 연구에 참여한 캐머런 패리 NSU 연구원은 미국 언론 선센티넬과의 인터뷰에서 “이번 조사 방식이 참신한 이유는 우리가 10년 동안 살아있는 고래상어들을 대상으로 비침습적인 수중 측정을 반복해서 수행했기 때문”이라면서 “지금까지 이런 연구는 죽은 고래상어를 측정하는 방식으로밖에 이뤄지지 않았다”고 설명했다. 또한 기존 연구의 문제는 조사된 표본들이 발견된 위치가 너무 광범위하다는 것이다. 패리 연구원은 “이번 연구는 어업 중 포획돼 죽은 고래상어에 의존하지 않고도 수명과 성장 정보를 얻을 수 있다는 점을 보여준다”면서 “이는 매우 중요한 연구”라고 말했다. 연구진은 인도양 중북부 몰디브의 사우스 아리아톨 앞바다에서 1~2년마다 돌아와 자유롭게 헤엄치는 고래상어들을 추적해 성장 정보를 측정했다. 이들은 고래상어는 개체마다 피부에 고유한 무늬가 있는 점 등 뚜렷한 특징이 있어 구분할 수 있었다고 설명했다. 고래상어는 현재 살아있는 어류 중 가장 큰 종으로, 무게는 20t까지 나갈 수 있다. 플랑크톤을 먹으며 성격이 온순해 인간에게 피해를 주지 않는 것으로 알려졌다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘해양·담수 연구저널’(Marine & Freshwater Research Journal) 최신호(9일자)에 실렸다. 사진=crisod / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 비침습적인 지방세포 선택적 파괴 시술, 뱅퀴시와 젤틱은?

    비침습적인 지방세포 선택적 파괴 시술, 뱅퀴시와 젤틱은?

    남녀노소 전 국민의 관심사 중 하나가 바로 '다이어트'다. 특히 최근에는 멋진 몸매를 위한 20대부터 탄탄한 몸매 유지를 위한 50대까지 나이와 상관없이 다이어트에 심혈을 기울이고 있다. 이에 헬스, 요가, 필라테스 등 운동에 매진하는 사람들이 많아졌지만 원하는 부위의 살을 취사 선택해서 감량하는 것은 쉬운 일이 아니다. 이에 적극적인 다이어트를 고려하는 이들 사이에서는 지방흡입과 같은 의료 시술이 대안으로 부상하고 있다. 유진성형외과 강태조 원장은 "가장 확실한 방법이 지방흡입이긴 하지만 수술적 처치를 선택하기란 쉽지가 않기 때문에 비침습적인 지방용해주사와 같은 주사도 활발히 시행되고 있다"며 "하지만 주사의 경우 1주 간격으로 4~8주간 여러 차례 시술을 받아야하는 단점도 있다"고 설명했다. 강 원장에 따르면 최근에는 비접촉, 비침습적 접근방식으로 피하지방에 열을 전달시켜 열효과를 집중 전달해 지방을 감소시켜 주는 뱅퀴시와 원하는 부위의 지방세포를 냉각시켜 영구적으로 파괴하는 젤틱을 병행해 지방을 감소시키기도 한다. 뱅퀴시는 미국FDA와 한국 식약처 인증으로 결과값이 검증된 비만 시술 장비로 초음파를 이용해 원하는 부위 1시간 정도 3회 정도 시술로 효과를 기대할 수 있다. 또한 젤틱은 하버드대 소속 연구진들이 개발한 비침습적 지방 제거 시술법으로 미국 식품의약국(FDA)으로부터 지방층 감소로 허가를 획득한 유일한 제품이다. 두 가지 방법 모두 마취나 수술 없이 지방을 제거하는 시술로, 지방세포만을 선택적으로 파괴해 피부혈관 등 주변 조직의 손상이 거의 없다는 특징을 지닌다. 이에 시술을 부위별로 병행할 경우 효과와 만족도의 상승도 기대할 수 있다. 강 원장은 "남성들의 경우 비만 체형뿐만 아니라 여성형 유방에도 비침습적으로 적용할 수 있다"면서 "이 시술들은 지방세포를 파괴하는 방식이기 때문에 요요현상도 적은 것이 특징"이라고 덧붙였다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr
  • 대전 오라클 피부과, 효과적인 비만∙체형 관리 위한 ‘쿨스컬프팅’ 도입

    대전 오라클 피부과, 효과적인 비만∙체형 관리 위한 ‘쿨스컬프팅’ 도입

    안전을 신뢰할 수 있는 우수한 의료 서비스를 제공하기 위해 노력해온 대전 오라클 피부과가 이번에는 미국 하버드 의과대학과 함께 개발한 ‘쿨스컬프팅’ 기술을 대전 충청지역 피부과 최초로 도입해 비만∙체형 관리의 수준을 한 단계 더 높일 것으로 예상된다. 오라클 피부과는 대전에서 첫발을 시작해 지금은 전국 40여 개 지점을 포함해 현재 중국과 홍콩, 대만, 일본 등 아시아 지역에 총 70여 개의 지점을 운영하는 네트워크병원으로 차별화된 한 단계 높은 의료 서비스를 제공해 왔다. ‘쿨스컬프팅’은 지방세포가 근육 조직이나 혈관, 신경 등에 비해 냉기에 더 취약하고, 낮은 온도의 특정한 환경에 노출되면 스스로 파괴돼 몸 밖으로 배출되는 세포자연사가 이뤄진다는 사실에 근거해 미국 하버드 의과대학에서 10년에 걸쳐 개발됐으며 국내에서는 일반적으로 냉동지방분해 혹은 냉각지방분해라고 불린다. 이미 쿨스컬프팅이 개발된 미국을 비롯한 북미 지역과 유럽에서는 비만 치료에 적극적으로 사용되고 있으며 체형 관리를 위해 주기적으로 사용하는 사례가 많은 것으로 알려져 있다. 오라클 피부과 백승주 원장은 "지금까지 극적인 변화를 끌어내기 위해서는 지방흡입과 같은 방법이 주로 이용됐으나 출혈과 즉각적인 일상생활 복귀가 어려워 치료와 관리를 받기 어려웠던 사람들에게 비침습적 방법으로 시술이 진행되는 쿨스컬프팅이 도움이 될 것으로 생각된다"고 설명했다. 미국 FDA의 승인을 받을 당시에도 기타 유사 장비들과는 달리 ‘실제 지방층 감소’로 승인을 받았으며 시술 대상자를 상대로 설문 조사를 한 결과 86% 환자가 한 번 시술로도 효과가 있었다고 논문을 통해 밝힌 바 있다. 백 원장은 “이번 쿨스컬프팅 도입으로 전문적인 치료가 필요했던 비만 환자뿐만 아니라 체형 관리를 위해 부담이 적고, 안전한 관리 프로그램이 필요했던 사람들 모두에게 쿨스컬프팅이 도움이 될 것”이라면서 “안전성에 대한 확실한 검증이 필요한 유사장비의 무분별한 시술로 피해를 보는 경우가 없길 바란다”고 덧붙였다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr
  • “날씬한 여성, 유방암 위험 더 크다”(연구)

    “날씬한 여성, 유방암 위험 더 크다”(연구)

    날씬한 여성들에게 유방암이 생길 위험이 더 크다는 연구 결과가 나왔다고 영국 일간 데일리메일이 5일(현지시간) 보도했다. 보도에 따르면, 미국 웨일코넬의대(WCM)와 메모리얼 슬로언캐터링 암센터(MSKCC) 연구진이 건강한 여성 72명을 대상으로, 유방의 지방조직과 혈액에서 추출한 표본을 검사했다. 분석 결과, 참가 여성 중 40%의 지방조직에서 유방암으로 발전할 수도 있는 염증이 확인됐다. 연구진이 조사한 건강한 여성들은 모두 체질량지수(BMI)가 25 이하로, 정상 범위에 속한다. 이에 대해 연구진은 현대의학이 유방암의 가장 큰 위험 요인 중 하나로 여성의 비만을 꼽는 경향이 있기에 이번 결과는 중요하다고 지적한다. 또한 이들은 여성의 유방에서 확장된 지방조직을 찾는 방법을 알아내면 앞으로 유방암 발병률을 줄이는데 크게 도움이 될 수 있다고 생각한다. 연구를 이끈 닐 아이엔가 박사(MSKCC)는 “이번 연구는 잠재적으로 취약한 사람들(건강한 BMI를 가진 여성들)에 관한 연구자들의 관심을 높인다”면서 “실제로 아주 많은 사람이 이런 위험에 노출될 수 있는 것”이라고 말했다. 연구진에 따르면, BMI가 정상인 여성 중 많은 이들이 그렇지 않은 이들보다 하체 대비 상체의 유방 조직에 더 큰 지방세포를 갖고 있다. 이렇게 큰 지방세포는 아프거나 죽는 과정에서 염증 반응이 생길 수 있다고 연구진은 추정한다. 특히 연구진은 이번 연구에서 유방 지방조직의 염증이 아로마타제라는 효소가 상승하는 것과 관계가 있다는 것도 알아냈다. 아로마타제는 유방암에 기여할 수 있는 에스트로겐을 형성하는 데 도움을 준다. 또한 연구진은 유방 지방에 염증을 가진 사람들에게서 인슐린과 포도당 등 신진대사 관련 지표의 수치가 높다는 것을 확인했다. 인슐린과 포도당은 기존 연구에서 유방암 위험을 키우며 환자의 생존 기간을 줄이는 것으로 확인됐다. 이에 대해 아이엔가 박사는 “이 현상은 전통적으로 과체중이나 비만과 관련이 있다고 여겨지는 당뇨병 전증과 비슷하다”면서 “심지어 정상 체중을 가진 여성에게도 대사성 질환을 유발할 수 있는 지방 염증이므로 우리는 이를 대사-염증(metabo-inflammation)이라고 부른다”고 말했다. 현재 연구진은 인체 조성을 분석하기 위해 ‘이중-에너지 X선 흡광 분석법’(DEXA)이라는 스캔 기술을 활용하는 방법을 조사 중이다. 이 기술은 지금까지 골밀도를 측정하는데 쓰였다. 연구진은 이 기술을 사용해 체지방이나 혈중 바이오 지표의 증가를 확인해 BMI가 정상인 여성 중에서 지방에 염증이 있는지를 찾아낼 수 있기를 기대한다. 연구에 참여한 앤드루 대넨버그 박사(WCM)는 “유방에 염증을 가진 사람들을 확인하는 비침습성 검사법을 개발하면 유방암 위험을 줄이는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 하지만 BMI가 정상인 사람들에게 왜 이런 염증 반응이 일어나는지 정확하게 알아내려면 앞으로도 추가 연구가 필요하다. 아이엔가 박사는 “현재 정확한 이유는 알 수 없지만, 식이요법과 활동 수준을 조사해 어떤 유형이 있는지 파악하고 궁극적으로 암 예방과 치료에 효과적인 전략을 개발하는 것이 중요할 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘암 예방 연구’(Cancer Prevention Research) 최신호(3월7일자)에 실렸다. 사진=데일리메일 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [이상욱의 암 연구 속으로] 소변으로 암을 진단하는 획기적인 액체생검법

    [이상욱의 암 연구 속으로] 소변으로 암을 진단하는 획기적인 액체생검법

    필자가 태어날 때만 해도 집안의 제일 웃어른이나 작명소에서 이름을 짓는 게 자연스러운 풍습이었다. 현재 출산을 앞둔 젊은 부모들은 미신이거나 비과학적이라고 여길 수 있지만 요즘도 작명소가 존재하는 걸 보면 이름을 짓는 데 신중을 기하는 것은 예나 지금이나 비슷하다는 생각이 든다.이름이 중요한 것은 의학 연구도 마찬가지다. 연구로 크게 성공하려면 우선적으로 연구를 잘해야 하지만 이름도 잘 지어야 한다는 우스갯소리가 있다. 실제로 유명한 의과학자들 중에서 연구를 열심히 했지만 작명도 잘해서 더욱 유명해진 분들을 많이 볼 수 있다. 예전부터 있었던 개념인데 새로운 용어로 표현하는 것을 보면 내가 모르는 새로운 개념이 언제 나왔던가 싶어 ‘공부를 게을리했나’라는 자책감이 들기도 한다. 최근 주목받고 있는 ‘액체생검’은 실제로 구현됐을 때 매우 유용할 뿐더러 이름까지도 잘 지어진 개념인 것 같다. 액체생검은 혈액이나 소변 등 체액을 이용해 암을 진단하는 방법이다. 실제 진료를 하다 보면 피를 검사해 암을 진단하거나 재발 유무를 알 수 있는 방법이 있는지 물어보는 환자들이 있다. 그런 방법이 있으면 환자들에게 얼마나 좋을까. 나아가 소변을 통해 검사할 수 있으면 금상첨화일 것이다. 소변으로 검사하면 바늘로 혈관을 찌르지 않아도 되고 아까울 것도 없어 더 좋을 것이다. 가끔 대중매체에서 어느 교수팀이 소변으로 암을 진단할 수 있는 방법을 찾아냈다는 발표를 해 대중의 관심이 집중되기도 하지만 아직까지 실제 진료 현장에서 이런 방법을 적용하지는 못하고 있다. 만약 소변에서 암을 진단할 수 있는 방법을 개발한다면, 그 연구자가 오래 살기만 하면 언젠가는 노벨생리의학상을 받을 것이다. 액체생검의 개념을 간단히 설명하면 다음과 같다. 인체에 암세포가 발생해 증식하면 혈관에도 암세포가 존재하게 된다. 혈액 속 암세포에서 유래하는 ‘프리 DNA’를 검출해 암을 진단하는 획기적인 방법이다. 이런 새로운 암 진단법이 가능하게 된 이유는 분자생물학적 연구기법의 발전으로 유전체 분석기술이 눈부시게 향상됐기 때문이다. 액체생검은 암의 전이를 조기에 찾아낼 수 있는 가능성이 있어 더욱 암 연구자들의 관심을 끌고 있다. 현재 암 환자를 치료하는 데 있어 암세포가 다른 장기로 전이되는 것은 해결해야만 하는 매우 중요한 숙제이기 때문이다. 이런 액체생검법이 현실화된다면 암의 조기진단이 가능해져서 암 환자의 생존율은 획기적으로 높아질 것이다. 액체생검이 매우 매력적인 또 다른 이유 가운데 하나는 검사가 매우 간편하다는 것이다. 신체를 찌르는 침습적인 조직 검사법은 종양이 눈에 보이는 크기가 되기 전까지는 검사가 불가능하다. 반면 액체생검은 비침습적이다. 혈액을 채취하거나 소변, 복수, 타액 등 인체 내에 존재하는 액체를 소량만 채취하면 되기 때문이다. 이런 이유로 액체생검법은 매우 획기적이고 이상적인 암 검사법이라고 할 수 있다. 또 항암치료 시 치료 반응을 조기에 예측할 수도 있기 때문에 방사선치료를 시행하는 필자 같은 의사에게도 매우 관심이 많은 분야다. 이런 새로운 분야는 우리나라가 의학이 발전한 미국이나 유럽과도 앞으로 경쟁해 볼 만하다고 생각한다. 하지만 치열한 글로벌 경쟁에서 이기려면 국가 제도의 정비가 필수적이다. 그리고 일관된 정책으로 암 연구자들에게 지속적으로 지원을 해 주는 것도 필요하다고 생각한다. 액체생검이라는 이름이 다른 암 진단법에 비해 친숙한 만큼 앞으로 효과적인 암 진단법으로 자리잡기를 희망한다.
  • 피자·햄버거, 한 번만 먹어도 대사 기능 손상(연구)

    피자·햄버거, 한 번만 먹어도 대사 기능 손상(연구)

    과체중이나 비만, 제2형 당뇨병 환자의 확산은 세계적 추세다. 이러한 현상이 포화지방 섭취와 관련있음을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 독일과 포르투갈 공동 연구진은 더 많은 양의 포화지방을 1회만 섭취해도 체내 인슐린 감수성이 줄어들어 지방 축적량이 늘며 간의 에너지대사 변화를 유발하는 것을 발견했다고 ‘임상연구 저널’(Journal of Clinical Investigation) 최신호(1일자)에 발표했다. 연구진은 건강하고 날씬한 남성 참가자들을 대상으로, 무작위로 팜유 음료 혹은 물 한 잔을 마시게 하는 비교 실험을 진행했다. 이때 팜유 음료에는 베이컨 치즈버거 2개와 라지 사이즈의 감자튀김이나 살라미 피자 2판에 해당하는 포화지방이 들어 있었다. 이를 통해 연구진은 이런 단일 고지방 식사가 인슐린 저항성을 유발하고 간의 지방 함량을 늘리는 등 인슐린 작용을 줄이는데 충분히 영향을 줄 수 있다는 것을 확인했다. 또한 간에서 에너지 균형에 변화가 생긴다는 것도 입증했다. 실험을 통해 관찰된 에너지대사 변화는 제2형 당뇨병이나 비알콜성지방간질환(NAFLD) 환자들에게서 보이는 변화와 유사했다. 여기서 NAFLD는 산업 기반 국가에서 가장 흔한 간질환으로, 비만과 대사증후군은 물론 제2형 당뇨병 위험의 증가와 연관성이 있다. 또한 이 질환이 더 진행하면 심각한 간 손상을 초래할 수 있다. 이에 대해 연구를 이끈 독일 당뇨병센터(DDZ)의 마이클 로덴 박사는 “놀랍게도 일회분의 팜유가 건강한 사람의 간에 빠르면서도 직접적으로 영향을 줬으며 투여된 지방의 양은 즉시 인슐린 저항성을 유발했다”고 말했다. 또한 “이번 연구는 자기공명분광법(magnetic resonance spectroscopy)과 같이 비침습적인 기술을 사용해 간의 에너지대사를 관찰한 것이 특징으로, 이를 통해 우리는 설탕과 지방의 축적뿐만 아니라 세포에서 발전소 역할을 하는 미토콘드리아의 에너지대사 과정을 추적할 수 있었다”고 말했다. 연구진은 이런 새로운 조사 방식 덕분에 팜유 섭취가 근육과 간, 그리고 지방 조직의 대사 활동에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. 이런 고지방 식사를 통해 유도된 인슐린 저항성은 골격근에서는 당 흡수를 줄이고 간에서는 새로운 당을 생성하는 것을 증가시킨다. 이는 당뇨병과 그 이전 단계에 있는 사람들의 포도당 수치가 높아지는 메커니즘이다. 또한 지방 조직의 인슐린 저항성은 지방이 혈류로 들어가는 양이 늘어나는 것으로 인해 촉진된다. 이렇게 증가한 지방의 가용성은 미토콘드리아의 작업량을 높이는 것으로 이어져 장기간에 걸쳐 혹사되면 간 질환으로 이어질 수 있다는 것이다. 이에 대해 연구진은 건강한 사람들은 유전적인 소인에 따라 지방 식사가 에너지대사에 직접적으로 미치는 영향을 쉽게 관리할 수 있지만, 이런 고지방 식사를 계속해서 먹으면 그에 따른 장기적인 결과는 훨씬 더 문제가 될 수 있다고 말했다. 사진=ⓒ 포토리아(위), 독일 당뇨병센터(DDZ) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 생각 읽는 뇌컴퓨터…전신마비 환자 의사소통 도와

    생각 읽는 뇌컴퓨터…전신마비 환자 의사소통 도와

    락트-인 증후군(CLIS)을 가진 사람들에게 희소식이 전해졌다. 락트-인 증후군은 의식은 있지만 전신마비로 인해 외부자극에 전혀 반응하지 못하는 상태를 일컫는다. 지난 1일(현지시간) 영국 데일리메일은 새로운 뇌 컴퓨터 인터페이스(BCI) 시스템이 근육을 움직이지 않고도 이들의 생각을 전달해 의사소통을 가능하게 한다고 보도했다. 스위스 제네바 바이오 신경공학 연구팀은 산소포화도와 뇌의 전기적 활동량을 측정하기 위해 근적외선 분광법, 뇌전도(EFG)가 결합된 인터페이스 시스템을 만들었다. 연구진들은 이번에 개발한 장치가 락트인 증후군을 앓는 이들의 삶의 질을 크게 향상시킬 것이라고 전망했다. 이번 연구는 신경계통이 완전히 파괴된 루게릭 환자 4명을 실험대상으로 했다. 연구진들은 이미 답이 나와있는 개인적 질문이나 ‘네’, ‘아니오’로 답해야 하는 열린 질문을 했다. 참가자들은 뇌 컴퓨터 인터페이스 장치를 착용하는 동안 답을 생각했고, 비침습적 장치는 혈중 산소 포화도의 변화를 측정해 반응을 감지했다. 실험 결과, 참가자의 대답이 약 70% 정확했고 참가자 모두는 ‘당신은 행복한가’라는 반복된 질문에 ‘그렇다’라고 긍정적으로 답했다. 이는 그들의 몸은 불편할지라도 가정에서 충분히 보호받으며 삶의 질이 만족스럽다고 느끼고 있음을 의미한다. 이번 연구를 이끈 닐 빌바우머 교수는 "나의 기존 이론이 '락트인 증후군을 가진 사람들의 의사소통은 불가능하다'였는데, 놀라운 결과가 이를 뒤집었다. 모든 참가자가 그들 스스로 생각해서 개인적인 질문에 대답했다"고 말했다. 이어 "만약 더 많은 환자들에게 이 연구를 반복 실험한다면, 운동 뉴런증(운동 신경 세포와 근육이 서서히 약화되는 불치병)을 겪는 사람들도 대화에 참여할 수 있을 것이다. 나아가 이들의 일상에 큰 영향을 줄 것이다"라고 설명했다. 실제로 이번 연구에 사용된 기술을 더 넓게 적용하면 신경장애 환자를 치료하고 감독하는 데 도움이 될 수 있다. 닐 빌바우머 교수는 "락트인 증후군 환자들의 의사소통 능력을 회복시키는 것은 신체 움직임을 회복하는 중요한 첫걸음"이라 전했다. 또한 "생물공학 연구소에서 임상적으로 유용한 기술을 개발해 루게릭, 중풍 또는 척수부상을 입은 환자들이 이용할 수 있는 장치를 개발할 계획"이라고 앞으로의 포부를 밝혔다. 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr
  • 생각만으로 움직이는 ‘로봇 팔’…뇌수술 없이 가능(연구)

    생각만으로 움직이는 ‘로봇 팔’…뇌수술 없이 가능(연구)

    생각만으로 움직이는 ‘로봇 팔’을 개발 중인 미국 미네소타대 연구진이 큰 성과를 거뒀다고 미국 과학전문 매체 사이언스데일리가 14일(현지시간) 전했다. 이 연구로 전 세계 수많은 마비 환자나 신경 퇴행성 질환 환자에게 도움이 되리라는 기대감이 모아지고 있다. 연구 책임자인 빈 히 미네소타대 교수(의공학과)는 “세계 최초로 뇌 임플란트 수술을 하지 않고도 생각 만으로 복잡한 3차원 환경에서도 사물에 손을 뻗어 쥘 수 있는 로봇 팔을 움직일 수 있었다”고 말했다. 연구진은 이 연구에 64개의 전극을 장착한 특수 모자를 착용하는 것으로 두뇌의 미세한 전기적 활동을 기록할 수 있는 비침습적 기술 ‘뇌파전위기록술’(EEG)을 사용했다. 여기에 뇌와 컴퓨터를 서로 연결하는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’(BCI) 기술을 기반으로 한 고도 신호 처리와 기계 학습을 통해 피험자들의 생각을 행동으로 변환할 수 있었다. 연구진은 이번 기술을 확립하기 위해 건강한 성인남녀 8명을 대상으로 일련의 실험을 진행했다. 피험자들은 자기 팔을 움직이는 상상으로 실제 3차원 공간의 로봇 팔을 제어하는 훈련을 받았다. 이들은 컴퓨터 화면의 가상 커서를 제어하는 방법을 배우기 시작했고 이후 실제 테이블의 일정한 위치에 놓인 사물을 대상으로 로봇 팔을 제어해 집어드는 방법을 배웠다. 결국, 이들은 자기 생각만으로 로봇 팔을 움직여 테이블 위에 무작위로 놓인 사물을 집어 3층 선반 위에 옮기는 작업까지 성공할 수 있었다. 그 결과, 피험자 8명 모두 로봇 팔을 제어하는 데 성공했다. 성공률은 일정한 위치에 놓인 물체를 집어드는 것이 평균 80% 이상, 테이블 위에 무작위로 놓은 물체를 선반 위까지 옮기는 것은 평균 70% 이상을 기록했다. 이에 대해 빈 히 교수는 “모든 피험자가 완벽하게 비침습적 기술로 작업을 완수했다는 점에서 이번 연구는 흥미롭다”면서 “우리는 이 기술에 마비가 있거나 신경 퇴행성 질환을 가진 사람들이 외과적 임플란트 수술 없이 자립하는데 도움이 되는 커다란 잠재력이 있다고 생각한다”고 말했다. 연구진은 “뇌-컴퓨터 인터페이스를 기반으로 한 이번 기술은 운동 능력을 지배하는 대뇌 영역인 운동 피질의 지리적 특성으로 인해 작동한다”고 말했다. 인간이 움직이거나 움직임에 대해 생각할 때 운동 피질의 뉴런(신경 세포)은 미세 전류를 생성한다. 서로 다른 움직임에 대해 생각하면 새로운 묶음의 뉴런들이 활성화되는 데 이는 이전 연구에서 기능성 MRI를 사용한 교차 검증으로 확인된 현상이다. 고도 신호 처리를 사용해 이런 묶음을 분류하면 연구진 사용한 뇌-컴퓨터 인터페이스의 기초가 된다고 빈 히 교수는 말했다. 이번 연구는 빈 히 교수가 3년 전 피험자들이 EEG 기술을 통해 소형 드론을 비행하는 데 성공한 기존 연구에 바탕을 두고 있다. 빈 히 교수는 “3년 전, 우리는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 기반으로 한 이 기술을 사용해 사물을 잡아 옮기는 더욱 복잡한 로봇 팔을 제어하는 것을 확신하지 못했다”면서 “우리는 이번 연구에서 높은 성공률로 이 기술을 활용할 수 있다는 것을 확인하고 깜짝 놀랄 정도로 기뻤다”고 말했다. 이제 그는 인간의 신체에 부착한 뇌 제어 방식의 로봇 팔다리를 실현하는 기술을 개발하거나 이번 기술이 뇌졸중이나 마비가 있는 사람의 경우 어떻게 작동하는지를 조사할 예정이다. 이번 연구성과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 최신호(12월 14일자)에 실렸다. 사진=미네소타대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [고든 정의 TECH+] 보지 않고도 게임하는 법…뇌에 직접 정보 입력

    [고든 정의 TECH+] 보지 않고도 게임하는 법…뇌에 직접 정보 입력

    미래 사회를 배경으로 한 영화나 만화에서는 주인공의 뇌에 바로 접속해서 플레이하는 게임이나 진짜 같은 가상 현실이 등장합니다. 당연히 이런 일은 가까운 미래에 일어나기는 어렵지만, 과학자들은 뇌와 컴퓨터를 연결하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)개발을 위해서 많은 노력을 기울이고 있습니다. 물론 실감나는 게임 환경 조성을 위해서가 아니라 사지가 마비된 환자나 기타 장애를 지닌 환자를 위한 것입니다. 이미 초기적인 실험이 성공을 거두고 있어서 미래에는 눈이 보이지 않는 환자에게 전자 시력을 제공하고 팔다리를 사용하기 어려운 환자가 로봇 팔과 다리를 이용하게 될 날이 올지도 모릅니다. 워싱턴대학의 연구자들은 5명의 건강한 자원자를 대상으로 뇌에 바로 정보를 입력하는 연구를 진행했습니다. 이들이 사용한 방법은 경두개 자기 자극술로 본래는 자기장을 이용해서 환자를 치료하는 목적인 기기입니다. 연구팀은 이 장치를 이용해서 뇌를 수술하지 않고도 자기장의 힘으로 뇌의 특정 부분을 자극했습니다. 연구팀의 목표는 안구를 자극할 때 나타나는 안내 섬광(phosphene)과 비슷한 자극을 피험자에게 주는 것입니다. 참가자는 단순하지만 다양한 미로 게임을 진행합니다. 미로에서 선택할 방법은 앞으로 가거나 내려가는 것뿐이라 매우 단순하지만, 한 가지 문제가 있습니다. 눈으로 보지 않고 플레이를 해야 한다는 점입니다. 정보를 주는 것은 바로 자기장을 통한 전기 자극입니다. 실제 게임을 플레이한 결과 참가자들은 전기 자극 정보가 주어질 때 훨씬 빨리 미로를 탈출할 수 있었습니다. 이 방식은 단순하긴 하지만 뇌를 수술할 필요없이 비침습적으로 뇌에 직접 시각 정보를 주어 문제를 해결했다는 점에서 의의가 있습니다. 물론 아직은 장치가 매우 크고 전달할 수 있는 정보가 매우 적지만, 앞으로 의료 부분은 물론 가상 및 증강 현실에 적용될 가능성이 있습니다. 예를 들어 시력을 잃은 환자에서 큰 위험이나 장애물이 앞에 있을 때 번쩍이는 신호를 뇌에 주면 그게 뭔지는 몰라도 회피할 수 있습니다. 반대로 청력을 잃은 환자에서 차의 경적을 시각적 신호로 경고할 수도 있습니다. 더 나아가서는 영화 매트릭스처럼 뇌를 직접 연결해 사용자에게 완전한 가상현실을 제공할 수 있을지도 모릅니다. 물론 이 단계까지 진행하기 위해서는 아주 많은 연구가 필요할 것입니다. 아직 초보적인 수준의 정보 제공만 가능하지만, 앞으로 이런 연구가 결실을 거둬서 정말 도움이 필요한 사람들에게 보탬이 되기를 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • 자기중심적 사고가 ‘자제력 상실’ 유발한다 (연구)

    자기중심적 사고가 ‘자제력 상실’ 유발한다 (연구)

    우리 뇌의 독특한 메커니즘이 최신 연구로 밝혀졌다. 이에 따르면, 우리는 현재 의사결정으로 인한 결과를 ‘미래의 자신’ 입장에서 예상함으로써 자제력을 키운다는 것이다. 즉, 그 반대 경우인 현실에 매몰되고 자기자신을 중심에 놓고 의사결정을 한다면 자제력을 갖기 어렵다는 얘기다. 최근 세상을 어지럽히고 있는 '박근혜 최순실 게이트'도 결국 미래 가치 혹은 공공의 가치를 외면한 채 자기 중심적으로 세상을 바라보고 접근했기 때문에 자제력이 끼어들 여지가 없었던 것이다. 이러한 인지 과정에는 현시점에서 이기적인 욕구와 바람이라는 자기중심적 편향을 극복하기 위해 다른 사람의 마음 등을 추측하는 기능인 ‘마음이론’(theory of mind)이 쓰인다. ■ 측두정엽, 이기적 충동에 관여 최근 심리학 전문지 ‘사이콜로지 투데이’(Psychology Today)에 따르면, 스위스 취리히대와 독일 뒤셀도르프대의 공동 연구팀이 자제력과 관련한 뇌 영역을 알아내기 위한 연구를 진행했다. 이들은 참가자들에게 ‘곧 받을 수 있지만 적은 보상’과 ‘즉시 주지 않지만 많은 보상’ 중 하나를 선택하게 했다. 이때 비침습적 기술로 뇌 측두정엽(temporoparietal junction·TPJ)의 기능을 ‘온·오프’ 했다. 또 연구팀은 참가자들에게 자신만 이득을 보는 이기적인 결정을 하거나 이익은 감소하지만 자신 이외의 참가자도 이득을 보는 이타적인 결정 중의 하나를 선택하게 했다. 그 결과, 큰 기대를 하지 않고 즉시 보상을 받는 충동이나 독차지하려는 충동에 저항하는 과정에는 측두정엽(TPJ)이 관여하는 것이 제시됐다. 이 부위는 마음이론으로 다른 사람의 입장에 서서 사물을 생각하는 데 사용하는 영역이다. 그런데 다른 사람뿐만 아니라 미래의 자신 입장에서도 자제력을 요구하는 데 중요한 역할을 해 연구팀은 놀라지 않을 수 없었다. ■ 측두정엽, 마음이론과 친사회적 행동의 열쇠 자제력에 관한 신경생물학적 근간은 역사적으로 전두엽의 전전두피질(prefrontal cortex·PFC)에 있다고 생각됐다. 이 영역은 특히 감정조절과 충동조절, 장기목표 설정에 관여한다. 하지만 이번 연구에서는 미래지향적인 행동과 자제력의 핵심이 측두정엽(TPJ)이라는 영역으로, 이는 마음이론을 시행해 다른 사람에 공감하고 향후 친사회적 의사결정을 촉진하는 데 관여하는 것으로 밝혀졌다. 지금까지, 자제력의 신경생물학적 기반에 관한 대부분 가설은 집행 기능(executive function)과 인지 조절을 이용해 상위 목표를 인코딩(입력)하는 전전두피질(PFC)의 기능에 초점을 맞추고 있었다. 하지만 최근 과학자들은 전전두피질(PFC)과 다른 영역과의 상호작용이 충동적 행동과 자제력에 미치는 영향에 대해서도 분석하기 시작했다. 예를 들어, 최근 미국 다트머스대의 신경과학자들은 행동 억제에 관한 동물 실험을 통해 청소년기 아이들의 위험 행동은 전전두피질(PFC)의 특정 영역과 측위신경핵(nucleus accumbens·NAC) 사이의 불균형과 관련됐을 가능성이 있다고 보고했다. 측위신경핵(NAC)은 보상을 추구하는 행동과 중독에서 중심적인 역할을 한다. 또한 전전두피질(PFC)이 완전히 발달하려면 십대 후반부터 이십대 초반이 될 때까지 시간이 필요하므로, 많은 청소년이 성인보다 자제력이 부족하다는 이유를 설명할지도 모른다. 이들 다트머스대 연구팀은 사춘기 동안 전전두피질(PFC) 내 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex·OFC)의 활동은 부족하지만 측위신경핵(NAC)의 활동은 활발하다는 점이 행동 억제가 발휘되지 않는 것과 관련해 있다는 것을 밝혀냈다. 하지만 이번 발견에서는 측두정엽(TPJ) 또한 마음이론을 이용해 며칠 뒤, 몇 주 뒤, 혹은 몇 년 뒤 자신의 입장에 서서 보는 것으로 향후 요구에 주의를 돌리는 것으로, 자제력으로 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이번 연구에서는 ‘경두개 자기 자극법’(transcranial magnetic stimulation)이라는 비침습 기술로 참가자의 측두정엽(TPJ)의 활동을 일시적으로 억제했다. 그 결과, 측두정엽(TPJ)의 활동이 억제되면 참가자는 충동적인 결정(단기 이익을 위해 즉시 보수를 선택)을 내리고 더 이기적인 성향(보상을 독차지)을 보였다. 또 마음이론을 이용해 다른 사람의 입장이 돼 보고 다른 사람의 관점에서 사물을 생각하는 능력이 떨어졌다. 모든 점을 미뤄보면, 만족감이라는 욕망 충족을 지연하는 가장 효과적인 신경인지 과정은 전전두피질(PFC)과 측두정엽(TPJ) 모두를 활발하게 하는 방법일 가능성이 있다. 첫째, 현명한 장기적인 관점에서 결정을 돕는 자제력의 과정은 전전두피질(PFC)의 집행 기능을 활성화해 눈앞에 있는 보상에 대한 유혹을 의식적으로 차단해준다. 둘째, 측두정엽(TPJ)이 관여함으로써 미래의 자기 입장에 서서 자기중심적인 생각을 극복할 수 있다. 즉, 욕망 충족을 지연해 얻을 수 있는 이익과 자제력을 발휘하고 미래에 장기적으로 얻을 수 있는 보상의 가치를 구상할 수 있다. ■ 현재의 자기중심적 태도를 극복, 자제력을 키운다 자기중심적인 태도를 억제해 다른 사람에게 도움이 되는 행동을 취하는 능력은 측두정엽(TPJ)이 관여한다. 흥미롭게도, 제삼자의 입장에서 미래 자신의 장기적 요구를 떠올림으로써 즉각적인 욕구와 바람에서 관심을 돌리는 것은 인식의 도약이다. 여기에는 또한 마음이론에서 다른 사람을 배려하는 데 사용되는 측두정엽(TPJ)이 관여한다. 연구팀은 연구 개요에서 “우리 연구결과는 자제력과 친사회적 의사결정 영역 간의 근본적인 공통점을 입증하고 자제력에 관여하는 신경인지 과정의 새로운 측면을 강조하는 것을 입증했다”고 결론지었다. 이번 연구는 ‘미래의 자신’에 관한 웰빙에 관심을 둠으로써 자기중심적인 생각을 억제하는 측두정엽(TPJ)의 역할에 관한 것으로, 중독과 강박 장애 등 질환 치료에서 자제력을 높이고 충동적 행동을 최소화하는 광범위한 치료적 개입의 개발로 이어질 수 있다. 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 지난달 5일자에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 신비의 마야 피라미드…‘삼중 피라미드 구조’ 첫 확인

    신비의 마야 피라미드…‘삼중 피라미드 구조’ 첫 확인

    마야 문명의 피라미드가 여러 겹으로 돼 있다는 사실이 처음으로 확인됐다. 이는 마치 러시아의 목각인형 같다고 관련 학자들은 설명했다. 17일(현지시간) AP통신에 따르면, 멕시코 유카탄주(州) 치첸이차 유적에 있는 높이 30m짜리 쿠쿨칸 피라미드는 삼중구조로 돼 있었다. 지금까지 이 피라미드 내부에는 높이 20m 피라미드가 하나 더 존재한다는 것은 알려져 있었지만, 새로운 연구에서 다시 그 내부에 높이 10m 새로운 피라미드가 있는 것이 확인된 것이다. 관련 연구진에 따르면, 이번에 확인된 가장 작은 피라미드의 건설 시기는 550~800년으로 보이며, 1930년대 발견된 중간 크기의 피라미드는 800~1000년, 가장 큰 피라미드는 1050~1300년에 각각 완성된 것으로 추정되고 있다. 이번 발견은 ‘엘 카스티요’(El Castillo·스페인어로 ‘성’의 뜻)로 알려진 이 피라미드가 세 차례에 거쳐 건설됐다는 것을 시사한다. 이번 조사 연구의 책임자인 멕시코국립자치대의 지구물리학자 르네 차베스 세구로는 “피라미드의 구조는 러시아 목각인형과 같다”면서 “큰 것 아래에 다른 것이 있고 그 아래에 또 다른 것이 있다”고 말했다. 또 다른 전문가인 멕시코 국립인류역사연구소(INAH)의 데니스 로레니아 아르고테는 “각 구조물이 중첩 상태에 있는 이유는 구조물의 손상과 지도자의 교체 등 여러 가지가 있을 가능성이 있다”고 설명했다. 이번 발견은 피라미드 구조물의 손상 없이 내부에 빛을 조사해 관찰하는 비침습성 기술을 사용해 이뤄졌다. 이에 대해 아르고테 연구원은 “이번 발견으로 멕시코 중부에 들어온 사람들의 영향을 받기 전인 초기 마야인들의 문명을 밝혀낼 수 있을 것”이라며 기대감을 표했다. 사진=ⓒ Premium Collection / Fotolia(위), 아즈테카 노티시아스(azteca noticias) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 자기중심적 사고가 ‘자제력 상실’ 유발한다 (연구)

    자기중심적 사고가 ‘자제력 상실’ 유발한다 (연구)

    우리 뇌의 독특한 메커니즘이 최신 연구로 밝혀졌다. 이에 따르면, 우리는 현재 의사결정으로 인한 결과를 ‘미래의 자신’ 입장에서 예상함으로써 자제력을 키운다는 것이다. 즉, 그 반대 경우인 현실에 매몰되고 자기자신을 중심에 놓고 의사결정을 한다면 자제력을 갖기 어렵다는 얘기다. 최근 세상을 어지럽히고 있는 '박근혜 최순실 게이트'도 결국 미래 가치 혹은 공공의 가치를 외면한 채 자기 중심적으로 세상을 바라보고 접근했기 때문에 자제력이 끼어들 여지가 없었던 것이다. 이러한 인지 과정에는 현시점에서 이기적인 욕구와 바람이라는 자기중심적 편향을 극복하기 위해 다른 사람의 마음 등을 추측하는 기능인 ‘마음이론’(theory of mind)이 쓰인다. ■ 측두정엽, 이기적 충동에 관여 최근 심리학 전문지 ‘사이콜로지 투데이’(Psychology Today)에 따르면, 스위스 취리히대와 독일 뒤셀도르프대의 공동 연구팀이 자제력과 관련한 뇌 영역을 알아내기 위한 연구를 진행했다. 이들은 참가자들에게 ‘곧 받을 수 있지만 적은 보상’과 ‘즉시 주지 않지만 많은 보상’ 중 하나를 선택하게 했다. 이때 비침습적 기술로 뇌 측두정엽(temporoparietal junction·TPJ)의 기능을 ‘온·오프’ 했다. 또 연구팀은 참가자들에게 자신만 이득을 보는 이기적인 결정을 하거나 이익은 감소하지만 자신 이외의 참가자도 이득을 보는 이타적인 결정 중의 하나를 선택하게 했다. 그 결과, 큰 기대를 하지 않고 즉시 보상을 받는 충동이나 독차지하려는 충동에 저항하는 과정에는 측두정엽(TPJ)이 관여하는 것이 제시됐다. 이 부위는 마음이론으로 다른 사람의 입장에 서서 사물을 생각하는 데 사용하는 영역이다. 그런데 다른 사람뿐만 아니라 미래의 자신 입장에서도 자제력을 요구하는 데 중요한 역할을 해 연구팀은 놀라지 않을 수 없었다. ■ 측두정엽, 마음이론과 친사회적 행동의 열쇠 자제력에 관한 신경생물학적 근간은 역사적으로 전두엽의 전전두피질(prefrontal cortex·PFC)에 있다고 생각됐다. 이 영역은 특히 감정조절과 충동조절, 장기목표 설정에 관여한다. 하지만 이번 연구에서는 미래지향적인 행동과 자제력의 핵심이 측두정엽(TPJ)이라는 영역으로, 이는 마음이론을 시행해 다른 사람에 공감하고 향후 친사회적 의사결정을 촉진하는 데 관여하는 것으로 밝혀졌다. 지금까지, 자제력의 신경생물학적 기반에 관한 대부분 가설은 집행 기능(executive function)과 인지 조절을 이용해 상위 목표를 인코딩(입력)하는 전전두피질(PFC)의 기능에 초점을 맞추고 있었다. 하지만 최근 과학자들은 전전두피질(PFC)과 다른 영역과의 상호작용이 충동적 행동과 자제력에 미치는 영향에 대해서도 분석하기 시작했다. 예를 들어, 최근 미국 다트머스대의 신경과학자들은 행동 억제에 관한 동물 실험을 통해 청소년기 아이들의 위험 행동은 전전두피질(PFC)의 특정 영역과 측위신경핵(nucleus accumbens·NAC) 사이의 불균형과 관련됐을 가능성이 있다고 보고했다. 측위신경핵(NAC)은 보상을 추구하는 행동과 중독에서 중심적인 역할을 한다. 또한 전전두피질(PFC)이 완전히 발달하려면 십대 후반부터 이십대 초반이 될 때까지 시간이 필요하므로, 많은 청소년이 성인보다 자제력이 부족하다는 이유를 설명할지도 모른다. 이들 다트머스대 연구팀은 사춘기 동안 전전두피질(PFC) 내 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex·OFC)의 활동은 부족하지만 측위신경핵(NAC)의 활동은 활발하다는 점이 행동 억제가 발휘되지 않는 것과 관련해 있다는 것을 밝혀냈다. 하지만 이번 발견에서는 측두정엽(TPJ) 또한 마음이론을 이용해 며칠 뒤, 몇 주 뒤, 혹은 몇 년 뒤 자신의 입장에 서서 보는 것으로 향후 요구에 주의를 돌리는 것으로, 자제력으로 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이번 연구에서는 ‘경두개 자기 자극법’(transcranial magnetic stimulation)이라는 비침습 기술로 참가자의 측두정엽(TPJ)의 활동을 일시적으로 억제했다. 그 결과, 측두정엽(TPJ)의 활동이 억제되면 참가자는 충동적인 결정(단기 이익을 위해 즉시 보수를 선택)을 내리고 더 이기적인 성향(보상을 독차지)을 보였다. 또 마음이론을 이용해 다른 사람의 입장이 돼 보고 다른 사람의 관점에서 사물을 생각하는 능력이 떨어졌다. 모든 점을 미뤄보면, 만족감이라는 욕망 충족을 지연하는 가장 효과적인 신경인지 과정은 전전두피질(PFC)과 측두정엽(TPJ) 모두를 활발하게 하는 방법일 가능성이 있다. 첫째, 현명한 장기적인 관점에서 결정을 돕는 자제력의 과정은 전전두피질(PFC)의 집행 기능을 활성화해 눈앞에 있는 보상에 대한 유혹을 의식적으로 차단해준다. 둘째, 측두정엽(TPJ)이 관여함으로써 미래의 자기 입장에 서서 자기중심적인 생각을 극복할 수 있다. 즉, 욕망 충족을 지연해 얻을 수 있는 이익과 자제력을 발휘하고 미래에 장기적으로 얻을 수 있는 보상의 가치를 구상할 수 있다. ■ 현재의 자기중심적 태도를 극복, 자제력을 키운다 자기중심적인 태도를 억제해 다른 사람에게 도움이 되는 행동을 취하는 능력은 측두정엽(TPJ)이 관여한다. 흥미롭게도, 제삼자의 입장에서 미래 자신의 장기적 요구를 떠올림으로써 즉각적인 욕구와 바람에서 관심을 돌리는 것은 인식의 도약이다. 여기에는 또한 마음이론에서 다른 사람을 배려하는 데 사용되는 측두정엽(TPJ)이 관여한다. 연구팀은 연구 개요에서 “우리 연구결과는 자제력과 친사회적 의사결정 영역 간의 근본적인 공통점을 입증하고 자제력에 관여하는 신경인지 과정의 새로운 측면을 강조하는 것을 입증했다”고 결론지었다. 이번 연구는 ‘미래의 자신’에 관한 웰빙에 관심을 둠으로써 자기중심적인 생각을 억제하는 측두정엽(TPJ)의 역할에 관한 것으로, 중독과 강박 장애 등 질환 치료에서 자제력을 높이고 충동적 행동을 최소화하는 광범위한 치료적 개입의 개발로 이어질 수 있다. 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 지난달 5일자에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 자기중심적 사고는 자제력 상실을 낳는다(연구)

    자기중심적 사고는 자제력 상실을 낳는다(연구)

    우리 뇌의 독특한 메커니즘이 최신 연구로 밝혀졌다. 이에 따르면, 우리는 현재 의사결정으로 인한 결과를 ‘미래의 자신’ 입장에서 예상함으로써 자제력을 키운다는 것이다. 즉, 그 반대 경우인 현실에 매몰되고 자기자신을 중심에 놓고 의사결정을 한다면 자제력을 갖기 어렵다는 얘기다. 최근 세상을 어지럽히고 있는 '박근혜 최순실 게이트'도 결국 미래 가치 혹은 공공의 가치를 외면한 채 자기 중심적으로 세상을 바라보고 접근했기 때문에 자제력이 끼어들 여지가 없었던 것이다. 이러한 인지 과정에는 현시점에서 이기적인 욕구와 바람이라는 자기중심적 편향을 극복하기 위해 다른 사람의 마음 등을 추측하는 기능인 ‘마음이론’(theory of mind)이 쓰인다. ■ 측두정엽, 이기적 충동에 관여 최근 심리학 전문지 ‘사이콜로지 투데이’(Psychology Today)에 따르면, 스위스 취리히대와 독일 뒤셀도르프대의 공동 연구팀이 자제력과 관련한 뇌 영역을 알아내기 위한 연구를 진행했다. 이들은 참가자들에게 ‘곧 받을 수 있지만 적은 보상’과 ‘즉시 주지 않지만 많은 보상’ 중 하나를 선택하게 했다. 이때 비침습적 기술로 뇌 측두정엽(temporoparietal junction·TPJ)의 기능을 ‘온·오프’ 했다. 또 연구팀은 참가자들에게 자신만 이득을 보는 이기적인 결정을 하거나 이익은 감소하지만 자신 이외의 참가자도 이득을 보는 이타적인 결정 중의 하나를 선택하게 했다. 그 결과, 큰 기대를 하지 않고 즉시 보상을 받는 충동이나 독차지하려는 충동에 저항하는 과정에는 측두정엽(TPJ)이 관여하는 것이 제시됐다. 이 부위는 마음이론으로 다른 사람의 입장에 서서 사물을 생각하는 데 사용하는 영역이다. 그런데 다른 사람뿐만 아니라 미래의 자신 입장에서도 자제력을 요구하는 데 중요한 역할을 해 연구팀은 놀라지 않을 수 없었다. ■ 측두정엽, 마음이론과 친사회적 행동의 열쇠 자제력에 관한 신경생물학적 근간은 역사적으로 전두엽의 전전두피질(prefrontal cortex·PFC)에 있다고 생각됐다. 이 영역은 특히 감정조절과 충동조절, 장기목표 설정에 관여한다. 하지만 이번 연구에서는 미래지향적인 행동과 자제력의 핵심이 측두정엽(TPJ)이라는 영역으로, 이는 마음이론을 시행해 다른 사람에 공감하고 향후 친사회적 의사결정을 촉진하는 데 관여하는 것으로 밝혀졌다. 지금까지, 자제력의 신경생물학적 기반에 관한 대부분 가설은 집행 기능(executive function)과 인지 조절을 이용해 상위 목표를 인코딩(입력)하는 전전두피질(PFC)의 기능에 초점을 맞추고 있었다. 하지만 최근 과학자들은 전전두피질(PFC)과 다른 영역과의 상호작용이 충동적 행동과 자제력에 미치는 영향에 대해서도 분석하기 시작했다. 예를 들어, 최근 미국 다트머스대의 신경과학자들은 행동 억제에 관한 동물 실험을 통해 청소년기 아이들의 위험 행동은 전전두피질(PFC)의 특정 영역과 측위신경핵(nucleus accumbens·NAC) 사이의 불균형과 관련됐을 가능성이 있다고 보고했다. 측위신경핵(NAC)은 보상을 추구하는 행동과 중독에서 중심적인 역할을 한다. 또한 전전두피질(PFC)이 완전히 발달하려면 십대 후반부터 이십대 초반이 될 때까지 시간이 필요하므로, 많은 청소년이 성인보다 자제력이 부족하다는 이유를 설명할지도 모른다. 이들 다트머스대 연구팀은 사춘기 동안 전전두피질(PFC) 내 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex·OFC)의 활동은 부족하지만 측위신경핵(NAC)의 활동은 활발하다는 점이 행동 억제가 발휘되지 않는 것과 관련해 있다는 것을 밝혀냈다. 하지만 이번 발견에서는 측두정엽(TPJ) 또한 마음이론을 이용해 며칠 뒤, 몇 주 뒤, 혹은 몇 년 뒤 자신의 입장에 서서 보는 것으로 향후 요구에 주의를 돌리는 것으로, 자제력으로 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이번 연구에서는 ‘경두개 자기 자극법’(transcranial magnetic stimulation)이라는 비침습 기술로 참가자의 측두정엽(TPJ)의 활동을 일시적으로 억제했다. 그 결과, 측두정엽(TPJ)의 활동이 억제되면 참가자는 충동적인 결정(단기 이익을 위해 즉시 보수를 선택)을 내리고 더 이기적인 성향(보상을 독차지)을 보였다. 또 마음이론을 이용해 다른 사람의 입장이 돼 보고 다른 사람의 관점에서 사물을 생각하는 능력이 떨어졌다. 모든 점을 미뤄보면, 만족감이라는 욕망 충족을 지연하는 가장 효과적인 신경인지 과정은 전전두피질(PFC)과 측두정엽(TPJ) 모두를 활발하게 하는 방법일 가능성이 있다. 첫째, 현명한 장기적인 관점에서 결정을 돕는 자제력의 과정은 전전두피질(PFC)의 집행 기능을 활성화해 눈앞에 있는 보상에 대한 유혹을 의식적으로 차단해준다. 둘째, 측두정엽(TPJ)이 관여함으로써 미래의 자기 입장에 서서 자기중심적인 생각을 극복할 수 있다. 즉, 욕망 충족을 지연해 얻을 수 있는 이익과 자제력을 발휘하고 미래에 장기적으로 얻을 수 있는 보상의 가치를 구상할 수 있다. ■ 현재의 자기중심적 태도를 극복, 자제력을 키운다 자기중심적인 태도를 억제해 다른 사람에게 도움이 되는 행동을 취하는 능력은 측두정엽(TPJ)이 관여한다. 흥미롭게도, 제삼자의 입장에서 미래 자신의 장기적 요구를 떠올림으로써 즉각적인 욕구와 바람에서 관심을 돌리는 것은 인식의 도약이다. 여기에는 또한 마음이론에서 다른 사람을 배려하는 데 사용되는 측두정엽(TPJ)이 관여한다. 연구팀은 연구 개요에서 “우리 연구결과는 자제력과 친사회적 의사결정 영역 간의 근본적인 공통점을 입증하고 자제력에 관여하는 신경인지 과정의 새로운 측면을 강조하는 것을 입증했다”고 결론지었다. 이번 연구는 ‘미래의 자신’에 관한 웰빙에 관심을 둠으로써 자기중심적인 생각을 억제하는 측두정엽(TPJ)의 역할에 관한 것으로, 중독과 강박 장애 등 질환 치료에서 자제력을 높이고 충동적 행동을 최소화하는 광범위한 치료적 개입의 개발로 이어질 수 있다. 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 지난달 5일자에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
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