국내 연구진이 기억을 만들어 내는 핵심 과정을 세계 최초로 관찰하는데 성공했다.서울대 의대 생리학교실 호원경 교수, 김수연 박사팀이 특정 기억을 담고 있는 기억 흔적인 엔그램 형성의 핵심 기전에 대한 새로운 실마리를 찾아내고 생의학 분야 국제학술지 ‘e라이프’ 최신호에 발표했다. 엔그램은 기억을 만들어 내기 위한 뇌 속 물리적, 화학적 변화를 의미한다. 해마는 학습과 기억을 담당하는 뇌의 영역으로 외부 신호를 받아들이는 해마의 첫 번째 영역인 치아이랑과 치아이랑을 구성하는 과립세포에서는 기억에 따라 독특한 엔그램이 나타난다. 특정 경험이나 학습 내용이 장기 기억으로 저장되기 위해서는 ‘장기강화작용’이 필요하다. 장기강화작용은 신경세포 사이 신호전달을 지속적으로 높이는 것으로 학습과 기억의 중요한 세포학적 메커니즘이다. 연구팀은 신경세포에 달려 신경 자극을 중계하는 돌기인 수상돌기 말단으로 들어오는 강한 신호가 수상돌기 자체에서 활동전압(스파이크)을 발생시켜 장기강화작용을 이끌어 낸다는 것을 처음으로 관찰했다. 이번 연구결과는 그동안 일반적으로 알려진 뇌 과립세포에서 장기강화작용 메커니즘과는 젼혀 다르다는 것을 밝혀낸 것이다. 김수연 박사는 “이번 연구결과는 그동안 학계에서 과립세포의 학습, 저장능력에 대해 과소평가해왔다는 점을 보여주고 있다”며 “과립세포와 치아이랑 네트워크의 중요한 정보처리과정에 대한 연구에서도 중요한 학문적 돌파구를 마련할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

남학생은 자신이 평균보다 똑똑하다고 과대평가 하는 반면, 여학생은 그와 반대로 자신을 과소평가하는 경향이 강하다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 미국 애리조나주립대학은 본교의 생물학과 남녀 학생 250명을 대상으로 다양한 설문조사 및 이들의 평균 학점(GPA)과 미션 수행능력 등을 비교·분석했다. 연구진은 조사 참가자들에게 다른 학생들과 함께 지능을 측정하는 미션을 수행하도록 했고, 스스로 다른 사람들과 비교한 자신의 미션 수행 평가점수를 매기게 했다. 그 결과 여학생들은 자신의 지능이 남학생에 비해 낮다고 생각하는 과소평가 경향이 강한 것으로 나타났다. 학점이 모두 3.3으로 동점인 여학생과 남학생을 비교했을 때, 남학생은 자신이 같은 반 친구들보다 66% 더 똑똑하다고 생각한다는 답변을 내놓은 반면, 여학생은 자신이 같은 반 친구들에 비해 54% 더 똑똑한 것 같다고 답했다. 즉 같은 성적임에도 불구하고, 남학생이 여학생에 비해 자신의 수준을 더 높게 평가한 것. 또 연구진은 같은 조를 이뤄 미션을 수행한 친구들과 자신을 비교했을 때 누가 더 똑똑하냐는 질문 던지자, 조원들보다 자신이 더 똑똑하다고 답한 남학생이 여학생에 비해 3.2배에 달했다. 연구진은 “학생들이 함께 공부하고 미션을 수행할 때 이들은 자신과 남을 비교하는 경향이 있는데, 이번 연구는 여성이 다른 학생의 비해 자신의 능력을 불균형적으로 평가하는 경향이 있다는 것을 입증한 것”이라고 설명했다. 이어 “특히 이러한 현상은 이공계열에서 더 많이 나타날 수 있다. 여학생들은 과학분야 전공을 선택하지 않는 경향이 강한데, 이는 스스로 충분히 과학을 전공할 만큼 똑똑하다고 여기지 않기 때문”이라면서 “자신의 지능에 대한 잘못된 예측은 과학계가 여성인재를 확보하고 유지하는데 부정적인 영향을 줄 수 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 미국 생리학회(American Physiological Society)가 발간하는 학술지인 ‘advances in physiology education’ 4일자에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“산에 산에 산에는 / 산에 사는 메아리 / 언제나 찾아가서 외쳐 부르면 / 반가이 대답하는 산에 사는 메아리 / 벌거벗은 붉은 산엔 살 수 없어 갔다오.” 현재 중장년층이 어린 시절 이맘때면 학교에서 늘 불렀던 동요 ‘메아리’의 한 구절이다. 5일은 ‘반갑게 대답하는 메아리’를 만들기 위해 나무를 심는 날인 식목일이다. 올해로 73회를 맞는 식목일은 1949년 처음 공휴일로 지정된 뒤 지속되다가 2006년 휴일에서 제외된 다음부터는 사람들의 기억 속에서 잊혀져 가는 기념일이 되고 있다.인류가 등장한 이후 산림은 시대에 따라 다양한 형태로 관계를 맺어 왔다. 초기에는 식량을 공급해 주고 목재로 이용되는 직접적 효용과 함께 종교나 신앙의 대상이 되기도 했다. 과학기술이 발달한 현대에는 대체자원 개발이 활발해지면서 목재처럼 산림에서 얻는 자원의 활용도와 중요성은 낮아졌다. 그렇지만 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내뿜는 환경 개선 효과, 토양 침식·산사태·가뭄 방지 등 간접적 활용은 점점 늘어나고 있는 상황이다. 국립산림과학원은 2~5년 주기로 산림의 공익적 가치를 화폐 단위로 환산해 발표하고 있는데 2014년 기준으로 국내총생산(GDP)의 8.5%에 해당하는 126조원의 가치가 있으며 국민 한 사람당 249만원의 혜택을 주는 것으로 평가됐다. 산림의 공익적 기능에는 토사 유출 방지, 산림휴양, 홍수 조절과 저장량을 늘려 수자원을 확보하는 수원 함양, 산림경관, 산소 생성, 생물 다양성, 대기질 개선, 온실가스 흡수, 열섬 완화 등이 포함돼 있다. 더군다나 최근 들어 기후변화와 줄어드는 생물 다양성, 에너지 위기 등이 국제적 이슈로 주목받으면서 산림의 중요성은 더욱 부각되고 있다. 이 때문에 많은 나라들이 산림 보전을 위한 정책을 내놓고 있으며 임업 선진국들은 ‘지속 가능한 산림경영’을 위한 국가 정책을 마련해 실천하는 한편 산림과학 연구를 강화하고 있다. 산림과학은 숲을 가꾸고 보호하며 이용관리하는 자연과학이면서 사회과학을 포괄하는 종합 학문이다. 산림과학은 ▲조림학, 수목생리학, 야생동물학, 산림생태학 등 생물학 분야 ▲산림자원경영학, 산림자원경제학, 공원휴양학, 산림사회학 등 사회과학 분야 ▲산림유전육종학, 산림측정학, 환경보전공학, 산림수확공학, 산림토목공학 등 공학 분야로 분류될 수 있다. 한국에서 산림과학은 1890년대 일본을 통해 서양의 임학(林學)이 수입된 것을 시작으로 1922년 조선임업시험장이 설립되면서부터 본격화됐다고 보고 있다. 임학이 처음 수입됐던 조선 후기 산림 면적은 전 국토의 76%에 해당하는 것으로 알려져 있으나 일제강점기와 한국전쟁을 거치면서 ‘민둥산’이 당연한 것처럼 보일 정도로 황폐화됐다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 1972년부터 시작된 치산녹화 사업으로 전 세계에 유례가 없는 산림강국으로 올라섰다. 그 덕분에 한국의 산림과학 수준도 세계적 위치에 올라섰으며 특히 단기간 산림녹화를 위해 나무 품종을 개량하는 산림육종 분야는 임업 선진국들과 어깨를 나란히 하는 수준이라는 평가를 받고 있다. 2011~2015년 진행된 ‘제6차 국가산림자원조사’ 결과에 따르면 2015년 말 한국 산림면적은 633만 5000㏊로 남한 면적의 63.2%를 차지한다. 전체 산림면적으로 따지면 전 세계 58위 수준에 불과하지만 국토 면적 대비 산림비율로 따지면 경제협력개발기구(OECD) 국가 중 핀란드(73.1%), 일본(68.5%), 스웨덴(68.4%)에 이은 4위 수준이다. 기후변화에 대응하기 위해 과학자들은 이산화탄소를 포집해 저장하는 기술을 개발하고 있지만 산림만큼 효율이 높지 않다. 실제로 국내 산림에서 9억 3500만t의 이산화탄소를 저장하고 있으며 이 중 나무가 53%, 산림 내 흙이 43%, 낙엽이 4%를 저장한다. 탄소 저장 효율은 침엽수림보다는 활엽수림이나 침엽수와 활엽수가 섞여 자라는 혼효림이 더 높다. 현재 국내 산림은 소나무, 잣나무 등 침엽수종이 39.6%로 가장 많고 활엽수종이 32%, 혼효림이 26.9%로 구성돼 있다. 산림학자들은 “산림은 인류에게 여러 가지 이로움을 제공해 주는 중요한 자원이자 그 자체로 거대한 생태계”라며 “무분별한 산림자원의 파괴가 지구 환경 악화와 자연자원 고갈로 이어지고 이것이 다시 산림자원을 파괴하는 ‘되먹임 고리’를 만들고 있는 만큼 산림이 제 기능을 유지하도록 보존하는 것이 필요하다”고 강조하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

13개월 동안 5000m·하프·풀코스 한국新 5월 1만m 신기록 땐 중장거리 ‘그랜드슬램’ 현실 가능한 목표 잡고 시합 때 긴장 안해 亞게임 출전권 확보… 곧 태극마크 달아 영광은 반짝… 계속 노력하는 선수될 것“요즘 제가 많이 늘었어요. 당연히 (다음 목표는) 그랜드슬램이죠.” 봄기운이 완연히 내려앉은 23일 대전광역시 대덕구 신탄진 K워터(한국수자원공사) 본사 마당. 말간 햇살에 살짝 눈을 가늘게 뜬 여자 육상 중장거리 기린아 김도연(25)의 입에서 아무렇지 않게 튀어나온 말이다. 그는 지난 18일 제89회 동아국제마라톤에서 2시간25분41초에 결승선을 통과해 1997년 권은주가 작성한 2시간26분12초의 종전 한국기록을 무려 21년 만에 31초나 경신한 달뜸 같은 걸 전혀 찾아볼 수 없었다. 마라톤 풀코스 도전 세 번째 만에 이룬 쾌거인데도 그랬다. “원래 뭐든 무덤덤한 편이라” 그렇다고 말했을 뿐이다. 그는 2016년 같은 대회에서 풀코스 ‘머리를 얹었’는데 2시간37분대를 기록하고 지난해 중앙마라톤에서 31분대 기록을 작성한 데 이번에 25분대를 기록했으니 뛸 때마다 6분씩 당기고 있다. 이뿐 아니다. 김도연은 한국기록을 셋이나 동시에 보유하는 흔치 않은 경험을 하고 있다. 지난달 일본 가가와현 마루가메에서 개최된 제72회 국제하프마라톤에서 1시간11분00초를 기록, 2009년 임경희가 작성한 1시간11분14초를 14초 앞당겼다. 또 지난해 7월에는 15분34초17의 기록으로 2010년 염고은의 5000ｍ 한국기록를 경신했다. 이 모두를 유니폼을 K워터로 바꿔 입은 지 13개월 만에 일군 것도 놀라운 일이다. 이렇듯 혼자서 짧은 기간 주위를 깜짝깜짝 놀라게 만든 것은 그만큼 한국육상 저변이 얇아서 그런 것 아니냐고 떠보자 앞의 도발적인 발언에 이어 “워낙 오래 묵힌 기록들이었다. 5000m 기록을 깨면서부터 기량이 향상됐다는 것을 느끼기 시작했다. 예전보다 강도 높은 훈련을 잘 소화해 내고 시합 때도 기록이 많이 단축됐다”고 밝게 웃었다. 예서 그만둘 김도연이 아니다. 5월에는 이은정이 2005년에 작성한 한국 여자 1만m 기록을 경신해 중장거리 그랜드슬램을 이루는 게 1차 목표다. “충분히 깰 수 있는 실력을 갖추고 있다”고 스스로 돌아본 뒤 “마라톤을 뛴 뒤라 빨리 회복하고 1만m 준비에 매달려 기록을 내겠다는 각오를 비쳐 보였다. 이 모든 것을 고교를 마친 뒤 곧바로 몸담은 강원도청 팀이 재계약 의사를 내비치는데도 뿌리쳤을 때부터 작정한 것이었다고 덧붙였다. 그러기 위해 익숙한 것들과의 결별이 필요했고, 그렇게 손잡은 것이 김영근(53) 감독이었다.감독이 먼저 손짓을 했는지, 김도연이 먼저 손을 내밀었는지는 분명치 않다고 했다. “새 팀에 와서 뭘 하려느냐”는 타진에 곧장 “해묵은 한국기록 넷을 경신하기 위해서”란 답을 돌려줬고 “감독님은 뭘 하려는가”는 질문에 “더 잘 뛰게 해주겠다. 체계적인 훈련을 시켜주겠다”는 답이 돌아와 의기투합했단다. 김 감독은 부산 동아대 졸업 후 대한육상경기연맹에서도 근무했고 코오롱 코치를 거쳐 일본 준텐도 대학 석사과정에서 운동생리학을 공부했으며 2년 더 연구원 생활을 했다. 김도연에게 이렇게 짧은 기간에 기록을 낸 비결이 뭐냐고 묻자 자신의 노력과 김 감독의 체계적인 지도가 반반인 것 같다고 대답했다. 모범 답안 같다고 떠보자 “전 그냥 그렇게 생각한다”고 답했다. 김 감독은 “도연이는 확실한 목표를 세운 터라 지도하기 쉽다. 남들은 갑자기 나타난 것처럼 느끼는데 우리는 꾸준히 준비했다. 겨울에도 두 차례 일본 훈련을 통해 마라톤 준비를 했다”고 말했다. ‘김도연은 대범한 것 같다’는 지적에 “시합 때 긴장하지 않고 터무니없는 목표를 잡지 않고 가능한 목표를 잡아 하는 편이니까, 라이벌 같은 것도 생각하지 않고 나 자신에게만 집중하려 한다”고 대꾸했다. 일본 가고시마에서 열흘, 도쿠노시마 섬에 40일간 머무르며 오르막길 훈련 등 단점 보완에 매달린 게 알찬 열매로 돌아왔다고 했다. 사실 그는 중학교 2학년 때 비로소 육상에 입문했다. 1학년 체력장 때 소질을 발견한 체육교사가 권유해 다음해 서울체중으로 전학가면서부터였다. “유난히 성장 속도가 빨랐다”고 했다. 운동이란 길이 어렵고 힘들며 전망도 흐릿해 보일 때가 많았을 텐데 어떻게 극복하느냐고 묻자 “그냥 내가 정한 목표이니까. ‘자신을 이기자, 내 목표 당기자’ 생각하고 순간순간 집중하며 이겨냈던 것 같다”며 웃었다. 마라톤 대회 출전 자체가 세 차례밖에 안 됐으니 동호인들이 뛰는 모습을 보면서 “어떤 마음으로 저렇게 즐겁고 행복하게 뛰는가 싶을 때가 있다”고 했다. 농으로 레이스 도중 빼어난 외모 때문에 함께 뛰는 이들이 깜짝 놀라곤 하지는 않느냐고 물었다. “사람들은 육상 선수라면 으레 어떤 이미지를 갖고 바라보기 때문에 그런 것 같다”며 또 배시시 웃었다. 워낙 어렸을 때부터 기숙사 생활을 했기 때문에 아빠와는 늘 덤덤하게 지낸다. 보통 사회생활을 하는 사람들처럼 오래 선수 생활을 할 수도 없는 노릇이라 벌써 꽤 큰돈을 모았다고 했다. 라이벌은 없지만 롤모델은 있다. “김성은(삼성전자) 언니가 동아마라톤도 여러 해 연속 우승하고, 한국기록에 계속 도전해 언니가 이루길 진심으로 바랐던 적이 있었다. 꾸준히 자신의 목표에 도전하는 정신을 배우고 싶었다. 성실하게 운동만 하는 선수였다”고 돌아봤다. 지난해 5000m 신기록을 세울 때 2초 뒤져 상대적으로 주목받지 못한 같은 팀 후배 정다은(21)도 있다. 김도연은 “함께 훈련하며 놀라곤 한다. 마스터스 분들에게도 배울 게 있고, 조언해 드리고 싶을 때도 있다”고 털어놨다.동아마라톤 국내부 우승으로 8월 자카르타-팔렘방(인도네시아) 아시안게임 출전권을 확보해 곧 태극마크를 단다. 우선 목표는 메달과 자신의 한국기록 경신이다. 그다음 2020년 도쿄올림픽 메달을, 30세 무렵까지는 선수 생활을 이어갈 작정이어서 2024년 올림픽까진 모르겠지만 여하튼 목표를 하나씩 세워 이루겠다고 마음을 다잡는다. 헤어지며 손을 맞잡는데 아귀힘이 가냘프기만 하다. 그런데도 마지막 말은 울림이 크다. “응원해주시길 바랍니다. 제가 계속 노력하지 않으면 영광과 관심이 반짝으로 그친다는 걸 잘 알죠. 그래도 제가 잘하면 다시 관심을 모으겠죠. 옆에서 응원해주지 않아도 제 갈 길을 갈래요. 전 그런 선수랍니다.” 대전 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr ■김도연 선수 프로필 1993년 9월 2일 서울 출생. 신림초-신관중(1년)-서울체중·고. 강원도청-K워터(한국수자원공사). 한국기록 셋 동시 보유(여자 5000m 15분34초17. 여자 하프마라톤 1시간11분00초. 여자 마라톤 2시간25분41초). 다음 목표 : 여자 1만m 기록 경신과 아시안게임 메달. 그다음 목표 : 2020년 도쿄올림픽 메달, 시간 나면 영화 보기. 최근 재밌게 본 영화 : ‘지금 만나러 갑니다’. 좋아하는 가수 : 아이유.

‘장기 칩’은 최근 가장 각광받는 바이오 기술 중 하나다. 첩보 영화에 흔히 등장하는 칩은 보통 전자회로가 놓여 있는 작은 기판을 말한다. 그런데 최근에는 전자회로 대신 살아 있는 세포들을 올려놓고 마치 인공장기처럼 만든 칩이 등장했다. 장기 칩은 특정 장기를 구성하는 세포를 배양해 단순히 올려놓은 간단한 도구가 아니다. 해당 장기의 해부학적, 생리학적 특성을 흉내 낼 수 있도록 만들어져 있다. 처음 만들어진 장기 칩은 ‘폐 칩’이다. 자랑스럽게도 한국인 과학자인 허동은 미국 펜실베이니아대 교수가 주도해 개발한 것이다. 허 교수는 칩에 폐와 모세혈관 세포를 배양해 올려놓았다. 폐 세포에는 가느다란 진공펌프를 연결해 마치 폐가 숨쉬는 것처럼 수축과 팽창을 반복하도록 했다. 모세혈관 세포는 혈관과 비슷한 구조로 혈액이 통하도록 만들었다. 실제 폐처럼 산소와 이산화탄소를 교환하고, 영양소를 공급하며 노폐물을 배출하도록 했다. 장기 칩은 어떻게 보면 매우 작은 인공장기라고 할 수 있다. 전자장치와 연결해 정밀한 자료를 수집하고 분석하는 데 도움이 된다. 처음 폐 칩이 만들어진 이후 심장이나 망막 등 다양한 장기를 흉내 낸 장기 칩이 계속 개발되고 있다. 장기 칩을 이용하면 미세 환경에서 세포의 작동기전이나 세포들 사이에서 이뤄지는 상호작용을 연구할 수 있다. 만약 여러 장기 칩을 연결할 수 있다면 우리 몸 전체를 보다 가깝게 흉내 낼 수 있게 되고 장기들 사이에서 이뤄지는 영향도 함께 연구할 수 있다. 정상적 장기뿐만 아니라 기능이 손상되거나 약화된 장기를 이용할 수 있고 ‘암(癌) 모형’도 만들어 낼 수 있다. 이를 통해 치료법 개발에 큰 도움을 주게 된다. 장기 칩은 신약 개발 방법으로도 매우 유용하다. 신약은 효과와 독성을 파악하기 위해 인간에게 쓰기 전 동물실험을 해야 한다. 그러나 인간 몸에서 효과가 있을지, 어떤 부작용이 나올지 예측하기에는 너무 불충분하다. 실제 동물실험에서 효과가 있는 많은 약제들이 임상시험 성공으로 이어지지 않고 동물실험에서 나타나지 않았던 많은 부작용이 임상시험에서 확인된다. 이런 점에서 인체를 가능한 한 가깝게 흉내 낸 장기 칩은 매우 유용하다. 또 시간이나 비용을 크게 줄일 있다. 가장 중요한 점은 동물실험에 따른 윤리적 문제를 극복할 수 있게 해 준다는 것이다. 최근 영국 과학자들은 ‘간 칩’을 이용해 세계 최초로 B형 간염 바이러스가 인간 간세포를 어떻게 감염시키는지, 면역 세포나 다른 세포들이 어떻게 반응하는지 연구해 ‘네이처 커뮤니케이션’에 보고했다. 이런 장기 칩 기술은 아직 초기 단계지만 발전 속도는 매우 빠르다. 지난해는 ‘장(腸) 칩’을 만들어 아스피린 등 다양한 약제 부작용을 예상할 수 있다는 보고가 나오기도 했다. 또 정상 세포가 아닌 암세포 칩을 이용한 연구 결과도 발표됐다. 이미 이전에 폐 칩을 성공적으로 만들었던 연구진이 이번에는 폐 선암 조직이 자라는 ‘폐암 칩’을 만들었다. 흥미롭게도 연구진은 폐 호흡이 암세포 성장과 전이에 영향을 준다는 점을 밝혔다. 이런 연구 결과는 장기 칩이 아니면 밝혀낼 수 없었을 내용이다. 장기 칩 기술은 아직은 초기 단계다. 그렇지만 매우 빠르게 발전하고 있다. 다행스럽게도 많은 국내 과학자들이 장기 칩 연구를 이미 하고 있거나 새롭게 시작하고 있다. 장기 칩을 이용하면 앞으로 더욱 효과적인 신약 항암제도 개발할 수 있을 것이다. 국가적으로도 더 많은 관심과 지원, 투자가 필요한 시점이다.

3월이면 샛노란 산수유나무와 생강나무부터 시작해 매화나무, 벚나무, 개나리, 진달래 등 화려하고 풍성한 봄꽃들이 피어난다. 그리고 사람들이 봄꽃 나무의 정취에 취해 나무에 활짝 핀 꽃들을 올려다볼 즈음엔 땅에선 연두색의 새잎들이 솟는다. 도시 어디에서나 자라는 쑥도 이때 잎을 틔운다.쑥은 지천에 피어난다. 뿌리를 내릴 공간만 있다면 어디에서든 번식해 뿌리를 뻗는다. 누가 심지 않아도 따뜻해진 봄 공기와 늘어난 해의 길이에 제가 피어날 시기를 알고 잎을 틔운다. 그 시기 사람들은 봄꽃 나무에 홀려 땅을 볼 새 없고, 쑥은 그렇게 조용히, 아무도 모르게 피어난다. 그러다 잎보다 꽃을 먼저 피우는 봄꽃이 시들해질 즈음이면 땅에선 노랗고 붉고 소박한 들풀들이 드디어 꽃을 피우면서, 그제야 사람들은 땅에 핀 들풀들을 쳐다본다. 하지만 이들 사이에서도 눈에 띄지 않는 녹갈색의 쑥꽃은 다른 꽃들에 묻혀 존재감을 드러내지 못한다. 사람들은 쑥꽃을 보려야 볼 새가 없다.그렇게 쑥은 늘 존재감 없는 들풀로, 채소밭 작물의 생장을 방해하는 잡초로 우리 곁에 늘 존재해 왔다. 오죽하면 쑥대밭이란 말이 생겼을까. 쑥대밭은 쑥이 무성하게 자라는 거친 황무지를 일컫고, 그만큼 쑥은 토양의 성격을 가리지 않고 각지에서 다 잘 자란다. 몇 년 전 강화도의 한 회사에서 연락이 왔다. 강화도에서 나는 강화약쑥으로 쑥뜸과 같은 의료 제품을 만드는 회사라고 했고, 이제는 쑥을 이용해 젊은 사람들도 좋아할 만한 향초와 디퓨저, 화장품 같은 제품을 만들려고 한다고 했다. 그리고 이 제품에 식물세밀화가 들어갔으면 좋겠다고도.나는 바로 긍정적인 답변을 보냈다. 나는 평소에 향초나 디퓨저 등 방향 제품이나 화장품에 외국 약용식물들만이 원료로 이용되는 것이 늘 아쉬웠다. 우리나라의 인삼이나 쑥, 귤과 같은 전통 허브식물들이 제품으로 개발된다면 좋을 텐데. 레몬이나 오렌지 같은 시트러스만큼 귤도 좋은 허브식물이 될 수 있을 텐데 말이다. 이 제의는 나의 이런 아쉬움을 충족할 만한 작업이 될 거라 믿었다. 그렇게 쑥을 그리기 시작했다. 쑥은 우리나라에서뿐만 아니라 지구 곳곳 다양하고 많은 지역에 많이 분포하는 식물이다. 세계적으로는 250종이, 우리나라에서는 24종의 쑥이 자생한다. 사철쑥, 개똥쑥, 산쑥, 물쑥, 제비쑥, 실제비쑥, 흰쑥, 더위지기…. 우리나라에 이만큼 다양성을 갖고 있는 식물은 많지 않다. 그만큼 형태도, 환경 변이도 크다. 같은 쑥 종이라도 어떤 기후와 토양 환경인지에 따라서 식물 형태가 다르기도 하다. 그리고 이들은 같은 국화과속 식물들에 비해서 유난히 꽃이 작고 소박하다. 이건 쑥이 사랑받지 못하는 이유이기도 한데, 쑥꽃이 작고 눈에 띄지 않는 건 다 그만한 이유가 있다. 국화과 식물은 대부분 곤충으로 수분을 하는 충매화다. 구절초, 해국 등의 꽃이 화려한 이유는 작은 동물들의 눈에 띄어 그들을 불러 모으기 위한 것이다. 반면 쑥은 바람에 꽃가루를 날리는 풍매화다. 굳이 예쁘고 화려한 색과 형태의 꽃을 가질 필요 없이, 꽃가루와 꽃이 그저 바람에 잘 날릴 만큼 가볍고 작으면 될 뿐이다. 쑥꽃의 생김새는 그들의 번식 기능에 지극히 충실한 형태를 띠고 있는 셈이다. 이런 쑥이 최근 주목을 받고 있다. 이미 오래전부터 여성 질환에 효과가 좋아 여성 의약품과 생리용품 등에 이용돼 왔던 쑥이 최근 우리 몸을 괴롭히는 미세먼지를 해독하는 기능도 가지고 있다고 알려졌기 때문이다. 게다가 3여년 전엔 중국의 여성 과학자 투유유 교수가 개똥쑥에서 추출한 아르테미시닌이라는 성분으로 말라리아 치료제를 개발하고, 그 성과를 인정받아 노벨생리학상을 받기도 했다. 쑥 중에서도 작은 편에 속하는 개똥쑥으로, 그리고 ‘여성’ 과학자가 인류의 거대한 과제 중 하나인 말라리아를 치료할 약을 만들었다는 건 내게 큰 감동으로 다가왔다. 쑥 그림을 그리고 얼마 후 회사에서 만든 향초와 디퓨저를 받았다. 택배에선 쑥 향이 은은하게 났다. 내가 그렸던 쑥 그림이 붙어 있는 상자를 뜯어 옅은 연녹색의 오일이 담긴 디퓨저를 열었을 때, 씁쓸하면서도 은은하고 깊은 향에 놀랐다. 쑥에서 이런 향이 나다니! 작은 들풀의 힘이었다. 역시 쓸모없는 식물은 없다. 이 작은 풀을 가만히 들여다보고 있으면, 인류가 식물을 끊임없이 연구한 이유, 식물에게 이로운 점을 얻을 수 있다고 했던 그 믿음이 어디에서 비롯됐는지, 이제 조금은 알 것 같다.

19세기 미국의 치과의사 호레이스 웰스는 ‘웃음가스’로 불리는 이산화질소가 고통을 못 느끼게 하는 환각 효과가 있다는 것을 우연히 알게 되자 이산화질소를 들이마신 뒤 조수에게 치아를 뽑게 했다. 고통 없이 발치에 성공했지만 이후 공개 실험은 이산화질소의 정확한 양을 알지 못해 실패했다. 그러나 그는 자신을 대상으로 생체실험을 이어 갔고, 사후에 마취에 관한 의학적 성과를 인정받았다.호흡생리학의 권위자인 영국의 존 스콧 홀데인(1860~1936)은 광부들의 사망 소식을 듣고 탄광으로 달려가 죽음의 원인을 밝히기 위해 직접 일산화탄소를 흡입했다. 그의 연구는 당시 심각한 문제였던 광부와 잠수부들의 사망률을 낮추는 데 크게 기여했다. 자신의 몸을 실험 대상으로 삼은 과학자들을 다룬 책 ‘기니피그 사이언티스트’(레슬리 댄디·멜 보링 지음)에 등장하는 사례들이다. 인류의 삶이 나아지길 바라며 ‘셀프 인체 실험’을 마다하지 않은 그들의 숭고한 희생정신에 고개가 절로 숙여진다. 생명과 의료윤리가 정립되지 않은 시대여서 가능했던 일들이다. 그러나 보통 인체 실험이라고 하면 2차 세계대전 때 나치 독일과 일제 731부대가 자행한 악명 높은 생체실험이 떠오른다. 나치 독일은 유대인을 상대로 독가스 실험, 전염병 실험, 쌍둥이 실험 등 온갖 해괴한 인체 실험을 일삼았다. 731부대는 1936년부터 1945년까지 중국 하얼빈에 주둔하며 생체해부 실험과 냉동 실험 등을 저질렀다. 천인공노할 반인간적 범죄의 재발을 막기 위해 국제사회는 1947년 전범 재판인 뉘른베르크 재판에서 일명 ‘뉘른베르크 강령’을 제정했다. 어떠한 인체 실험도 피실험자들이 충분히 정보를 제공받고, 자유로운 의지에 따라 동의할 때에만 허용된다는 게 핵심 내용이다. 이어 1964년 핀란드 헬싱키에서 열린 세계의사회 총회에서 뉘른베르크 강령을 수정·보완한 ‘헬싱키 선언’이 나왔다. 의학적 목적의 임상시험도 엄격한 생명윤리 기준을 충족해야 한다고 천명했다. 폭스바겐, 다임러, BMW 등 독일 자동차 업계가 디젤 차량 배출가스의 유해성 연구를 위해 인체 실험을 한 사실이 밝혀져 충격을 주고 있다. 젊은 남녀 25명에게 4주간 주 1회, 3시간씩 다양한 농도로 질소산화물을 흡입하게 했다고 한다. 최소한의 윤리 의식조차 의심스럽게 만드는 반인륜적 행태가 아닐 수 없다. 더군다나 다른 나라도 아니고, 독일에서 인간 가스 실험이라니 더 끔찍하고 소름 끼친다. coral@seoul.co.kr

인공지능(AI)기술은 최근 눈부신 성장을 거듭하고 있지만 동시에 어두운 이면도 부상하고 있다. 우리 사회는 앞으로 AI와 공존하게 될 것이다. 그 전제 조건 중 하나가 바로 AI에 대한 신뢰성이다. AI가 자동으로 의사 결정한 이유에 대해 설명이 불가능하다면 인간과의 공존이 어려울 것이기 때문이다. 현재 AI 기술에서 가장 성능이 좋은 ‘딥 러닝’ 기술은 설명이 거의 불가능하다. 이세돌 9단과 대국을 펼친 알파고에도 바둑 지식을 습득하기 위해 딥 러닝 기술이 활용됐다. 그러나 현재 기술력으로는 왜 알파고가 바둑을 잘 두는지에 대해 논리적 인과관계를 설명하지 못한다. 사실 딥 러닝 기반의 AI는 경험적인 결과라고 볼 수 있다. 딥 러닝의 모태가 되는 인공신경망을 다양하게 조합해 시험하고 최적화된 결론을 내는 것이다. 알파고 역시 다양한 인공신경망 구조, 입력값 등을 조정해 가며 최상의 결과를 도출했다. 결국 현대의 AI는 이론적으로 엄밀한 접근보다는 경험적으로 최적화된 결과라고 볼 수 있다. 이런 요인 역시 AI의 인과관계를 설명하기 어려운 측면으로 결론지어진다. 자율주행기술을 예로 들어보자. 자율주행 AI는 주행 영상에서 사물을 인식해 의사 결정을 내린다. 그러나 자율주행 AI가 사고를 냈을 경우 원인이 무엇인지 설명할 수 없다면 자율주행 기술을 현실적으로 활용하는 데 걸림돌이 될 것이다. 그렇기 때문에 딥 러닝의 설명 가능성을 밝혀 내는 것은 우리가 AI와 공존할 수 있는 선제적 조건이 될 수밖에 없다. 인공지능 학계는 딥 러닝의 설명 가능성에 대해 주목하고 있다. 2017년 미국 방위고등연구계획국(DARPA)에서는 ‘설명 가능한 인공지능’ 연구를 발족해 올해 수천만 달러 규모의 연구개발(R&D) 자금이 투입됐다. 한국도 지난해 AI 국가전략프로젝트의 일환으로 차세대 학습, 추론 연구를 추진해 설명 가능한 AI를 연구하는 대열에 합류했다. 지난해 4월에는 컴퓨터 하드웨어 전문기업 NVIDIA가 설명 가능한 자율주행자동차 기술을 공개했다. NVIDIA는 자율주행자동차가 운행하는 의사결정을 설명하여 신뢰성을 확보했다. 아직은 초기 단계이기 때문에 완벽한 설명은 불가능하지만 설명 가능한 AI기술이 가져오는 파급효과는 매우 크다고 볼 수 있다. AI의 설명 가능성에 대한 연구는 신경계 정보처리에 대한 단초도 제공할 것이다. 인간이 정보를 저장하고 추론하는 기능은 아직까지 생리학적으로 규명되지 않았다. 인간의 뇌 구조를 모사한 딥 러닝 기술의 설명 가능성은 역으로 인간의 뇌에 대한 설명 가능성으로 이어질 수 있다. AI가 설명 가능해진다면 미래는 AI과 함께 사는 세상이 될 수 있을 것이다.

한국연구재단은 아주대 생명과학과 최상돈 교수가 주도하고 전 세계 2000여명의 과학자가 참여해 만든 ‘신호분자 대백과사전 제2판’이 최근 출간됐다고 21일 밝혔다. 이 백과사전은 인간 유전자 중 생명현상 유지를 위해 핵심적인 역할을 하는 신호관련 유전자 8000여개에 관해 자세히 설명해 놓았다. 독일의 과학전문 출판기업인 ‘스프링거 네이처’에서 이달에 발간한 컬러판 영문서적으로 총 9권, 7176쪽으로 구성됐다. 특히 그림 1893개, 표 247개가 포함돼 있어서 처음 접하는 이들도 쉽게 이해할 수 있도록 만들어졌다. 그동안 포괄적인 유전자 데이터베이스를 구축하려는 시도는 많이 있었지만 대부분이 지나치게 간략하거나 부분적이어서 유전자의 기능과 역할에 대해 알기 어려웠을 뿐만 아니라 연구자의 내용검토가 빠져 있는 것도 많아 불확실하다는 문제점이 있었다. 최 교수가 이끈 집필진이 만든 이번 대백과사전은 찾아보기 쉽게 유전자 이름에 따라 배열했고 유전자나 유전자 집단에 대한 연구배경, 인체 내 생리학적 역할, 앞으로 연구방향에 대해 자세히 설명돼 있다. 최 교수는 “연구 현장에 있는 연구자는 물론 유전자의 기능에 대해 알고 싶은 학생들에게도 고급 지식을 제공하고 연구프로젝트를 설계하는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과일을 씻거나 청소할 때 쓰는 ‘천연세제’ 베이킹 소다가 자연분만을 촉진하고 제왕절개를 줄이는 데 도움이 된다는 연구결과가 나왔다. 17일 영국 일간지 텔레그래프 인터넷판에 따르면 영국 리버풀대학의 수전 레이 분자생리학 교수는 분만 진통이 느리거나 어려울 때 자궁수축을 촉진하는 옥시토신을 투여하기 앞서 베이킹 소다를 물에 타 마시면 자연분만 가능성을 더 높일 수 있다는 연구결과를 발표했다. 분만 진통의 진행이 순조롭지 않은 임신여성 200명을 대상으로 진행한 임상시험 결과 이 같은 사실이 밝혀졌다고 레이 교수는 말했다. 그의 연구팀은 이들을 100명씩 두 그룹으로 나누어 한 그룹엔 베이킹 소다를 탄 물을 마시게 하고 그로부터 1시간 뒤 옥시토신을 투여했다. 다른 그룹엔 옥시토신만 투여했다. 결과는 베이킹 소다 그룹이 대조군에 비해 자연 분만율이 17% 높은 것으로 나타났다. 알칼리성인 베이킹 소다가 진통의 진행을 어렵게 만드는 양수 젖산염의 산성을 중화시키기 때문으로 생각된다고 레이 교수는 설명했다. 이 연구결과는 ‘모태-신생아 의학’(Maternal-Fetal & Neonatal Medicine) 최신호에 실렸다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

귀소본능/베른트 하인리히 지음/이경아 옮김/더숲/462쪽/1만 8000원큰뒷부리도요는 여름에서 가을로 넘어가는 시기에 알래스카를 떠나 호주까지 쉬지 않고 날아간다. 먹이는커녕 물도 마시지 않고 잠도 자지 않으면서 1만㎞를 훌쩍 넘는 태평양 횡단을 끝내고 나면 새의 몸무게는 절반으로 줄어든다. 큰뒷부리도요를 이끄는 힘은 무엇일까. 집으로 돌아가고 싶은 건 인간만이 아니다. 저자인 베른트 하인리히는 뒤영벌과 큰까마귀의 사회행동 연구를 통해 곤충생리학과 동물행동학의 새로운 영역을 개척한 생물학자다. 미국의 가장 큰 삼림지대이자 어린 시절을 보냈던 메인 주의 숲으로 늘 돌아가 살고 싶었던 저자는 개인적 문제였던 ‘귀향’에서 출발해 인간을 비롯한 모든 생물들이 본능적으로 특정 장소로 향하는 현상을 깊게 연구하기 시작한다. 태양을 나침반으로 이용하는 개미, 은하수를 이루는 별무리를 이정표로 삼는 애기뿔소똥구리, 냄새를 이용해 자기가 태어난 고향으로 되돌아오는 연어, 단순히 ‘집’만 만드는 것이 아니라 집 주변에 고유의 주거지와 집을 지키기 위한 댐까지 만드는 비버의 ‘건축법’, 혼자서는 벌망을 만들지 못해 다른 벌과 협력해 동물의 왕국에서 가장 완벽한 집을 만드는 꿀벌까지 저자는 오랜 관찰과 탐구 끝에 대자연의 서사시를 풀어낸다. 책 속에 나오는 동물들의 관찰 그림도 직접 그렸다. 마이크로필름 등을 통해서나 볼 수 있던 미세한 자연의 움직임은 저자의 애정 어린 시선과 깊은 통찰력으로 인간의 삶과 끊임없이 교차되며 살아 숨쉬는 이야기가 된다. 저자도 책이 끝날 무렵 어린 시절을 보낸 메인 주의 작은 마을로 돌아왔다. 그는 “집이란 과거에 대한 이해, 미래에 대한 희망과 계획이 공존하는 곳이란 생각이 들었다. 결국 집은 언제나 상상 속에 머무는 공유된 경험을 통해 만들어지는 것”이라고 말한다. 이 책에서 얻게 되는 건 동물도 사람처럼 집을 짓고, 집을 찾아 돌아가는 귀소본능이 있다는 사실만이 아니다. 모든 조류와 포유류도 보금자리에 대한 기억과 감정을 가지고 있다는 사실이다. “숨 쉬는 공기, 그릇에 담긴 먹이와 물을 제외하고는 거의 모든 것이 결핍된 우리에 동물을 가둘 때, 수많은 동물에게 삶의 터전이나 다름없는 서식지를 파괴할 때조차 인간은 동물의 ‘집’에 대해 별생각이 없다.” 신융아 기자 yashin@seoul.co.kr

서울 강동구가 14일 명일근린공원 공동체텃밭에서 ‘2017년 제1기 강동 도시농업전문가 과정’ 수료식을 개최했다.올해 처음으로 실시된 ‘도시농업전문가 과정’은 그동안 강동구가 운영한 도시농업의 기본과정인 현장농부학교, 도시양봉학교, 생태순환 토종학교, 약초텃밭학교, 실내외 텃밭정원사 과정, 전통식품학교 등을 이수한 도시농부들을 대상으로 지난 5월 16일부터 6개월 동안 진행됐다. 구청 관계자는 “기본과정을 이수한 사람들과 타 기관에서 이미 교육을 받은 사람들을 대상으로 지난 5월부터 심화교육을 처음으로 진행했다”고 설명했다. 이번 과정은 친환경 도시농업을 질적으로 성장시키고 전문 지도자를 양성하기 위한 수업답게 텃밭디자인, 토양학개론, 퇴비만들기, 작물생리학 등으로 구성해 기본 수업과 차별화를 뒀다. 총수강횟수도 24강(주1회·84시간)에 달해 장시간 심도 있게 도시농업에 대해 알아볼 수 있었다는 평가다. 수료자는 총 21명으로 처음 등록한 26명에서 5명이 줄었다. 이번 과정을 통해 배출된 수료생들은 지역 내 협동조합인 ‘도시농담’에서 학교텃밭강사, 텃밭매니저 등 지역의 도시농업 지도자로서 활동하게 된다. 전통식품연구회, 강동도시양봉연구회에서 일할 기회도 갖는다. 강동 도시농업전문가 과정은 2018년 5월에도 운영할 예정으로 참여를 원하거나 관심이 있는 주민은 강동구청 도시농업과로 전화해 문의하면 된다. 이해식 강동구청장은 “관 주도의 도시농업에서 민간이 주도하는 도시농업 분위기로 확산해 나가는 데 이번 전문가 과정을 수료한 주민들의 활동이 큰 도움이 될 것이라 기대한다”고 말했다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr

국내 연구진이 사람의 지방세포에서 뽑은 줄기세포를 이용해 조현병 같은 신경정신질환을 진단하고 치료할 수 있는 기술을 개발했다.장미숙 서울대학교 치의학대학원 교수팀은 유전자 편집 없이 저분자 화합물을 이용해 사람의 지방세포에서 줄기세포를 추출해 신경세포로 분화시키는데 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구성과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. 많은 과학자들이 줄기세포를 이용해 각종 질병을 치료하는 방법을 연구하고 있지만 줄기세포를 환자에게 이식할 경우 돌연변이가 발생해 암으로 변하는 등 문제가 있어 실제 임상 적용에는 한계에 부딪쳐 있다. 성체줄기세포의 경우 암 발생 우려가 적고 환자 스스로의 줄기세포를 사용할 수 있다는 장점은 있지만 배아줄기세포나 유도만능줄기세포에 비해 다른 세포로 분화되는 능력이 떨어진다는 단점이 있다. 성체줄기세포 중 사람의 지방줄기세포는 증식이 쉽고 암 발생 가능성이 안전성면에서도 탁월하지만 다른 세포로 분화되는 분화능에 대한 연구가 많지 않다. 연구팀은 유전자 변형 없이 분자생물학과 전기생리학적 방법으로 지방줄기세포를 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포 등 다양하게 분화시키는데 성공했다. 특히 유전자 변형 없이 지방줄기세포를 여러 종류의 세포로 분화시킴에 따라 종양 발생의 우려없이 신경계 질환과 통증 치료에 도움이 될 것으로 전망되고 있다. 장미숙 교수는 “이번 연구를 통해 환자 스스로의 지방줄기세포에서 비롯된 신경줄기세포나 신경세포를 이용할 수 있기 때문에 조현병이나 우울증 같은 신경정신질환을 미리 예측하는 진단이나 치료에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리는 시계를 보고 시간을 안다. 시계의 핵심부품은 1초에 3만 2768번 진동하는 광물인 ‘석영’이나 시간당 2만 8800번 진동하는 ‘기계식 동력장치’다. 이 부품들이 단위 시간에 정확히 진동하는 특성을 이용해 시간을 측정한다. 일정한 시간마다 반복하는 현상이 있다면 어떤 것이라도 시계로서 기능할 수 있다. 우리의 선조 장영실이 물시계를 발명한 원리도 그와 같다. 그렇다면 생물에도 일정한 간격으로 반복하는 생체시계가 있는 것은 아닐까. 올해 노벨 생리의학상은 생체시계의 분자적 원리를 밝힌 3명의 미국인 과학자 제프리 홀, 마이클 로스배시, 마이클 영 교수가 받았다. 생체시계는 무엇이고 그 메커니즘은 무엇이길래 전 세계 과학계가 주목하는 것일까. 하루 24시간 주기로 반복하는 리듬을 ‘일주기 리듬’이라고 한다. 이 리듬을 총지휘하는 생체시계는 우리 뇌 안에 있다. 시상하부의 ‘시교차 상핵’에 있는 1만여개 세포는 뇌의 다양한 부위에 신호를 보내 일주기 리듬을 관장한다. 세포 핵에 존재하는 생체시계 관련 유전자를 해독해 단백질로 발현하면 그 단백질이 다시 핵으로 들어가서 스스로 단백질 발현을 막는 ‘음성되먹임’ 현상이 나타난다. 다양한 유전자의 복잡한 상호작용으로 24시간 주기로 단백질의 증가와 감소를 반복하는 리듬이 나타난다. 미시적인 분자생물학적 변화가 생물의 거시적 활동을 조절한다는 것이 놀라울 따름이다. 일주기 리듬의 존재를 처음 증명한 시기는 18세기다. 프랑스 과학자 장자크 도르투드메랑은 ‘미모사’라는 식물 특성에 착안해 ‘내인성 리듬’의 존재를 증명했다. 미모사는 낮에 잎을 활짝 폈다가 밤이 되면 잎을 모으고 늘어뜨린다. 빛이 없는 캄캄한 상자에 미모사를 두자 낮과 밤 시간을 구별해 잎을 활짝 펴고 접는 패턴을 유지했다. 미모사 잎의 변화는 외부 빛에 대한 반응이 아니라 식물 내부에서 스스로 돌아가는 생체시계에 의한 것임을 보여 준다. 사람은 어떨까. 1965년 독일 막스플랑크 연구소의 생리학자 위르겐 아쇼프 교수는 시간과 관련한 모든 단서를 차단한 지하 벙커에 실험실을 만들고 그 안에서 3~4주간 생활할 자원자를 모았다. 그 결과 25.9시간 주기로 수면과 각성이 일어나는 것을 발견했다. 30년 뒤 하버드의대 찰스 차이슬러 교수는 실험을 더 정교하게 설계해 24시간 11분 주기로 하루가 반복된다는 것을 확인했다. 일주기 리듬의 교란은 각종 암 , 비만, 고혈압, 당뇨 등 여러 질병과 연관돼 있다. 또 일주기 리듬은 사람마다 다양한 특성을 지닌다. 일찍 자고 일찍 일어나는 사람이 있고 늦게 자고 늦게 일어나는 사람도 있다. 따라서 어떤 사람의 건강상태를 이해할 때 일주기 리듬의 특성을 이해하는 것이 중요하다는 주장이 늘고 있다. 미국 노스웨스턴대의 프레드 튜렉 교수는 올해 미국 수면학회 연례회의에서 “인체 유전자의 10~30%가 일주기 리듬과 관련돼 있다. 많은 질환들이 일주기 리듬과 연관돼 있지만 의학적 치료에는 포함돼 있지 않다”고 역설했다. 똑같은 신체적 조건이어도 일주기 리듬은 다를 수 있다. 이것을 어떻게 개인화해 의학에 적용할지에 대한 고민은 일주기 리듬 연구자뿐만 아니라 모든 의학 연구자의 숙제다. 유전자나 신체적 특성과 더불어 일주기 리듬이라는 요소는 맞춤형 의학에서 매우 중요한 개인 특성 중 하나다. 일주기 리듬과 수면의학을 정밀의학에 융합해 진정한 맞춤형 의학이 이뤄지길 기대해 본다.

현대의학에서 의공학을 이용한 의료기기의 중요성은 설명할 필요가 없다. 의료기기는 사전적 의미로 질병이나 장애의 진단, 예방, 치료를 위해 인체에 쓰며 해부학 또는 생리학적 현상을 조사하는 기기다. 또 의학, 생물학, 공학 등 광범위한 학문 분야에 기반한다.최근 의료기기 사용을 한의사에게 허용하는 내용의 법안이 국회에 제출됐다. 대한한의사협회는 “의료기관 이중 방문에 따른 시간과 경제적 비용 지출을 줄일 수 있을 것”이라며 환영 의사를 밝혔다. 하지만 대한의사협회는 “국민의 생명과 안전을 위협할 수 있다는 가장 근본적 문제점을 간과한 것”이라고 반박했다. 우리는 이 문제에 대해 고민하기 전에 한의학의 정의와 역할에 대해 정확히 알아야 한다. 한의학은 한국 전통의학에서 기원해 인체의 구조, 기능을 탐구하고 질병의 치료, 예방에 대한 방법과 기술을 연구하는 학문이다. 한의학은 사람의 몸을 또 다른 우주로 규정해 서로 관계없어 보이는 기관 사이에도 흐름이 있고 이것이 질병을 치료하는 데 중요한 요소라고 본다. 사람의 몸을 환원적 개체의 모임으로 보는 것이 아니라 하나의 유기체로 본다. 의료기기는 각 장기의 해부학적, 생리적 현상을 관찰해 진단에 도움을 주는 기기다. 그래서 인체의 여러 현상을 밝히는 과학기술이 고스란히 흡수됐다. 대표적인 예가 자기공명영상(MRI), 컴퓨터단층촬영(CT), 초음파검사 등이다. 이들 기기를 임상에 적용할 때는 광범위한 연구 결과를 바탕으로 각 학회가 정기적으로 개정하는 진단기준과 표준지침을 준수한다. 한의학에서 의료기기를 써야 한다면 단순히 서양의학 진단법을 가져다 쓰는 것이 아니라 한의학과 의공학적 연구에 기반한 ‘한의학 의료기기’ 개발을 목표로 해야 한다고 생각한다. 만약 한의학적 관점으로 혈이나 맥, 기를 측정하고 진단과 치료에 적용하고자 한다면 이를 객관화할 수 있는 기기를 개발하고 그 효능을 과학적으로 연구하고 증명하려는 노력이 필요하다. 단지 서양의학의 원리를 차용해 엑스레이나 초음파를 쓴다고 해도 단편적 이미지의 해석에 그쳐서는 안 된다. 정상적인 적혈구 응집반응을 ‘응혈’로, 초음파 입사각도의 변화로 생긴 종괴의 크기 변화를 ‘종양 완치’로 오인해 적절한 치료 기회를 박탈한 예들이 존재하기 때문이다. 어떤 한의학 교수는 “의료기기는 진단을 위한 도구일 뿐이며 이를 쓰는 것이 서양의학과 한의학을 구분하는 기준은 아니다”라고 주장한다. 하지만 이는 한의학의 근본을 부정하는 발언일 수도 있다. 현대 의료기기는 서양의학의 방법론으로 개발해 왔고 그 원리에 따라 적용해야 하는데 한의학적으로 이용하는 것 자체가 어폐가 있기 때문이다. 의공학 발전에 관심이 많은 의학자의 한 사람으로서 정부는 한의사에게 현대 의료기기의 사용을 허용할 것이 아니라 ‘한의학 의료기기’의 개발을 지원해야 한다고 본다. 서양의학에 기반한 기기를 차용한다고 해도 한의학적으로 어떻게 해석하고 적용할지에 대한 연구가 우선이며 현재로서는 학문적 기반이 취약하다. 서양의학의 미시적, 환원적 관점으로 해결할 수 없는 여러 질병이 한의학 치료로 호전되는 예들이 있다고 한다. 그렇지만 문헌을 찾아보려고 해도 과학적 규칙을 충실히 따른 논문을 찾기 어려운 것이 현실이다. 한의학의 과학화는 한의사의 의료기기 사용이 아니라 한의학의 학문적 바탕을 과학적으로 충실히 다지는 연구와 자체 기술 개발에서 출발해야 한다고 생각한다.

오랜 기간 자주 밤낮이 바뀌는 생활을 하면 생체시계에 혼란이 생겨 사망률이 높아질 가능성이 있다는 연구 결과가 나왔다. 17일 일본 아사히신문 보도에 따르면, 일본 교토부립의대 연구팀이 쥐 실험을 통해 위와 같은 경향을 밝혀냈다. 연구팀은 교대 근무를 하는 경우 자주 밤낮이 바뀌지 않도록 시간대를 조정하면 몸의 부담은 물론 생체시계의 혼란을 줄일 수 있다고 설명했다. 생체시계는 주기가 약 24시간인데 이게 흐트러지면 수면장애 등 각종 질환 위험이 커진다는 것은 이미 알려졌다. 하지만, 신체에 미치는 장기적인 영향은 지금까지 알려지지 않았다. 교토부립의대의 야기다 가즈히로 환경생리학과 교수가 이끄는 이번 연구팀은 주변 환경의 밝고 어두움을 전환하는 시간대를 변경해 밝은 시간대를 7일마다 8시간씩 뒤로 늦추는 ‘느슨한 시프트’와 4일마다 8시간씩 앞당기는 ‘힘든 시프트’라는 두 환경에서 1년 9개월간 쥐들의 생물 주기 변화 등을 조사했다. 그 결과, 느슨한 시프트 환경에서는 생체시계의 혼란은 가벼웠지만 힘든 시프트 환경에서는 쥐들이 변화에 적응하지 못하고 활동과 휴식의 생체 리듬이 밤낮과 관계없이 흐트러지는 것으로 나타났다. 힘든 시프트 환경에서는 34마리 중 9마리, 느슨한 시프트 환경에서는 14마리 중 1마리가 죽었다. 죽은 쥐의 67%에서는 백혈구 증가 등 염증 반응이 확인됐다. 이에 대해 야기다 교수는 “교대 근무는 유형에 따라 건강에 미치는 영향이 다를 수 있다”면서 “어떤 방식이 부담이 적을지 추가 연구가 필요하다”고 말했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘수면과 생체리듬’(Sleep and Biological Rhythms) 최신호(13일자)에 실렸다. 사진=ⓒ 포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

임신 후기에 똑바로 누워 자면 태아에게 악영향을 줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 12일(현지시간) 미국 과학전문 사이언스데일리 보도에 따르면, 뉴질랜드 오클랜드대 연구진이 임신 후기(34~38주차) 여성 30명을 대상으로, 이들의 수면 자세와 태아의 건강 상태를 조사한 결과, 임신부가 똑바로 누워 자면 유산 위험이 상승하는 것과 관련이 있는 것으로 나타났다. 영국 생리학회(The Physiological Society)가 발행하는 ‘생리학 저널’(The Journal of Physiology) 최신호(11일자)에 실린 이번 연구는 임신부는 물론, 태아 모두 건강 상태가 양호한 이들만을 대상으로 삼았다. 연구진은 각 임신부가 잠을 잘 때 사전에 적외선 카메라를 설치해 임신부의 수면 자세를 촬영했다. 또한 이때 심전도(ECG) 장치를 사용해 임신부와 태아의 심박 수를 기록했다. 심박 수는 건강 상태를 나타내는 척도 중 하나다. 그 결과, 임신부가 바닥에 등을 대고 똑바로 자면 태아의 심장은 덜 활발해지는 것으로 나타났다. 반면 임신부가 왼쪽이나 오른쪽으로 누워 잘 때만 태아의 심장이 활발한 상태에 있었다. 임신부가 왼쪽으로 누워 자다가 자세를 바꿔 똑바로 누워 자면 태아의 심장 상태 역시 즉시 느려졌다. 현재 연구진은 참가 임신부 중 태아의 성장이 느리거나 태아의 움직임이 감소했다고 보고한 사례를 조사하고 있다. 이는 두 상황 모두 유산 위험이 큰 것과 관련이 있기 때문이다. 이에 대해 이번 연구에 공동 저자로 참여한 피터 스톤 교수는 “태아의 성장이 더딘 경우처럼 태아가 건강하지 못할 수 있는 상황에서 아기는 어머니의 수면 자세에 의한 영향을 고스란히 받는 것일 수도 있다”고 말했다. 또 “현재 우리는 이번 자료뿐만 아니라 지금까지 임신부의 수면 자세가 태아에게 분명히 영향을 주는 사례를 관찰했기에 예비 어머니들에게 임신 후기 동안 똑바로 자는 것을 피해야 한다는 충분한 증거를 제시한다”고 설명했다. 사진= ⓒ Africa Studio / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

많은 아이들은 동물을 좋아합니다. 동물원에 가 보면 대부분의 방문객이 아이를 동반한 부모라는 점만 봐도 그렇습니다. 아이들이 동물을 좋아하는 이유는 뭘까요. 아직 과학적으로 연구된 바는 없습니다. 물론 아직 발표되지 않았을 뿐 전 세계의 수많은 연구자들 중 한 명쯤은 이런 궁금증을 갖고 연구를 진행하고 있지 않을까 하는 생각이 들기도 합니다.경기 과천 서울대공원 동물원을 가면 가장 먼저 관람객을 맞는 동물은 육상 동물 중 목이 가장 긴 기린입니다. 기린사 앞에 모여 있는 아이들은 누구나 엄마, 아빠에게 이런 질문을 합니다. “기린 목은 왜 저렇게 길어요”라고 물으면 부모들은 “높은 나뭇가지에 있는 나뭇잎을 먹으려고 목을 뻗다 보니 목이 길어진 거야”라고 답을 합니다. 쓰면 쓸수록 발달한다는 초기 진화론인 ‘용불용설’에 따른 답이어서 정답이라고 할 수는 없습니다. 지금까지 받아들여지고 있는 진화론적 설명은 목이 긴 기린들이 생존에 유리해 살아남았다는 ‘적자생존’입니다. 사실 기린의 목이 길어진 명확한 이유는 아직 밝혀지지 않았습니다. 동물학자와 진화생물학자들에게 남겨진 숙제이기도 합니다. 물론 창조과학자들이 이야기하는 것처럼 “하나님이 그렇게 만들었기 때문”이라는 답은 제외한 것입니다. 기린 목에 대해 나온 진화적 가설들은 많습니다. 우선 프랑스 박물학자 장바티스트 라마르크가 주장한 것으로 부모들이 아이들에게 설명하는 ‘음식 섭취설’입니다. 라마르크는 기린의 목이 길어진 것은 나뭇잎에 닿기 위해 끊임없이 목을 뻗었기 때문이라고 주장했습니다. 다윈과 동시대에 살았던 영국의 자연사학자 앨프리드 러셀 월리스는 이를 약간 비틀어 “긴 목을 가진 기린이 목이 짧은 기린에 비해 먹이를 먹는 데 유리했기 때문에 살아남을 수 있었다”는 ‘적자생존설’을 주장해 지금까지 받아들여지고 있습니다. 그런데 1949년 영국의 저널리스트 채프먼 핀처가 ‘네이처’에 “다리가 길었기 때문에 물을 마시기 위해서는 목이 길어질 수밖에 없었다”고 주장한 논문을 발표해 기존의 설명이 뒤집히나 했습니다. 그렇지만 과학자들이 기린의 조상 화석을 발굴해 분석한 결과 핀처의 가설은 신빙성이 떨어진다고 판단해 폐기됐습니다. 또 하나 재미있는 가설은 ‘성선택설’에 바탕을 둔 것입니다. 바로 목이 긴 수컷은 머리로 라이벌을 후려칠 수 있고 암컷들은 그런 수컷들을 좋아한다는 설명입니다. 최근에 나온 가설은 ‘체온조절설’입니다. 목과 다리가 길면 부피와 체표면적이 한쪽으로 기울어 열의 축적과 손실 속도가 달라진다는 것입니다. 미국 와이오밍대 동물학과, 남아프리카공화국 프레토리아대 수의학과, 생리학과, 호주 서호주대 인간과학부 공동연구팀이 환경 및 유전학 분야 국제학술지 ‘건조환경 저널’ 10월호에 발표한 논문은 바로 체온조절설을 뒷받침하는 내용입니다. 연구를 이끈 그레이엄 미첼 와이오밍대 동물학과 교수는 “건조한 환경에서 사는 기린은 체온 조절을 편하게 하기 위해 목과 다리가 길어지게 된 것”이라며 “목, 그리고 무릎부터 발목까지 하퇴부의 직경이 작고 긴 기린이 작달막하고 통통한 기린보다 체열을 쉽게 배출할 수 있기 때문에 고온 건조한 환경에서 생존하는 데 유리하다”고 설명했습니다. 이처럼 진화생물학은 자연현상을 가장 잘 설명하는 가설을 끊임없이 찾아 나서는 과정의 산물입니다. 교과서에 나온 이론이라도 자연현상을 더 잘 설명하는 이론이 나온다면 역사 속으로 사라집니다. 이런 과정은 진화론이 틀렸기 때문도 아니고 과학자들이 진화론을 부정하기 때문도 아닙니다. 자연을 설명하는 더 좋은 이론을 만들기 위한 과정입니다. 창조과학이 사이비과학인 이유도 그런 치열한 연구와 토론과정 없이 지구의 나이가 6000년이라는 둥 답을 정해 놓고 모든 조건을 무조건 끼워 맞추는 ‘답정너’이기 때문입니다. edmondy@seoul.co.kr

특별한 이유 없이 몸 일부가 아픈 만성 통증의 원인이 뇌 구조의 신경학적 변화 때문이라는 분석 결과가 나왔다. 이런 변화를 이용해 만성 통증을 완화할 수 있는 길도 열렸다. 이배환·차명훈 연세의대 생리학교실 교수팀은 말초신경 손상을 입은 쥐를 대상으로 만성 통증 조절에 사용되는 ‘운동피질 자극술’을 시행해 이같은 사실을 확인했다고 26일 밝혔다. 연구팀은 실험용 쥐에 인위적으로 신경 손상을 입힌 뒤 운동피질 자극술을 시행한 그룹과 허위로 운동피질 자극술을 시행한 그룹으로 구분했다. 운동피질 자극술이란 운동기능을 담당하는 뇌의 부위에 약한 전류를 흘려보내 통증을 조절하는 수술적 치료법이다. 연구팀에 따르면 운동피질 자극술을 받은 쥐는 그렇지 않은 쥐보다 통증에 대한 과민 반응이 약하게 나타났다. 이 교수는 “이번 동물실험을 통해 운동피질 자극술이 신경병증성 통증을 감소시키고 신경계를 구성하는 세포의 연결망 변화를 유도한다는 사실을 발견했다”며 “운동피질 자극술을 통한 전기적 자극이 뇌의 신경학적 변화를 일으켜 통증 조절 효과가 나타나는 것으로 분석된다”고 설명했다. 연구팀은 운동피질 자극술과 같이 뇌 구조의 신경학적 변화를 일으키는 수술법을 잘 활용하면 만성 통증 조절에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대했다. 차 교수는 “추후 연구를 통해 뇌 신경계 구성 세포의 연결망 변화가 갖는 의미를 더 명확히 밝힌다면 통증이 머릿속에 기억돼 전달되는 과정도 찾아낼 수 있을 것으로 예상한다”고 말했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 최근호에 실렸다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

과학기술계 안팎에서 박기영 신임 과학기술혁신본부장 임명에 대해 비판의 목소리가 커지고 있다.박 본부장은 대통령 정보과학기술보좌관으로 일하던 2005∼2006년, 황우석 전 서울대 교수 논문조작 사건에 연루된 사실이 밝혀져 2006년초에 보좌관 직에서 물러난 바 있다. 박 본부장은 8일 첫 출근을 했다. 박 본부장은 이날 기자들과 간단한 인사를 나눴으나 쏟아지는 질문에는 입을 다물었다. 박 본부장은 이날 오전 11시 30분쯤 정부과천청사 내 과학기술정보통신부 1층 기자실에 들러 출입기자들과 간단한 인사를 나눴다. 기자들은 산적한 과학기술계의 현안, 박 본부장 본인의 ‘황우석 사태’ 연루 문제 등에 관한 질문을 했으나, 박 본부장은 “잘 부탁드린다”, “나중에 또 설명드리겠다” 등 즉답을 회피하고 5분만에 자리를 떴다. 박 본부장은 2006년 당시 황우석 전 서울대 교수의 논문 내용에 기여한 바 없이 공저자로 이름을 올린 사실과, 본인 전공인 식물생리학과 별다른 관계가 없는 과제 2건으로 황 전 교수로부터 연구비 2억 5000만원을 지원받은 사실 등이 드러나 물의를 빚었다. 그러나 서울대·한양대 등 다른 대학 소속 교수들과 달리 처벌이나 학교 차원 징계는 받지 않았고 이에 대한 공개 사과도 하지 않았다. 이 때문에 과학기술계에서는 박 본부장 임명에 대한 비판이 쏟아지고 있다. 연구윤리 문제와 연구비 관리 문제를 일으키고 이에 대한 반성의 기미도 없는 인물이 과학기술정책 집행 컨트롤타워인 과학기술혁신본부를 이끄는 것이 적절하냐는 것이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr