“결혼할 때 가장 중요한 건 마음가짐과 건강입니다” 이혼·상속 전문 신은숙 변호사는 서울신문 유튜브 채널 ‘시냅스-당신을 깨우는 지식’에 출연해 “젊은 층이 결혼을 미루는 가장 큰 이유는 독립적 삶을 중시하는 사고와 경제력에 대한 부담감 때문”이라며 “돈보다 체력, 건강, 가사 분담 같은 현실적 준비가 우선”이라고 조언했다. 2024년 통계청 ‘혼인·이혼 통계’에 따르면, 결혼은 더 이상 ‘당연한 선택’이 아니다. 불과 10년 전 매년 30만 쌍 이상이 혼인하던 것과 달리, 지난해 혼인 건수는 22만 쌍에 그쳤다. 또한 초혼 평균 연령은 남성 33.9세, 여성 31.6세로 10년 전보다 각각 1.5세, 1.8세가 높아졌다. 그럼에도 결혼을 결심했다면 점검해 봐야 할 것에는 무엇이 있을까. 이혼 상담만 5만건 이상 진행한 신 변호사와 함께 결혼 전 ‘파국의 신호’를 짚어봤다. 1. 체력이 무너지면 관계도 무너진다 신 변호사는 결혼을 앞둔 예비부부가 돈 마련만을 우선시하는 현실을 지적했다. 그는 “집과 예식 비용도 필요하지만 돈은 시간이 지나며 마련할 수 있다”면서 “오히려 체력과 마음가짐이 결혼 생활의 갈등을 좌우하는 가장 중요한 요소”라고 주장했다. 특히 가사 노동 분담 문제를 ‘이혼 1순위 원인’으로 꼽았다. 신 변호사는 “일하고 들어와서 청소·분리수거 등 집안일이 쌓여 있으면 갈등이 폭발한다”며 “결혼 전에 나의 체력이 어느 정도인지, 상대와 분담이 가능한지 반드시 점검해야 한다”고 말했다. 2. 육아는 전쟁터, 미리 대비해야 신 변호사는 “아이를 낳는 순간 부부는 사랑이 아닌 전쟁을 시작한다”며 부부가 장기적으로 갈등 없이 생활하기 위해 ‘보조양육자’의 중요성을 이야기했다. 신 변호사는 “맞벌이 부부가 경제활동을 마치고 나서 도저히 집에서 가사노동과 육아를 못 할 것 같다면 반드시 부모와 가사도우미의 도움을 받아야 한다”고 했다. 가사도우미 비용이 많이 드는 문제에 대해서는 “부부가 아이도 낳고 오래 살고 싶다면, 집을 조금 미루고 돈을 덜 모으더라도 가사를 보조할 수 있는 도우미가 절대적으로 필요하다”고 주장했다. 3. 사랑보다 무서운 빚 폭탄 결혼 4년 차 이하 신혼이혼의 경우 ‘빚’을 이유로 이혼 상담을 하는 경우가 늘어나고 있다. 신 변호사는 “고가 자동차 할부금 60개월이 있다거나, 혼수품을 장기 할부로 결제하는 경우가 실제 이혼 사유로 작용하고 있다”며 “최근 혼수품 할부금 700만원 때문에 이혼까지 간 사례도 있었다”고 했다. 이어 “빚은 결혼 시작부터 신뢰를 무너뜨리는 요인”이라며 “결혼 전에 반드시 채무를 정리해야 한다”고 조언했다. 결혼 전 소득과 재산을 투명하게 공개하는 것의 중요성도 강조했다. 신 변호사는 “맞벌이 부부는 생활비를 급여 비율에 맞춰 분담해야 한다”며 “같은 금액을 부담하면 소득이 적은 쪽에서 불만이 쌓인다”고 설명했다. 배우자와 연말마다 투자와 재테크 내역을 정리해 1년 결산을 해보는 것도 권유했다. 신 변호사는 “이혼소송이 제기되면 변호사들이 재산을 다 찾아내고, 어차피 이혼하면 반 털린다”며 “배우자를 믿고 공개해야 한다”고 당부했다. 4. 함께 살아봐야 드러나는 진짜 민낯 연애할 때는 하늘의 별도 따다 줄 것처럼 얘기하던 배우자가 결혼 이후에는 언제 그랬냐는 듯 태도가 변한다. 그렇다면 배우자의 본모습을 미리 알 수 있는 방법은 없을까. 신 변호사는 “연애만으로는 생활 습관이 잘 드러나지 않는다”며 “청결 습관, 소비 습관, 생활 태도를 미리 확인하는 게 좋다”고 조언했다. 최근 신혼여행에서 소변을 본 후 물을 내리지 않는 습관에 충격을 받아 인천공항에서 바로 이혼을 결심한 사례도 있다고 한다. 배우자의 본모습을 미리 확인할 방법으로 ‘결혼 전 동거’와 ‘상대방 부모님 체크’를 꼽았다. 신 변호사는 “연애 때는 안 드러나는 습관이 결혼 후 갈등의 뇌관이 된다”며 “동거를 통해 최소한의 생활 습관을 점검하는 것도 좋다”고 말했다. 이어 “장모와 시아버지가 가정에서 어떻게 행동하는지 보면 배우자의 결혼 후 모습을 미리 알 수 있다”고 했다. [시냅스] 서울신문 영상미디어센터가 선보이는 지식 교양 채널입니다. 뇌의 신경세포를 잇는 시냅스처럼, 세상 곳곳의 흩어진 정보와 이야기를 연결하고자 합니다. 지식은 연결될 때 힘이 됩니다. 지금, 당신의 시냅스를 깨워드립니다.

이차전지 배터리로 자주 쓰이는 리튬(Li)이 알츠하이머병 예방 및 치료제의 후보로 급부상할 수 있다는 해외 연구 결과가 나왔다. 브루스 얀크너 하버드 의과대학 신경학 교수 연구팀은 7년간의 연구 끝에 최근 리튬 금속 손실이 알츠하이머병 발병과 관련이 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 6일(현지시간) 국제 학술지 네이처(nature)에 실렸다. 연구진은 생쥐 실험을 통해 리튬이 부족하면 인지 기능이 약해진다는 점을 알아냈다. 건강한 쥐에게 리튬 함량을 92%까지 줄인 식단을 제공하자 뇌 속 리튬 수치가 낮아지면서 시냅스가 망가지고 기억력도 감퇴한 것이다. 이들 쥐에게 다시 리튬 오로테이트를 투여했더니 기억력이 생후 6개월의 젊은 쥐 수준으로 회복됐다. 리튬 오로테이트는 리튬과 오로트산의 화합물로, 리튬 이온이 세포로 더 잘 스며들도록 돕는다. 리튬은 뇌의 신경세포 간 소통을 원활하게 유지하는 역할을 한다. 이와 함께 세포 찌꺼기를 제거하는 면역세포인 미세아교세포의 활동도 돕는데, 리튬이 부족해지면 이 세포가 제 역할을 하지 못하게 된다. 또 리튬이 부족해지면 알츠하이머병 환자에게서 자주 발견되는 ‘아밀로이드-베타’ 플라크(조각) 형성이 빨라진다. 아밀로이드-베타 플라크는 다시 리튬을 가두어 뇌 기능을 저해하는 악순환을 초래한다. 리튬 손실은 아밀로이드-베타 플라크와 타우 단백질의 엉김도 촉진한다. 이렇게 생긴 덩어리는 신경세포 사이 소통을 방해해 알츠하이머병을 유발하게 된다. 연구진은 이번 연구를 통해 리튬 오로테이트가 쥐의 아밀로이드-베타 플라크와 타우 단백질의 엉김도 억제할 수 있다는 점을 확인했다. 미세아교세포 역시 리튬 오로테이트를 투여하자 아밀로이드-베타 플라크를 훨씬 더 효과적으로 제거했다. 리튬 농도와 인지 기능 간 연관성은 사람을 대상으로 한 비교에서도 드러났다. 연구진은 ▲건강한 사람 ▲초기 인지장애 환자 ▲중증 알츠하이머병 환자 등 노인 세 그룹의 뇌와 혈액에서 금속을 측정했다. 그 결과 초기 인지 장애 환자와 중증 알치하이머병 환자에게서 분석된 27종의 금속 중 리튬 수치만 유의미하게 적었다. 리튬이 알츠하이머병 치료제나 노화 방지 약물로서 잠재력을 지니고 있다는 연구 결과는 이전에도 있었다. 하지만 이번 연구는 리튬이 뇌세포에 수행하는 구체적인 역할, 노년기 리튬 결핍이 노화에 미치는 영향 등을 설명한 첫 사례라는 점에서 의미가 깊다. 체내 리튬 농도를 측정해 알츠하이머병 발병 전부터 위험 요인을 파악할 수 있다는 점도 이번 연구의 성과다. 리튬 오로테이트는 상대적으로 매우 저렴하다는 장점이 있어 현재보다 더 싼 치료제를 개발할 수 있을 거라는 기대감이 커지고 있다. 다만 얀크너 교수는 “리튬이 아직 인간 대상 치료제로 검증되지 않았다”면서 추가 검증 전까지는 리튬 복용을 권장하지는 않겠다고 말했다.

광전자 시냅스를 AI 반도체에 적용 종이처럼 얇고 휘어지는 기판 구현 가능웨어러블 기기, AI 센서 등 활용 기대 단국대학교는 화학공학과 최준환 교수가 한양대 유호천·오세용 교수팀과 빛을 이용해 인간 뇌처럼 학습하는 차세대 AI 반도체(뉴로모픽 반도체)를 개발했다고 5일 밝혔다. ‘뉴로모픽 반도체’는 인간 뇌 신경망 구조(시냅스)를 모방해 뇌처럼 신호를 처리하고 학습하는 반도체다. 기존 반도체와 달리 연산장치(CPU)와 메모리를 하나의 칩으로 통합해 전력 소모를 크게 줄이고, 많은 데이터를 한 번에 처리할 수 있어 차세대 반도체로 꼽힌다. 주로 전기 신호를 활용한 기존 뉴로모픽 반도체는 최근 빛을 이용한 광전자 시냅스 소자가 핵심 기술로 주목받고 있다. 이 소자는 종이처럼 얇고 휘어지는 기판에 구현이 가능하다. 연구팀은 트랜지스터 소자에 이중 절연막 구조를 도입해, 고분자 절연층 사이 빛에 의해 생성된 전하를 포획·저장하는 구조를 구현했다. 기체 상태에서 상온 공정으로 고분자 절연층을 제작하고, 유기 반도체 소재를 적용해 종이 명함 기판 위에 구현에 성공했다. 최준환 교수는 “이번 연구는 광전자를 이용해 단일 소자에서 메모리와 시냅스 기능을 통합한 사례”라며 “향후 웨어러블 기기, 인공지능 센서, 보안 플랫폼 등 다양한 분야로 확장이 기대된다”고 설명했다. 이번 연구 결과는 국제 저명 학술지 ‘npj Flexible Electronics’(2024년 IF=15.5)에 2025년 7월 온라인 게재됐다. 논문명은 ‘Photoresponsive dual-mode memory transistor for optoelectronic computing: charge storage and synaptic signal processing’(광전자 컴퓨팅을 위한 광 반응성 이중 모드 메모리 트랜지스터 : 전하 저장 및 시냅스 신호 처리)‘다. 연구는 한국연구재단 개인 연구사업(중견연구) 지원받아 진행됐다.

서울과학기술대학교(이하 서울과기대) 화공생명공학과 이은호 교수가 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 세계적 학술지 ‘머티리얼스 호라이즌(Materials Horizons)’이 선정하는 ‘Emerging Investigator’ 시리즈에 이름을 올렸다. 이 시리즈는 재료과학 및 화학 분야에서 창의적이고 영향력 있는 연구를 주도하고 있는 전 세계 신진 연구자 중 뛰어난 연구 성과와 향후 발전 가능성이 기대되는 유망한 과학자를 선정해 소개하는 프로그램이다. 1841년에 설립된 영국 왕립화학회는 세계적으로 가장 오랜 역사와 권위를 가진 화학 전문 학술기관으로, 연구출판, 과학정책, 국제협력 등 다양한 채널을 통해 전 세계 연구자들의 학문적 교류와 혁신을 주도하고 있다. 특히, ‘머티리얼스 호라이즌’은 재료 화학 분야의 최신 흐름을 선도하는 저널로, 영국 왕립화학회의 플래그쉽 저널 중 하나로 평가된다. □이번 선정은 이은호 교수가 유기 반도체 내 이온-고분자 상호작용 제어를 기반으로 한 인공지능용 인공 시냅스 소자 및 뉴로모픽 플랫폼 개발에서 보여준 연구 성과와 해당 분야의 학제 간 융합적 접근 및 기술적 파급 가능성을 종합적으로 인정받은 결과다. 이 교수는 “기초적인 분자 수준에서 이온-고분자 상호작용과 레독스 메커니즘을 규명하기 위해서는 재료 설계뿐만 아니라 전기화학적 해석, 물리화학적 모델링, 계산과학 기법을 아우르는 다학제적 접근이 필수적”이라며, “앞으로는 이러한 기초 전기화학 원리를 바탕으로 차세대 신경모사 플랫폼을 접목한 전기화학 센서 및 바이오인터페이스 등 다양한 실용적 응용 가능성을 집중 탐구할 계획”이라고 밝혔다. 현재 이 교수는 전해질 기반 유기 트랜지스터를 활용한 이온-고분자 상호작용 분석 및 소자 설계 연구를 수행 중이며, 관련 성과들을 세계적으로 권위 있는 국제학술지에 꾸준히 게재하고 있다. 또한, 국내외 연구자들과의 협업을 통해 재료과학, 전자공학, 계산과학이 융합된 인공지능 소자 개발의 실현 가능성을 다각도로 확장해 나가고 있다.

최근 인공지능(AI) 기술이 비약적으로 발전한 배경 중 하나로 강력한 그래픽처리장치(GPU) 등장이 거론됩니다. 그래픽 연산을 위해 중앙처리장치(CPU)보다 단순하고 작은 연산 유닛을 대량으로 탑재한 것이 수많은 행렬 연산을 통해 인공 신경망을 소프트웨어적으로 구현하기에 안성맞춤이었던 것이죠. 이제 GPU는 이름처럼 그래픽처리장치가 아니라 AI 연산 장치로 더 주목받고 있습니다. 하지만 GPU가 태생부터 인간의 뇌를 모방한 프로세서는 아닙니다. AI 연산을 위한 유닛만 따로 모은 신경망처리장치(NPU) 역시 사정은 마찬가지입니다. 이들은 모두 소프트웨어적 방법으로 신경망을 시뮬레이션하는 장비라고 할 수 있습니다. 사실 과학자들은 오래 전부터 하드웨어적으로 뉴런을 모방한 프로세서를 개발해 왔습니다. 이를 뉴로모픽 컴퓨팅(neuromorphic computing)이라고 하는데, 1980년대 미국 캘리포니아 공과대학의 캐버 미드 교수가 명명했다고 알려져 있습니다. 다만 이 시기에는 뉴런을 모방한 복잡한 프로세서를 제조할 만한 기술이 없었습니다. 1990년대에 사용되던 프로세서의 트랜지스터 집적도는 300만개를 조금 넘는 수준이었는데, 뉴런만 1000억개에 달하는 인간의 뇌를 모방한다는 것은 불가능한 일이었습니다. 하지만 21세기 들어서 프로세서 제조 기술이 발전하고 인공지능이 다시 주목받자 뉴로모픽 컴퓨터 개발도 활기를 띠기 시작했습니다. IBM의 트루노스(TrueNorth), 인텔의 로이히(Loihi)가 2010년대 후반 등장한 대표적인 뉴로모픽 칩입니다. 다만 GPU 기반 인공신경망 기술이 눈부신 발전을 거듭해 실생활 깊숙이 침투한 것과는 달리, 뉴로모픽 칩은 의미 있는 성과를 거두지 못했습니다. 이론적으로는 인간의 뇌를 모방한 인공 신경망이 GPU 기반 기술보다 우수할 것 같지만, 실제로는 뉴로모픽 칩이 여전히 의미있는 직접도를 구현하지 못해 이렇다 할 성과를 거두지 못하고 있습니다. 그래도 도전은 계속되고 있습니다. 뉴로모픽 칩 연구를 주도하는 기관 가운데 하나인 미 국립 산디아 연구소는 지난해 인텔 로이히2 칩을 이용한 할라 포인트 (Hala Point) AI 컴퓨터를 도입했습니다. 로이히2 칩은 23억개의 트랜지스터에 100만 개의 뉴런을 집적한 칩입니다. 할라 포인트는 로이히2 칩 1152개를 모아 11억 5000만개의 전자 뉴런을 구현했습니다. 여기에 산디아 연구소는 최근 영국 맨체스터대 연구팀이 개발한 스핀네이커 (SpiNNaker·Spiking Neural Network Architecture) 뉴로모픽 칩 아키텍처의 최신 버전인 스핀네이커2를 도입해 첫 가동에 들어갔습니다. 스핀네이커는 ARM 아키텍처 기반 뉴로모픽 칩입니다. 2018년에 공개한 뉴로모픽 컴퓨터는 100만개의 코어를 연결해 1억개의 뉴런을 흉내 낼 수 있었습니다. 여기서 파생된 뉴로모픽 스타트업인 스핀클라우드(Spinncloud)는 스핀네이커보다 10배 빠른 뉴로모픽 컴퓨터를 목표로 스핀네이커2를 개발했습니다. 공개된 스핀네이커2 시스템은 여러 개의 프로세서와 메모리를 탑재한 대형 메인보드가 24개 결합해 17만 5000개의 ARM 코어를 구성하고 있습니다. 흥미로운 사실은 솔리드스테이트드라이브(SSD) 같은 저장장치가 없다는 것입니다. 실제 뇌와 마찬가지로 뉴로모픽 컴퓨터도 꺼지지 않고 계속 작동하는 시스템이기 때문입니다. 산디아 연구소는 최종적으로 1억 5000만~1억 8000만개 뉴런을 구현할 계획입니다. 이것 역시 인간의 뇌에 비해 현저히 적은 숫자지만, 점점 더 실제 생물의 뇌와 비슷한 수준으로 늘려 나갈 계획입니다. 아직 뉴로모픽 컴퓨팅은 걸음마 단계를 조금씩 벗어나려고 하는 수준에 불과합니다. 하지만 뉴런을 모방하는 것이 아니라 진짜 뉴런과 시냅스에 가까운 구조를 지닌 만큼 정말 인간처럼 생각하고 자의식이나 감정을 지닐 수 있는 쪽은 오히려 뉴로모픽 컴퓨터일 수도 있습니다. 그것이 인간에게 축복이 될지 재앙이 될지는 모르겠지만, 만약의 가능성을 생각해 AI 기술을 통제할 방법이 뉴로모픽 컴퓨터에게도 필요할 것입니다.

최근 인공지능(AI) 기술이 비약적으로 발전한 배경 중 하나로 강력한 그래픽처리장치(GPU) 등장이 거론됩니다. 그래픽 연산을 위해 중앙처리장치(CPU)보다 단순하고 작은 연산 유닛을 대량으로 탑재한 것이 수많은 행렬 연산을 통해 인공 신경망을 소프트웨어적으로 구현하기에 안성맞춤이었던 것이죠. 이제 GPU는 이름처럼 그래픽처리장치가 아니라 AI 연산 장치로 더 주목받고 있습니다. 하지만 GPU가 태생부터 인간의 뇌를 모방한 프로세서는 아닙니다. AI 연산을 위한 유닛만 따로 모은 신경망처리장치(NPU) 역시 사정은 마찬가지입니다. 이들은 모두 소프트웨어적 방법으로 신경망을 시뮬레이션하는 장비라고 할 수 있습니다. 사실 과학자들은 오래 전부터 하드웨어적으로 뉴런을 모방한 프로세서를 개발해 왔습니다. 이를 뉴로모픽 컴퓨팅(neuromorphic computing)이라고 하는데, 1980년대 미국 캘리포니아 공과대학의 캐버 미드 교수가 명명했다고 알려져 있습니다. 다만 이 시기에는 뉴런을 모방한 복잡한 프로세서를 제조할 만한 기술이 없었습니다. 1990년대에 사용되던 프로세서의 트랜지스터 집적도는 300만개를 조금 넘는 수준이었는데, 뉴런만 1000억개에 달하는 인간의 뇌를 모방한다는 것은 불가능한 일이었습니다. 하지만 21세기 들어서 프로세서 제조 기술이 발전하고 인공지능이 다시 주목받자 뉴로모픽 컴퓨터 개발도 활기를 띠기 시작했습니다. IBM의 트루노스(TrueNorth), 인텔의 로이히(Loihi)가 2010년대 후반 등장한 대표적인 뉴로모픽 칩입니다. 다만 GPU 기반 인공신경망 기술이 눈부신 발전을 거듭해 실생활 깊숙이 침투한 것과는 달리, 뉴로모픽 칩은 의미 있는 성과를 거두지 못했습니다. 이론적으로는 인간의 뇌를 모방한 인공 신경망이 GPU 기반 기술보다 우수할 것 같지만, 실제로는 뉴로모픽 칩이 여전히 의미있는 직접도를 구현하지 못해 이렇다 할 성과를 거두지 못하고 있습니다. 그래도 도전은 계속되고 있습니다. 뉴로모픽 칩 연구를 주도하는 기관 가운데 하나인 미 국립 산디아 연구소는 지난해 인텔 로이히2 칩을 이용한 할라 포인트 (Hala Point) AI 컴퓨터를 도입했습니다. 로이히2 칩은 23억개의 트랜지스터에 100만 개의 뉴런을 집적한 칩입니다. 할라 포인트는 로이히2 칩 1152개를 모아 11억 5000만개의 전자 뉴런을 구현했습니다. 여기에 산디아 연구소는 최근 영국 맨체스터대 연구팀이 개발한 스핀네이커 (SpiNNaker·Spiking Neural Network Architecture) 뉴로모픽 칩 아키텍처의 최신 버전인 스핀네이커2를 도입해 첫 가동에 들어갔습니다. 스핀네이커는 ARM 아키텍처 기반 뉴로모픽 칩입니다. 2018년에 공개한 뉴로모픽 컴퓨터는 100만개의 코어를 연결해 1억개의 뉴런을 흉내 낼 수 있었습니다. 여기서 파생된 뉴로모픽 스타트업인 스핀클라우드(Spinncloud)는 스핀네이커보다 10배 빠른 뉴로모픽 컴퓨터를 목표로 스핀네이커2를 개발했습니다. 공개된 스핀네이커2 시스템은 여러 개의 프로세서와 메모리를 탑재한 대형 메인보드가 24개 결합해 17만 5000개의 ARM 코어를 구성하고 있습니다. 흥미로운 사실은 솔리드스테이트드라이브(SSD) 같은 저장장치가 없다는 것입니다. 실제 뇌와 마찬가지로 뉴로모픽 컴퓨터도 꺼지지 않고 계속 작동하는 시스템이기 때문입니다. 산디아 연구소는 최종적으로 1억 5000만~1억 8000만개 뉴런을 구현할 계획입니다. 이것 역시 인간의 뇌에 비해 현저히 적은 숫자지만, 점점 더 실제 생물의 뇌와 비슷한 수준으로 늘려 나갈 계획입니다. 아직 뉴로모픽 컴퓨팅은 걸음마 단계를 조금씩 벗어나려고 하는 수준에 불과합니다. 하지만 뉴런을 모방하는 것이 아니라 진짜 뉴런과 시냅스에 가까운 구조를 지닌 만큼 정말 인간처럼 생각하고 자의식이나 감정을 지닐 수 있는 쪽은 오히려 뉴로모픽 컴퓨터일 수도 있습니다. 그것이 인간에게 축복이 될지 재앙이 될지는 모르겠지만, 만약의 가능성을 생각해 AI 기술을 통제할 방법이 뉴로모픽 컴퓨터에게도 필요할 것입니다.

국내 연구진이 밝기가 일정하지 않은 상황에서 사물의 윤곽 정보를 효율적이고 정확하게 추출하는 비전 센서를 개발했다. 자율주행, 드론, 로봇 기술에서 주변 환경을 더 빠르고 정확하게 인식하는 데 도움이 될 전망이다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 최문기 교수팀은 한국과학기술연구원(KIST) 최창순 박사팀, 서울대학교 김대형 교수팀과 공동 연구로 시냅스 모방 로봇 비전 센서를 개발했다고 4일 밝혔다. 비전 센서는 기계의 눈 역할을 하는 부품이다. 센서가 감지한 정보는 뇌 역할을 하는 프로세서로 전달돼 처리된다. 이때 정보가 여과 없이 전달되면 전송 데이터가 늘어나 처리 속도가 느려지고, 인식 정확도도 떨어진다. 조명이 급격히 바뀌거나 밝고 어두운 영역이 뒤섞인 상황에서 이런 문제는 더 두드러진다. 이에 연구진은 뇌 시냅스에서 일어나는 도파민-글루타메이트 신호 전달 경로를 모방해 윤곽선처럼 명암 대비가 큰 시각 정보만을 골라낼 수 있는 비전 센서를 개발했다. 연구진은 뇌에서 도파민이 글루타메이트를 조절해 중요한 정보를 강화하는 원리를 모방하도록 센서를 설계했다. 연구진은 실험을 통해 이 비전 센서가 영상 데이터 전송량을 기존 대비 91.8% 줄이면서 객체 인식 시뮬레이션의 정확도는 86.7%까지 끌어올린 것으로 확인했다. 최문기 교수는 “눈 자체에 뇌의 일부 기능을 부여한 ‘인 센서 컴퓨팅’ 기술을 적용해 영상 데이터의 밝기와 대비를 스스로 조절하고, 불필요한 정보는 걸러낸다”며 “초당 수십 기가비트에 달하는 영상 데이터를 처리해야 하는 로봇 비전 시스템의 부담을 근본적으로 줄여줄 수 있다”고 밝혔다. 최창순 박사는 “이번 기술은 로봇·자율주행 자동차·드론·사물인터넷 기기 등 다양한 비전 기반 시스템에 폭넓게 적용할 수 있다”며 “데이터 처리 속도와 에너지 효율을 동시에 높일 수 있어 차세대 인공지능 비전 기술의 핵심 설루션으로 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 이번 연구 결과는 지난달 ‘사이언스 어드밴시스’ 온라인판에 실렸다.

하루에 4시간만 자도 푹 잤다고 느끼는 사람들의 비결이 유전자 돌연변이에 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 과학 전문매체 라이브사이언스 등의 최근 보도에 따르면 미 캘리포니아대학교 샌프란시스코캠퍼스 잉후이 푸 교수 연구팀은 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS)를 통해 수면 시간이 짧아도 건강을 유지하는 사람들 이른바 ‘숏 슬리퍼’(Short Sleeper)의 유전자에서 공통된 돌연변이를 발견했다고 밝혔다. 지금까지 과학자들은 숏 슬리퍼와 관련한 4개 유전자(DEC2, ADRB1, NPSR1, GRM1)에서 5종의 돌연변이를 발견했는데 푸 교수 연구팀은 최근 연구에서 ‘SIK3’ 유전자에서 돌연변이를 발견했다. 이 유전자는 수면 시간과 깊이를 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 연구팀이 실험용 쥐에 이 돌연변이가 발현하도록 한 결과 돌연변이가 있는 쥐는 일반 쥐보다 하루 평균 31분 덜 자는 것으로 나타났다. 또한 돌연변이가 있는 쥐의 뇌 시냅스에서 SIK3 관련 효소 활성이 증가해 수면 효율이 향상된 것으로 드러났다. 푸 교수는 “우리 몸은 잘 때도 계속해서 작동하며 스스로 해독하고 손상을 복구한다”며 “선천적으로 수면 시간이 짧은 사람들은 잠자는 동안 해독과 손상 회복 속도가 일반 사람보다 더 높다”고 밝혔다. 연구팀은 이번 연구가 수면장애를 더욱 효과적으로 치료하는 방법을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 내다봤다.

표준국어대사전에서 ‘지도’는 ‘지구 표면의 상태를 일정한 비율로 줄여, 이를 약속된 기호로 평면에 나타낸 그림’이라고 풀이돼 있다. 인류 역사를 살펴보면 지도는 사전에서 설명하는 그저 위치를 설명하는 길잡이 이상의 의미를 갖는다. 그리스 천문학자이자 지리학자 프톨레마이오스가 최초로 만든 세계지도는 지구에 대한 인류의 생각을 바꿨고, 천문학자 튀코 브라헤의 별 지도는 우주에 대한 관점을 변화시켰다. 갈레노스, 레오나르도 다빈치, 베살리우스가 만든 인체 지도는 현대 의학을 발전시키는 계기가 됐다. 뇌 과학자들이 뇌 지도를 제작하려는 이유는 인간이 누구인지, 인간과 동물 간 차이는 무엇인지를 더 잘 이해하기 위해서다. ●사람과 닮은 생쥐 뇌 지도 제작 성공 ‘마이크론스’(MICrONS·Machine Intelligence from Cortical Networks) 프로젝트 연구진은 생쥐의 뇌세포 구조와 연결에 대한 상세한 지도를 제작해 공개했다. 사람의 뇌 지도 작성에 앞서 인간과 비슷한 쥐의 뇌에 대한 정밀 지도를 만들어 본 것이다. 이 연구에는 미국 프린스턴대 프린스턴 신경과학 연구소를 중심으로 베일러 의과대, 존스 홉킨스대, 앨런 뇌과학 연구소, 라이스대, 매사추세츠공과대(MIT), 카네기멜런대, 과학재단(NSF) 인공·자연 지능 연구소, 스탠퍼드대, 코넬대, 그리스 헬라스 연구 기술재단 분자생물학 및 생명공학 연구소, 독일 튀빙겐대, 괴팅겐대 등이 참여했다. 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’와 ‘네이처 메소드’ 4월 10일자에 8편의 논문으로 실렸다. ●뇌 알고리즘 규명 통해 컴퓨터에 적용 앞서 2023년 12월에는 미국 ‘뇌 이니셔티브 세포 센서스 네트워크’(BICCN) 연구팀이 생쥐 뇌를 구성하는 전체 세포의 유형을 분류하고 특성을 밝힌 가장 포괄적인 뇌세포 상세 지도를 완성해 ‘네이처’에 9편의 논문으로 발표한 바 있다. BICCN은 인간과 쥐, 비인간 영장류 뇌를 구성하는 다양한 유형의 세포를 분석하고 포괄적인 뇌세포 지도를 제작하기 위한 연구 프로젝트다. 반면 마이크론스는 역공학(리버스 엔지니어링) 기법으로 뇌의 알고리즘을 규명한 뒤 컴퓨터에 적용해 인간처럼 생각하는 컴퓨터 개발을 목표로 하는 좀더 실용적인 연구 프로젝트다. 뇌는 신경세포(뉴런)를 포함해 복잡한 세포망으로 구성돼 있다. 뉴런은 자극을 받으면 활성화되고 시냅스를 통해 서로 연결된다. 기억, 판단, 사고 등 인지 기능은 뉴런의 활성화와 세포 간 연결성에 따라 달라지는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 포유류의 뇌 회로에 대해 더 자세히 알아보기 위해 생쥐의 시각에 관여하는 피질에서 1㎣를 떼 인공지능으로 정밀 분석한 뒤 뇌 지도로 만들었다. 그다음 연구팀은 뉴런이 활성화되면 형광 단백질을 방출하도록 유전자 변형한 생쥐를 트레드밀 위를 달리게 하면서 시각 피질의 7만 5000개 뉴런 활동을 기록했다. 이 활동 데이터를 생쥐 시각 피질 1㎣에 대한 뇌지도와 매칭시킨 결과 20만 개 이상의 뇌신경 세포와 약 8만 4000개의 뉴런, 5억 2400만 개의 시냅스가 연결된다는 사실을 확인했다. 또 이들을 연결하는 신경세포 망은 약 5.4㎞에 이른다는 것도 발견했다. ●뉴런과 시냅스 작동원리를 알아내다 마릴라 페트코바 하버드대 분자·세포 생물학과 박사는 “생쥐의 시각 피질은 인간을 포함한 다른 포유류와 유사성을 공유하기 때문에 이번 연구로 뇌의 특정 부위에서 뉴런과 시냅스가 어떻게 작동하는지를 알 수 있게 됐다”고 평가했다.

특유의 향기로 오랫동안 사랑을 받아온 허브 식물 로즈마리는 ‘나를 잊지 말아요’라는 꽃말로도 유명하다. 최근 미국의 한 연구진은 꽃말 그대로 로즈마리 속 성분이 알츠하이머 증상을 개선하는 데 도움을 줄 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 미국 캘리포니아주 샌디에이고의 기초생의학 연구소 ‘스크립스 리서치’의 연구진은 지난달 발표한 논문에서 로즈마리와 또다른 허브 식물인 세이지에서 발견되는 카르노산(酸)이 알츠하이머에 수반되는 염증을 완화해준다고 밝혔다. 카르노산은 기존에 항산화 및 항염증 작용을 하는 것으로 알려져 있으나 순수한 형태는 불안정한 성질을 가지고 있다. 이 때문에 연구진이 당면한 주요 과제 중 하나는 카르노산이 뇌에서 충분히 지속해서 효과를 발휘할 수 있도록 안정적인 형태로 만드는 것이었다. 폭넓은 실험 끝에 연구진은 탈아세틸화 된 카르노산(diAcCA), 즉 안정적인 유도체를 개발했다. 탈아세틸화 카르노산은 장에서 혈류로 흡수될 때 순수 카르노산보다 흡수율이 약 20% 높았고, 그 덕분에 치료에 충분한 수준으로 뇌에 도달할 수 있었다. 연구진은 알츠하이머에 걸린 쥐를 대상으로 3개월간 일주일에 3회 안정적인 유도체와 위약을 투여했다. 안정적인 유도체가 투여된 쥐들은 기억력이 향상됐고, 신경세포 시냅스가 증가했으며, 염증이 감소하고 알츠하이머를 유발하는 독성 단백질이 더 많이 제거됐다. 알츠하이머가 발병하면 시냅스의 상당 부분과 주요 뉴런 경로가 파괴되는 바람에 기억력 감퇴가 뒤따른다. 논문의 제1저자인 스튜어트 립튼 박사는 “유도체 투여한 쥐는 여러 기억력 테스트에서 향상된 결과를 나타냈다”면서 “기억력 감퇴 속도를 늦추는 데 그치지 않고 사실상 정상 수준으로 개선됐다”고 강조했다. 연구진은 이 연구 결과가 알츠하이머 증상 개선에 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 다만 안정적인 유도체가 사람의 뇌에서도 동일한 효과가 있는지 확인하려면 임상시험을 거쳐야 한다. 카르노산이 항염증 효능이 있다는 점을 고려할 때 연구진은 제2형 당뇨병과 파킨슨병에도 비슷한 치료법이 적용될 가능성을 기대하고 있다. 또 현재 사용 가능한 다른 알츠하이머 치료제와 함께 탈아세틸화 카르노산이 함께 사용될 가능성도 있다고 보고 있다. 이 화합물은 이미 섭취해도 안전한 것으로 알려진 카르노산의 변형된 형태이기 때문에 새로운 약물이 빠른 시일 내에 개발될 수 있을 것으로 기대된다.

축구 국가대표 주장 손흥민(32)이 비시즌에도 단 음식을 조절한다고 밝힌 가운데, 단 음식에 들어있는 설탕이 치매와 우울증 위험을 높일 수 있어 주의가 필요하다는 분석이 나왔다. 최근 유튜브 채널 ‘하나TV[하나은행]’에는 ‘손흥민이 가장 좋아하는 달달구리는?’라는 제목의 영상이 올라왔다. 영상에서 제작진은 손흥민에게 달달한 음식을 좋아하는지 물었고 손흥민은 “관리 때문에 자주 먹지는 못하지만, 엄청 좋아한다”고 답했다. 이어 “비시즌 중에는 다소 내려놓고 먹고 있기는 하는데 아침, 저녁 때보다는 점심 때 먹으려고 한다”고 덧붙였다. 이후 손흥민은 단 음식 이상형 월드컵을 진행하며 밀크초콜릿, 캐러멜 팝콘, 치즈 케이크, 달고나, 쿠키, 젤리 등 여러 디저트에 관한 이야기를 꺼냈다. 손흥민이 비시즌에도 단 음식 섭취는 적절히 조절하려는 것처럼 전문가들 역시 단 음식이 건강에 악영향을 줄 수 있다며 섭취량을 조절할 것을 당부했다. 먼저 설탕은 우울한 감정을 악화시킬 수 있다. 체내로 들어온 설탕이 혈당 스파이크를 발생시키기 때문이다. 혈당 스파이크는 피곤함과 기분 저하, 우울감 악화의 원인이 된다. 지속적인 혈당 스파이크로 인해 발생하는 인슐린 내성도 우울증 위험을 증가시킨다. 이와 관련해 미국 스탠퍼드 의대 연구진은 지난 2021년 “인슐린 저항성이 있는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 주요 우울 장애에 걸릴 위험이 두 배 이상 높다”고 밝혔다. 연구진은 “우울하다고 냉장고에 있는 아이스크림과 과자를 꺼내서 먹는 것은 오히려 우울증을 악화시키는 행위”라며 “우울한 하루를 보냈다면 설탕이 들어있는 아이스크림이나 과자보다는 사과 같은 과일을 먹는 것이 더 좋다”고 조언했다. 또한 천연 당이 아닌 인공적으로 첨가된 당을 너무 많이 섭취하면 뇌에서 신경영양인자(BDNF)가 덜 생성된다. BDNF는 학습을 하거나 기억을 형성하는 데에 뇌를 돕는 역할을 한다. 다시 말해 BDNF가 부족하면 학습·기억 기능이 떨어지게 된다는 의미다. 미국 캘리포니아대학교 로스앤젤레스캠퍼스 연구팀에 따르면, 과당을 너무 많이 섭취한 쥐는 뇌 내 시냅스(신경 접합부) 활성에 손상을 입었다. 뇌세포와 뇌세포를 이어주는 기능이 약해지게 된 것이다. BDNF 수치가 낮아지면 치매 유형 중 하나인 알츠하이머병과 같은 질환의 원인이 될 수 있다. 알츠하이머 역시 기억 형성에 문제가 생기는 질환인데, 만성적인 당분 과다 섭취가 BDNF를 억제해 뇌 기능을 저하시킬 수 있다.

소리 들을 때 신경 활동에 잔영 남겨 입력된 자극과 비교해 강하게 반응외부서 동시다발적 감각 신호 올 때우선순위 정해 의사결정 과정 확인 과학기술 발전으로 거대 우주와 극소 미립자의 비밀이 속속 밝혀지고 있지만, 우리 양쪽 귀 사이에 존재하는 1.4㎏짜리 물체의 수수께끼는 여전히 베일에 싸여 있다. 단단한 머리뼈 속에 자리잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 ‘뇌’는 우리 몸무게의 2% 정도에 불과하다. 그렇지만 몸속으로 들어오는 산소 15%와 포도당 50%를 사용하고 1000억개의 신경세포로 연결돼 있으며 여러 가지 형태로 얽혀 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하고 있는 뇌는 사람을 사람답게 만드는 기관이자 작은 우주다. 뇌과학 연구가 활발해지면서 수수께끼의 소우주 ‘뇌’의 비밀이 하나둘씩 풀리고 있다. 미국 컬럼비아대 생명과학과 연구팀은 대뇌피질이 외부 세계에서 받은 새로운 정보를 식별하고 부호화해 이전 정보와의 차이를 이해하는 과정에 관한 메커니즘을 규명했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 2월 11일자에 실렸다. 대뇌피질은 포유류 뇌에서 가장 넓은 표면적을 가진 부분이다. 인간의 경우 지각, 사고, 기억 저장, 의사 결정 등 우리가 흔히 뇌에서 한다고 생각하는 것들을 모두 관장하는 부분이다. 연구팀은 지난해 노벨물리학상 수상자 중 한 명인 존 홉필드가 제시한 신경망 모델을 바탕으로 생쥐가 익숙한 감각 자극과 새로운 감각 자극을 어떻게 구분하고 반응하는지 실험했다. 연구팀은 생쥐에게 다양한 음높이에서 재생되는 소리를 들려주면서 대뇌피질 중 청각 피질의 변화를 측정했다. 그 결과 하나의 뉴런이 아니라 뉴런 뭉치가 어떤 소리가 재생되는지, 그리고 얼마나 새로운 소리인지에 대해 반응하는 것을 발견했다. 또 각 소리 자극은 신경 활동에 잔영(에코)을 남기고 단기 기억을 형성한다는 사실도 확인했다. 기억 중추에 새겨진 활동 에코는 이후 입력되는 자극과 비교해 새로운 것인지 이전 자극인지를 구분하고, 새로운 자극에 대해서는 더 강하게 반응한다는 점도 밝혀 냈다. 그런가 하면 프린스턴대 신경과학연구소와 콜드스프링하버 연구소 공동 연구팀은 뇌가 눈이나 귀 등 감각기관을 통해 입력되는 정보를 어떻게 의사 결정 과정에서 활용하는지 설명할 수 있는 수학 모델을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 뇌과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 신경과학’ 2월 10일자에 발표됐다. 깨어 있을 때는 다양한 감각 신호가 입력돼 뇌로 전달된다. 일반적으로 뇌는 입력 신호를 인식하고 구분해 상황에 대한 정확한 판단을 할 수 있게 돕는다. 의사 결정과 같은 고등 인지능력 발휘에서 중요한 뇌 영역은 눈 바로 뒤에 있는 전전두엽 피질이다. 그렇지만 이 부분이 어떤 식으로 작동하는지는 오랫동안 수수께끼로 남아 있었다. 이에 연구팀은 원숭이와 사람을 대상으로 실험한 결과 외부에서 처리해야 할 감각 신호가 동시다발적으로 입력되면 전전두엽 피질 세포는 우선순위를 정해 하나의 정보를 처리한다는 사실을 확인했다. 하나의 정보를 처리하는 동안 다른 정보를 처리하는 인접 세포는 차단한다는 사실도 발견했다. 이번 연구 결과는 알츠하이머 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환으로 인한 뇌 회로 오류를 개선하고 인공 두뇌를 더 유용하게 사용할 수 있는 방법을 개발하는 데 도움을 줄 것이라고 연구팀은 설명했다.

인구 고령화로 인해 노인성 질환을 앓는 환자들도 빠르게 증가하고 있다. 존엄한 노년의 삶을 방해하는 치매 발병률도 늘어나는 추세다. 국립중앙의료원 중앙치매센터의 통계에 따르면 올해 국내 65세 이상 추정 치매 환자는 105만명으로 처음으로 100만명을 넘어설 것으로 전망된다. 국내 65세 이상 인구의 치매 유병률은 11%로 10명 중 1명은 치매 환자라는 것이다. 치매 유형으로는 알츠하이머가 76%, 혈관성 치매가 8%, 나머지는 유전 등 여러 요인으로 발생한 것으로 나타났다. 알츠하이머성 치매 환자가 가장 많은 만큼 알츠하이머 정복이 무엇보다 시급하다. 그렇지만, 알츠하이머의 원인은 여러 가지로 명확하지 않아, 치료제나 예방 백신 등도 없는 상황이다. 이런 가운데, 미국 뉴욕시립대, 미시간대, 존스홉킨스대 의대, 컬럼비아대 의대, 캐나다 빅토리아대, 퀘벡 라발대 분자의학과, 맥길대, 브리티시 컬럼비아대 공동 연구팀은 뇌의 핵심 면역 세포인 미세아교세포가 질병 관련 보호 반응과 유해 반응 모두에 중요한 역할을 한다고 28일 밝혔다. 이번 연구는 뇌세포에 스트레스를 가해 알츠하이머를 진행하는 핵심 메커니즘 하나를 찾아낸 것으로, 알츠하이머 진행을 늦추거나 역전시킬 수 있는 약물 개발로 이어질 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 12월 24일 자에 실렸다. 미세아교세포는 뇌 속에 존재하는 면역세포로, 나이가 들면 증가하는 뇌 백질의 수초 찌꺼기를 제거하는 역할을 한다. 미세아교세포는 뇌 건강을 보호하는 한편 신경 퇴화를 악화시키기도 하는 양면성을 갖고 있다. 이 때문에 미세아교세포는 알츠하이머 발병과 진행에도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 알츠하이머로 사망한 환자의 뇌 조직을 전자 현미경으로 정밀 분석했다. 그 결과, 알츠하이머 환자의 뇌 조직에서 세포 스트레스와 신경 퇴화에 관여하는 미세아교세포의 하위 집합인 ‘암흑 미세아교세포’가 축적된 것을 확인했다. 알츠하이머 환자의 뇌에는 암흑 미세아교세포가 건강한 노인의 뇌에 있는 것보다 2배 이상 축적된 것이 관찰됐다. 연구팀은 통합 스트레스 반응(ISR)으로 알려진 스트레스 경로가 활성화되면 미세아교세포가 독성 지질을 생성하고 방출하도록 유도한다는 것도 발견했다. ISR 경로와 독성 지질은 뇌 기능에 필수적이고 알츠하이머 악화에 큰 영향을 미치는 뉴런과 희소돌기아교세포 전구세포를 손상하는 것으로 나타났다. 연구팀은 알츠하이머를 유발한 생쥐를 대상으로 이런 스트레스 반응 지질 합성 경로를 차단하면 시냅스 손실을 억제하고 타우 단백질 축적을 억제하면서 알츠하이머 증상이 완화되거나 개선된다는 것도 확인했다. 연구를 이끈 피나르 아야타 뉴욕시립대 교수(생물화학)는 “이번 연구로 스트레스 관련 신호 경로를 특징으로 하는 신경 퇴행성 미세아교세포의 새로운 표현형을 찾아냈다”라며 “이를 통해 알츠하이머에 해로운 미세아교세포 무엇이며 어떻게 표적 치료할 수 있는지에 대한 해답을 찾을 수 있을 것”이라고 말했다.

LG전자가 스타트업과 협업해 기업간거래(B2B) 사업 경쟁력을 강화하고 새로운 성장동력 발굴에 나선다. LG전자는 지난 20일 서울 마곡 LG사이언스파크에서 한국무역협회(KITA)와 함께 2022년부터 운영 중인 ‘비즈노베이터’의 올해 성과 발표회를 열었다. 비즈노베이터는 LG전자 B2B 사업에 특화한 기술을 보유한 스타트업을 선발해 진행하는 개방형 혁신(오픈 이노베이션) 프로그램이다. LG전자는 올해 옥토브, 커넥트브릭, 빔웍스, 소서릭스, 모니트, 위클러버, 스칼라데이터, 티제이랩스 등 8개 파트너사를 최종 선발했다. 이후 신사업 육성 전문가를 투입해 회사가 보유한 기술과 노하우를 제공하며 사업화 검증을 해왔다. LG전자는 레일 이동형 전기차 충전 설루션(solution)을 보유한 옥토브와 함께 다양한 고객사를 대상으로 전기차 충전 관련 시범 사업을 추진한다. 인공지능(AI)으로 이미지를 생성하는 기술을 가진 커넥트브릭의 기술은 LG전자의 차세대 빔프로젝터 제품에 적용을 검토한다. 빔웍스의 초음파 영상 AI 분석 기술은 의료용 진단을 보조하는 LG전자 의료용 디스플레이에 적용할 수 있다. 실제 사업화 성과도 드러나고 있다. LG전자는 재작년 참가 업체 아이시냅스의 자체 개발 기술 ‘사운드 캐스트’를 사이니지 제품에 탑재해 내년에 출시한다. LG전자는 “파트너사의 혁신 기술에 LG전자의 전문 조직을 투입해 개방형 혁신 활동을 지속해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

오메가3가 치매가 없는 40대 이상에서 인지기능 중 하나인 집행기능을 향상시키는 것으로 나타났다. 성남 분당서울대병원 정신건강의학과 김기웅 교수팀이 40대 이상 중장년층의 오메가3 섭취량과 기간에 따른 인지기능 영향을 분석해 발표했다. 오메가3는 EPA, DHA 등을 주요 구성성분으로 하는 지방산의 한 종류다. 오메가3를 섭취하면 지질개선과 항염증과 항혈소판 작용으로 혈관을 보호하고 신경발달, 시냅스 기능을 촉진시켜 인지기능을 개선시키는 것으로 알려져 있다. 오메가3에 대한 그동안의 섭취 용량 가이드라인 연구는 심혈관계 질환 예방에 초점이 맞추어져 있고, 인지기능 관리 차원에 오메가3 용법에 대한 연구는 없었다. 이에 김기웅 교수팀은 기존 연구들을 활용하는 메타분석으로 치매가 없는 40대 이상에서 오메가3 섭취량과 인지기능간의 상관관계를 규명하고자 연구를 진행했다. 김교수팀은 오메가3와 관련된 논문 1386편 중 ▲40대 이상 무작위 선별 ▲위약 대조 ▲3개월 이상의 연구 기간 ▲적절한 인지테스트 결과 등을 기준으로 연구에 적합한 논문 24편을 선정했다. 선정된 논문을 종합하면 연구 대상 수는 치매가 없고 40대 이상인 9660명이었으며, 연구 기간은 3개월~36개월, 오메가3 하루 복용량은 230mg~4000mg이었다. 이를 바탕으로 메타분석을 진행했다. 연구 결과 치매가 없는 40대 이상에서 오메가3 섭취는 인지기능 중 하나인 집행기능을 향상시키는 것으로 나타났다. 특히, 오메가3 섭취를 시작한 첫 12개월 동안 집행기능의 향상 효과가 증가했고, 하루에 500mg 이상의 오메가3를 섭취하거나, EPA 성분을 하루 420mg까지 섭취할 때 이러한 효과가 두드러졌다. 집행기능이란 여러 하위 인지기능을 제어, 조절하는 것으로 목표를 설정하고 이를 달성하기 위해 계획을 세우고 행동을 조절하는 능력을 말한다. 이번 연구는 오메가3의 섭취량과 기간에 따라 중년이후의 집행기능에 미치는 영향을 연구한 최초의 메타분석이다. 단순히 오메가3와 집행기능 사이의 연관성만 살핀 것이 아니라 집행기능에 긍정적인 영향을 기대할 수 있는 오메가3 섭취량과 기간을 구체적으로 제시했다는 점에서 의의가 있다. 김 교수는 “기존의 오메가3 섭취 용량 가이드라인이 심혈관계질환 예방에 초점을 맞췄다면, 이번 연구는 집행기능을 관리할 수 있는 오메가3 섭취량을 밝혔다는데 의미가 있다”며 “식사 패턴에서 고등어, 등푸른 생선과 계란, 아몬드, 두부 등 오메가3가 풍부하게 들어있는 식품의 섭취량을 증대시키면 건강한 뇌를 유지하는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 한편, 이번 연구는 SCIE 국제의학학술지인 ‘BMC Medicine’(IF 9.3)에 게재됐다.

반쪽짜리서 완전한 지도 작성 성공 “다른 종 뇌 구조·작동 원리에도 적용” 세계적인 뇌신경과학자 세바스찬 승 미국 프린스턴대 컴퓨터과학과·신경과학연구소 교수가 초파리의 정밀한 뇌신경 지도를 그려 내 화제가 되고 있다. 인공지능(AI) 분야 석학이기도 한 승 교수는 2018년 삼성전자 최고 연구과학자로 영입된 뒤 2020년부터 2023년까지 삼성전자 통합 연구조직인 삼성리서치 소장으로 재직하다 올해 초 다시 프린스턴대로 복귀했다. 미국, 영국, 이스라엘, 필리핀, 스위스, 독일, 한국, 푸에르토리코, 호주, 포르투갈, 대만, 프랑스 12개국 53개 연구기관과 대학이 참여한 국제 공동 연구팀은 승 교수의 주도하에 초파리의 뇌와 신경 구조를 정밀하게 분석해 일종의 ‘뇌·신경 배선도’를 그리는 데 성공했다. 연구팀은 이번 연구로 초파리의 뉴런 약 14만개와 5000만개 이상의 신경 연결 구조를 밝혀냈다. 이번 연구에 참여한 연구기관은 미국 프린스턴대, 아이와이어(Eyewire), 앨런뇌과학연구소, 웹 디자인·개발 기업인 야이크스 LLC, 매사추세츠공과대(MIT), 하버드대 의대, 하워드휴스의학연구소, 버몬트대 의대, 영국 케임브리지 MRC분자생물학연구소, 케임브리지대, 옥스퍼드대, 이스라엘 하이파대와 플라이와이어(FlyWire) 연구 컨소시엄이다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 10월 3일자에 9편의 논문으로 실렸다. 뇌 기능은 뇌 신경세포(뉴런)와 이들을 잇는 시냅스의 연결에 좌우된다. 뉴런과 시냅스가 동물 개체의 다양하고 정교한 행동을 가능하게 만든다는 말이다. 많은 과학자가 뉴런·시냅스 연결 지도를 작성하려고 하는 이유는 뇌가 어떻게 작동하는지에 대한 이해를 높일 수 있기 때문이다. 초파리는 생명과학 분야에서 일반적으로 사용되는 동물 모델로, 생애 주기가 짧고 번식력이 뛰어날 뿐만 아니라 다른 동물보다 유전체가 간단해 오랫동안 실험 모델로 사용됐다. 특정 유전자를 수정하거나 제거하는 등 유전자를 조작하기도 쉽다. 초파리는 비행, 항법, 사회적 상호작용 등 다양하고 복잡한 행동을 보이지만 인간의 뇌보다 뉴런이 약 100만 배 적어 신경 회로 지도를 만드는 데 이상적인 동물로 꼽힌다. 지금까지 초파리에 대한 부분적 지도는 작성됐지만 전체 뇌에 대한 완전한 지도는 없었다. 이전까지 가장 큰 초파리 뇌 연결망은 뉴런 약 2만개와 1400만개의 시냅스로 연결된 반쪽짜리였는데 이번 플라이와이어 연구 컨소시엄이 만든 새로운 지도는 7배 많은 13만 9255개의 뉴런, 4배 많은 5450만개의 시냅스를 찾아 지도로 만들었다. 또 연구팀은 뉴런의 분류, 세포 유형, 기능을 정밀하게 구분해 8400개 이상의 세포 유형을 식별했고, 그중 4581개는 새로운 유형이라는 사실을 밝혀냈다. 다른 논문들에서는 특정 뉴런 간의 연결성이 움직임과 같은 행동들을 어떻게 조정하는지 밝혀냈다. 승 교수는 “초파리 뇌 신경망을 분석하는 데 사용된 이번 연구 방법은 다른 동물 종(種)의 뇌 신경망을 매핑하는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다.

인간은 기억으로 살아간다. 좋은 기억과 나쁜 기억 모두 삶을 이루는 중요한 요소다. 치매에 맞닥뜨렸을 때 인간이 공포를 느끼는 이유다. 평생 함께 살아온 가족을 기억하지 못하거나 나 자신조차 잊게 만드니 말이다. 치매는 65세 이상 고령층뿐 아니라 40~50대 비교적 젊은 나이에도 발병한다. 이렇게 65세 이전에 발병하는 ‘젊은 치매’를 ‘조발성 치매’라고 부른다. [특징] 조발성 치매는 노인성 치매보다 빨리 악화하는 게 특징이다. 인지기능 저하뿐만 아니라 언어장애나 운동장애가 나타나기도 한다. 1일 ‘2022 대한민국 치매현황 보고서’에 따르면 2021년 기준 국내 조발성 치매 환자는 전체 치매 환자의 8%를 차지한다. 국민건강보험공단이 집계한 조발성 치매 환자 수는 2009년 1만 7772명에서 2019년 6만 3231명으로 10년 만에 약 3.6배 증가했다. 치매의 원인은 아직 정확하게 밝혀지지 않았다. 가장 대표적인 원인인 알츠하이머병은 전체 치매의 약 60~70%에 달한다. 반면 혈액 순환 문제로 발생하는 혈관성 치매는 전체의 15~20%다. 비교적 젊은 연령대는 ‘혈관성 치매’에 주목해야 한다고 전문가들은 말했다. 김희진 한양대병원 신경과 교수는 “노인에게 주로 발병하는 알츠하이머병과 달리 뇌혈관 질환이 누적되어 나타나는 혈관성 치매는 고혈압이나 당뇨병, 고지질증, 심장병, 흡연자, 비만인 사람에게서 많이 나타난다”며 “스트레스와 가족력, 유해환경 노출과 나쁜 생활 습관 등이 조발성 치매 유발 요인으로 작용할 수 있다”고 설명했다. 치매의 대표적 증상은 기억력 감퇴다. 사람 이름이나 전화번호를 잘 기억하지 못하고 얼마 전 들었던 이야기를 잊어 같은 질문을 반복한다. 말을 하거나 글을 읽기가 어려워지고 성격이 변하기도 한다. 계산 능력이나 방향 감각이 떨어지는 것도 치매 증상으로 볼 수 있다. 김 교수는 “치매가 심해지면 사람을 이유 없이 때리거나 욕설을 하는 등 공격적 행동을 보이기도 한다”면서 “목적 없이 집 밖을 배회하거나 밤에 잠을 자지 못하고 주변인을 의심하는 망상이 생기는 것도 치매 증상”이라고 말했다. 건망증과 치매는 뚜렷한 차이가 있다. 윤영철 중앙대병원 신경과 교수는 “기억은 저장하는 과정과 꺼내는 과정으로 나뉘는데 저장하는 과정에 문제가 생긴 게 치매 환자의 기억 장애이고, 건망증은 기억은 저장돼 있으나 꺼내는 과정에 문제가 생긴 상태”라고 설명했다. 윤 교수는 “건망증이 있는 분들은 사건의 세세한 부분을 잊더라도 힌트를 주면 잘 기억해 내고 자신의 기억력에 문제가 있다는 것도 인정한다. 반면 치매 환자는 힌트를 줘도 기억하지 못하거나 자신의 기억력에 문제가 있다는 것을 인정하지 않는다”고 말했다. 건망증이 일상생활에 지장을 줄 정도로 심하다면 전문의에게 상담을 받아 보는 게 좋다. 김 교수는 “처음에는 건망증이 심하고 차차 기억·이해·판단·계산 등이 느려지면서 치매 증상이 뚜렷해진다”며 “대인 관계는 정상이고 복장은 제대로 갖추는 등 겉으로 티가 나진 않지만 10~15년이 지나 대뇌가 위축되면 노인성 변화가 나타난다”고 설명했다. 윤 교수는 “알츠하이머병이 있다고 해서 치매로 진행되는 것은 아니다. 뇌의 역량을 키우면 병이 진행하더라도 치매 증상이 나타나지 않을 수 있다”며 “뇌졸중과 같은 다른 뇌 질환이 생기지 않도록 위험 요인을 피하고, 꾸준하게 운동하며 사람들과 좋은 관계를 유지하면서 건강하게 사는 것이 방법”이라고 말했다. [예방] 치매를 예방하려면 매일 두뇌 활동을 해야 한다. 날마다 일기를 쓰는 것도 인지 능력을 유지하는 데 도움이 된다. 외국어나 악기, 댄스, 컴퓨터 등 지금껏 경험해 보지 않은 새로운 분야에 도전하는 것도 좋다. 좋아하는 노래 가사나 시 구절을 외우는 등 암기 활동도 기억력 향상에 도움이 된다. 무엇보다 이런 인지 활동을 ‘매일, 꾸준히’ 하는 게 중요하다. 조한나 연세대 강남세브란스 신경과 교수는 “매일 한 가지 활동만 하기보다는 언어능력, 계산력, 기억력, 시공간 능력 등 다양한 인지 영역 활동을 번갈아 하는 것이 여러 뇌 영역을 활성화하는 데 도움이 된다”면서 “신문을 읽고서 핵심 내용을 정리하거나 책을 읽고 감상평을 적는 것도 좋다”고 했다. 적당한 두뇌 활동은 치매 예방에 도움이 되지만 뇌를 혹사하면 되레 뇌가 손상될 수 있다. 김 교수는 “뇌는 쓰면 쓸수록 신경세포와 연결 부위인 시냅스가 늘지만 스트레스를 받을 정도로 쉬지 못하면 결과적으로 뇌에 나쁜 영향을 미친다”면서 “만성 스트레스는 스트레스 호르몬 분비를 지속적으로 증가시켜 행동과 기억을 관장하는 뇌 부위를 훼손할 수 있기 때문에 적절한 휴식이 필요하다”고 강조했다. 꾸준한 운동이 치매 발병률과 진행 속도를 늦추는 데 도움을 준다는 연구 결과도 있다. 경도인지장애 진단 전후로 꾸준하게 운동한 집단에서는 알츠하이머형 치매 발생률이 18% 정도 낮았다. 꾸준한 운동이란 ‘고강도 운동 주 3회 이상’이나 ‘적당한 강도의 운동 주 5회 이상’을 말한다. 필수 비타민과 영양소가 골고루 포함된 식단도 치매 예방에 도움이 된다. 견과류, 등푸른생선, 시금치, 카레 등이 인지 기능에 도움이 된다. 섬유질이 많은 과일 섭취는 필수다. 하루 3컵 이상의 물이나 녹차를 마시고, 최대한 싱겁게 먹는 게 좋다. [진단] 치매는 조기 진단이 중요하다. 치매의 10~15%는 치료가 가능할뿐더러 빨리 발견해 치료하면 치매 진행 속도를 늦출 수 있어서다. 따라서 의심 증상이 나타나면 정신과나 신경정신과에서 전문적인 진단을 받아야 한다. 한지원 분당서울대병원 정신건강의학과 교수는 “치매까지는 아니어도 경도인지장애로 진단받았다면 보건소에서 운영하는 치매안심센터에 방문해 인지 훈련을 받아 보는 게 좋다”면서 “치매안심센터에서 치매 검사와 관련 상담도 받을 수 있으니 적극 활용하는 것을 추천한다”고 했다.

용기와 정의로움 또는 남다른 희생정신을 발휘해 어려움과 고난에 처한 이웃과 국민을 구하고 나라를 지켜 준 의로운 사람들, 우리는 그들을 의인 또는 영웅이라고 부른다. 역사적으로 볼 때 의인들은 개인의 입신양명을 추구하지 않았고 음지에서의 묵묵한 헌신과 희생을 몸소 실천한 사람들이었다. 하지만 우리가 배운 역사 속에서 의인과 영웅은 그 숫자를 손에 꼽는 반면 국가와 사회가 위기에 처했을 때 자신의 이익만을 추구하거나 한발 더 나아가 적극적으로 국가와 국민을 해하는 일에 앞장섰던 간악한 사람들 또한 많이 발견하게 된다. 그렇다면 과연 의인들과 그렇지 않은 자들의 차이는 무엇일까? 다양한 관점에서 이 질문에 대한 답을 찾아볼 수 있겠으나 뇌과학적 관점에서 본다면 “의로운 행동을 행하는 자들, 즉 영웅과 일반인들의 뇌는 무엇이 다른가”라는 무척이나 흥미로운 질문을 해 볼 수 있겠다.사람의 뇌는 태어날 때 0.4㎏에 불과하고, 성인이 돼서도 1.4㎏ 정도다. 뇌만 따로 떼어 놓고 보면 접시 위에 놓인 커다란 호두를 연상시킨다①. 뇌의 기능은 방대하고 복잡하지만, 우리가 뇌에 대해 알고 있는 것은 일부분에 불과하다. 최근 들어 뇌과학이 발전하면서 베일이 한 꺼풀씩 벗겨지고 있지만 여전히 우리 뇌에 대한 과학적 지식은 일반인들에게 많이 알려진 편이 아니다. 그렇기 때문에 뇌에 대한 잘못된 상식과 오해로 우리는 자신의 뇌건강을 유지하기 위한 적절한 조치를 취하지 못하거나 그 기능을 제대로 활용하지 못하고 있다. 뇌는 외부자극이나 환경에 적절히 반응해 인간이 사회와 환경에 적응하며 살아갈 수 있게 한다. 시장경제 질서가 지배하는 사회에서는 개인이 보유한 물질과 재화의 크기를 성공의 척도로 보고, 듣고, 배우면서 느끼기 때문에 그와 같은 성취를 이루는 게 좋은 것이라고 각 개인의 뇌에 기억되고, 같은 생각을 가진 다수의 사람들로 인해 사회적 신념으로 형성되다 보면 그렇지 않은 많은 사람들도 그 가치를 좇아 행동하게 된다. ‘물질과 재화를 더 많이 쟁취하는 것이 좋다는 자극’이 뇌를 세뇌시킨 것처럼 말이다. 인간의 뇌는 끊임없이 창조적인 생각을 하고 이를 실현함으로써 물질적으로 삶을 풍요롭게 했지만, 상대적으로 우리가 추구해야 할 숭고하고 의로운 정신이나 이웃과 더불어 사는 행복과 같은 가치는 조금씩 잃어 가고 있다는 사실을 부인할 수 없다. 물질이나 재화를 좇는 마음이 의로운 마음과 공존할 수 있다면 이상적이겠으나 현실은 그렇지 못하다. 의로움을 추구하면서 사는 것은 큰 고충이 따르면서도 우리에게 행복감을 주는 경제적 측면에서 도움이 되지 않는다는 것을 우리의 뇌가 현재의 삶에서 경험적으로 터득했기 때문이다.의로운 행동을 하려고 하는 사람들(이타적인 행동)과 그렇지 않은 사람들(이기적인 행동)의 뇌 작용 방식이 어떻게 다른가를 알아보기 위해 다국적 공동연구팀(미국 하버드대, 이탈리아 볼로냐대, 스웨덴 린셰핑대, 오스트리아 빈대)이 함께 연구를 진행했다②. 연구진은 피실험자들이 생명을 위협받는 화재 상황을 가상현실(VR)로 체험하게 하면서 안전하게 빠져나갈 수 있는 출구와 함께 무거운 물건에 깔려 탈출하지 못하고 있는 사람을 보여 줬다. 피실험자들이 위험에 처한 이들을 구할 것인지, 아니면 자신만 출구를 통해 빠져나갈 것인지를 자유롭게 선택하도록 한 다음 자기공명영상(MRI)법을 통해 위험에 처한 이들을 구하고자 한 참가자(이타적인·의로운 행동을 택한 자)들과 그렇지 않은 참가자(이기적인·안전한 도피를 택한 자)들의 뇌 안에서 일어나는 부위별 활성도 차이를 촬영해 비교했다. 실험 결과 놀랍게도 위험에 처한 사람의 생명을 구하려고 시도한 참가자들 뇌의 특정 부위에서 활성 신호가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.이것은 본인들만 피신하려 한 참가자들의 뇌와 비교했을 때 뚜렷하게 구분되는 특징이었다. 뇌 안에서 증가한 신호는 바로 대뇌피질의 앞쪽 가장자리인 전전두엽에 존재하는 섬엽(Insular)에서 확인됐다. 자신이 위험에 노출되는 상황에서도 타인의 생명을 구하는 의로운 행동을 선택했던 사람의 뇌와 그렇지 않은 사람의 뇌 작용이 서로 다를 수 있음을 과학적으로 증명한 것이다.뇌의 각 부위③는 저마다의 역할이 있는데, 섬엽은 주로 우리 마음에서 생겨나는 사회적 공감, 도덕적 감정, 직감 그리고 정서적 반응 등 다양한 감정과 반응을 인지하고 행동을 결정하도록 하는 부위다. 타인의 표정에 대한 반응을 일으키고 특정행동의 실행 여부 판단뿐만 아니라 의존, 고통, 유머 그리고 음식취향을 결정하는 등 폭넓은 분야에 관여한다. 과거에도 공감능력이 뛰어난 사람의 경우 섬엽이 발달하거나 활성화가 잘된다는 보고가 있었다. 하지만 아쉽게도 물질만능의 치열한 경쟁사회를 살아가는 현대인들의 섬엽은 활성도가 많이 감소한 것으로 관찰되고 있다. 현대사회는 과도한 경쟁과 성과 중심의 가치를 강조한다. 이로 인해 개인은 경쟁에서 뒤처지지 않기 위해 자기중심적인 사고와 행동에 주력하게 되며 물질적 성공과 과도한 소비가 미덕으로 여겨짐에 따라 그와 같은 가치에 주목하는 동안 타인의 감성과 정서가 미치는 영향은 축소돼 섬엽의 활성화를 저해한다. 특히 디지털 기술과 소셜미디어의 발달은 신속한 정보전달과 편리함을 제공하지만 오히려 사회적 고립을 증가시켜 인간의 감정적인 연결을 저해하고 있다. 다시 “의인, 영웅의 뇌는 일반인들의 뇌와 무엇이 다른가”라는 질문으로 돌아와 뇌과학자로서의 관점에서 대답해 본다면 “적어도 의인들의 뇌에서는 이타적인 공감(empathy) 능력이 활성화되는 부위가 일반인들의 뇌에서보다 더 잘 작용하고 있다”고 할 수 있다. 그 때문에 의인들은 이웃의 아픔, 사회의 부조리, 국가의 위기와 같은 공익적 가치를 더 깊이 받아들이고, 이러한 가치를 지키기 위해 자신의 희생을 두려워하지 않고 정의로운 행동을 실천할 수 있다고 설명할 수 있다. 이러한 측면에서 현대사회의 영웅은 좀더 크고 거창한 가치를 추구했던 전통적인 영웅의 모습이 아닌, 이웃의 어려움을 깊이 공감하고 일상생활에서 작은 도움을 주는 모습에서도 찾을 수 있지 않을까 생각한다. 뇌과학적 이론인 ‘신경가소성(Neuroplasticity) 또는 뇌가소성(Brain Plasticity)’ 원리에 따르면 오감으로 얻어진 경험들은 우리 뇌 안의 신경세포를 통해 활성패턴으로 변환된다. 이러한 신경활성의 패턴들은 보고, 듣고, 느끼는 자극의 크기와 반복성에 따라 신경세포 시냅스의 분자구조를 변화시켜 기억으로 저장한다. 따라서 좋은 배움과 경험을 통해 우리는 뇌 안의 신경세포 내 분자구조를 바꿔 좋은 기억을 만들어 나갈 수 있다. 중요한 것은 어린아이뿐 아니라 청소년과 성인의 뇌에서도 이 같은 변화 과정이 지속될 수 있다는 사실이다. 뇌과학적 관점에서 현대사회에서 다수의 의인을 육성하는 가장 효과적인 방법은 인성교육이다. 그 내용이 감성적 지능과 도덕적 판단능력을 증진하는 데 중점을 둬야 하기 때문에 뇌가 감정과 도덕적 판단에 어떻게 반응하는지를 이해하고, 향상시키기 위한 환경을 조성하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 우선 교육과정에서 감성적 지능을 함양하는 게 중요하다. 도덕적 가치를 강조하고 팀 프로젝트와 봉사활동을 통해 협력과 공동체 의식을 강조해야 한다. 뇌의 신경가소성 원리에 따라 다양한 경험을 통해 신경세포 간 연결을 강화하고 긍정적인 경험을 쌓아가도록 유도해야 한다. 우리에게는 물질만능의 시대에 더욱 빛을 발하는 유구한 정신문화가 있다. 사라져 가는 아름다운 정신과 지혜를 우리의 뇌에 다시금 새기고 이를 바탕으로 삶을 살아가는 사람들이 많아진다면 우리 사회는 좀더 나은 곳이 될 수 있지 않을까. 가장 작은 사회인 가정에서 부모는 자녀들에게 공감과 배려의 가치를 심어 주고, 학교는 협력과 공존의 가치를 체득하게 하는 교육과정을 개발해 나가며, 국가는 다양성을 포용하고 공정한 기회를 제공함으로써 구성원 모두가 자신의 능력을 최대한 발휘할 수 있는 환경을 만들어야 한다. 비록 모두가 영웅 또는 의인이 될 수는 없을지라도 많은 사람이 의로움을 바탕으로 이웃의 삶을 존중하는 가운데 더불어 살아가며 더욱 행복한 사회와 국가를 이룰 것을 기대해 본다. ■ 류훈 책임연구원은 25년 전 뇌 연구를 시작하면서부터 줄곧 퇴행성 뇌 질환의 병리기전을 연구해 왔다. 스트레스와 환경적인 요인이 실제 퇴행성 뇌 질환을 일으키는 데 관여할 뿐만 아니라 병리학적으로 비신경교세포가 신경세포를 손상할 수 있음을 세계 최초로 밝혔다. 미국 보스턴대 의과대학 신경과 교수로 근무하면서 인지기능장애(치매)를 비롯한 만성 외상성 뇌손상에 대한 170편 이상의 논문을 꾸준히 발표했다. 초고령화 사회에 진입한 우리나라 노인들의 뇌 건강에 기여하기 위해 2019년부터 KIST 뇌과학연구소에 합류했으며 인재 양성에도 많은 노력을 쏟고 있다. 류훈 KIST 뇌질환극복연구단 책임연구원

“지엔티파마의 신약 물질인 ‘넬로넴다즈’가 세계 최초로 심정지 환자 치료제가 될 가능성이 커졌습니다.” 넬로넴다즈 임상 2상을 주도한 전병조 전남대병원 응급의학과 교수는 31일 서울신문과의 인터뷰에서 “5년 동안 심정지 환자 105명을 대상으로 한 임상시험에서 뇌 손상과 심장기능 부전 등 심정지 후 증후군 발생률이 위약(가짜 약) 투여군보다 약 50% 낮아졌고 부작용은 거의 없었다”며 이같이 말했다. 전 교수는 “식품의약품안전처로부터 ‘품목 조건부 허가’를 받고 시판된다면 세계적으로 심정지 환자 치료에 획기적인 일이 될 것”이라고 강조했다. 이에 따라 제약업계에서는 이미 식약처 ‘희귀 의약품’으로 지정된 넬로넴다즈가 블록버스터급 신약이 될 것으로 기대한다. 업계 관계자는 “신약 물질이 많지만 넬로넴다즈처럼 임상 2상에서 좋은 결과를 보인 물질은 거의 없다”면서 “식약처의 조건부 허가를 받는다면 세계 처음으로 심정지 환자 치료제가 국내 기술로 탄생하게 된다”고 말했다. 가장 많은 환자로 임상 2상을 성공적으로 마무리한 전 교수에게 넬로넴다즈의 임상 결과와 의미 등을 들었다.-심정지는 어떤 질환인가. “여러 원인에 의해 심장박동이 멈춰 환자가 사망했다는 것을 의미한다. 원인은 심장성과 비심장성이 있는데 심장성은 심실성 부정맥, 심부전, 급성심근경색 등 심장 질환이 직접적 원인이고 비심장성은 중증 외상과 폐, 간, 신장 등 주요 장기의 기능 부전이 원인이다. 최근 심정지 환자의 치료 방향과 목표는 심폐 기능을 회복시킨 후 손상당한 뇌 기능을 심정지 이전의 상태로 회복시키는 데 중점을 둔다.” -심정지 환자가 늘었고 사망률도 높다던데. “국내에서 심정지 환자는 해마다 증가하지만 병원 이송 환자의 생존율은 7.8%에 불과하다. 일상생활이 가능할 정도로 뇌 기능을 회복해 퇴원한 환자는 4.6%로 극히 적다. 현재 심정지 환자의 치료는 기본 및 전문 심폐소생술과 과거 저체온치료(TH)로 알려진 목표체온유지치료(TTM), 소생술 후 증후군의 증상에 따라 처치하는 대증요법 등인데 효과가 제한적이어서 적절한 치료제 개발이 시급한 상황이다.” -넬로넴다즈는 어떤 물질인가. “지엔티파마가 개발한 넬로넴다즈는 다중 경로로 신경세포 보호 작용을 나타내는 국내외 최초의 신약 물질이다. 심정지로 손상된 뇌 기능 회복에 효과적이다. 심정지 환자에게서 재관류로 나타나는 활성산소 증가에 기인한 세포사와 NMDA 수용체(신경세포 시냅스 후막에 존재하는 이온성 글루탐산 수용체의 일종) 활성화에 의한 글루타메이트 독성 유발에 의한 세포사를 막아 주는 역할을 한다.”5년간 환자 105명 대상 임상시험뇌 손상·심부전 등 증후군 발생률위약 투여군보다 약 50% 낮아져임상 1상 이어 부작용·위험 없어상반기 다국적 임상 3상 준비 중희귀 의약품 ‘넬로넴다즈’세계 최초 심정지 후유증 치료약다중 경로로 신경세포 보호작용식약처 ‘조건부 허가’ 시판된다면첫 국내기술 심정지 치료제 탄생-임상 2상은 어떻게 진행했나. “삼성서울병원, 전남대병원, 부산대병원 등 전국 5개 대학병원 응급의학과에서 2018년 환자 모집을 시작해 5년간 105명을 대상으로 진행했다. 넬로넴다즈 고용량과 저용량, 위약 투여군 등 세 그룹으로 나눠 약효를 평가했다. 뇌 기능 장애 개선 효과는 90일 후 신경학적 뇌 기능 수행 분류 척도(CPC)와 수정랭킨척도(mRS)로 평가했다. 또 뇌 MRI 촬영을 통해 영역별 비등방도(FA) 평균을 산출해 비교했다.” -약효는 확인됐나. “임상 2상 결과에서 넬로넴다즈 투여군은 위약 투여군보다 뇌 기능 회복 정도를 보여 주는 CPC와 mRS 값이 개선된 것으로 나타났다. 위약군 대비 각 투여군의 CPC가 개선될 가능성은 고용량군에서 1.9배, 저용량군에서 1.8배로 증가했다. 또 mRS는 고용량군에서 2.1배, 저용량군에서 1.5배로 증가했다. 뇌 MRI 영상을 분석한 결과 위약군보다 고용량군에서 뇌 손상 정도가 낮은 것으로 분석됐다. 치료 중 사망 환자 수도 위약 투여군에 비해 적은 숫자로 조사됐다.” -부작용이나 위험성은 없었나. “임상 2상에 참여한 105명 모두에게서 보고된 부작용이나 위험성은 없었다. 이미 미국과 중국에서 진행됐던 임상 1상에서도 안전성이 확인된 것으로 안다.” -전남대병원에서만 85명 환자의 임상을 완료했다. 이례적인 성과로 평가받는다. “일반 질환보다 심정지 환자를 대상으로 임상시험을 진행하기는 매우 어렵고 규제도 많다. 특히 코로나19 영향으로 환자 모집도 쉽지 않았다. 그러나 임상 2상에 참여한 대학병원 모두가 열심히 노력했다. 특히 전남대병원에서 가장 많은 환자를 모집할 수 있었던 것은 기존에 구성된 임상연구팀의 열의와 체계적인 임상시험 시스템 구축, 지역 거점 병원으로서 중증 환자의 최종 치료 수행 등이 큰 역할을 했을 것으로 보인다. 함께 수고해 준 모든 연구원에게 감사한 마음을 전한다.” -현재 심정지 치료제가 없어서 출시되면 세계적으로 반향이 클 텐데. “맞다. 국내는 물론 해외에도 심정지 후유증 치료에 사용되는 약물은 없는 것으로 안다. 이번 임상 2상 결과를 바탕으로 품목 조건부 허가를 받게 된다면 심정지 환자 치료에 사용할 수 있을 것이다. 상반기 개시 예정인 다국적 임상 3상에서도 좋은 결과를 얻을 경우 세계 최초로 심정지 환자의 치료제 개발에 한 획을 그을 수 있는 약물이 된다.”

1.4㎏에 불과한 뇌는 광대한 우주와 깊은 심해와 함께 여전히 미지의 영역으로 남아있다. 인간의 뇌에는 약 860억 개 신경세포와 신경세포 간 신호를 주고받아 인지, 감정, 기억 등 다양한 뇌 기능을 조절하는 600조 개에 이르는 시냅스가 있다. 알츠하이머 치매 같은 퇴행성 뇌 질환이 발생하거나 노화가 진행되면 시냅스는 감소하는 것으로 알려졌지만 어떤 방식으로 줄어들고 만들어지는지 관찰하기가 쉽지 않았다. 이런 상황에서 카이스트 생명과학과, 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단, 미국 존스홉킨스 의대 공동 연구팀은 기억과 인지에 관여하는 시냅스의 형성과 소멸, 변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학기술 연구 방법론 분야 국제 학술지 ‘네이처 메소드’(Nature Methods) 1월 8일자에 실렸다. 연구팀은 형광단백질을 시냅스와 결합해 신경세포 간 연결 과정을 실시간으로 관찰할 수 있는 ‘시냅샷’(시냅스+스냅샷) 기술을 개발했다. 시냅샷 기술은 시냅스의 형성과 소멸, 변화 과정을 실시간으로 추적 관찰할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 이와 함께 초록과 빨강 형광을 띠는 시냅샷 기술을 개발해 두 개의 서로 다른 신경세포와 연결된 시냅스도 쉽게 구별해 관찰할 수 있게 했다. 또 빛으로 분자 기능을 조절할 수 있는 광유전학 기술과 결합해 신경세포 특정 기능을 빛으로 조절하면서 시냅스 변화를 관찰하는 데도 성공했다. 이번 기술을 살아있는 생쥐에게 적용해 시각적 구별 훈련, 운동, 마취 등 여러 상황에서 시냅스 변화를 실시간 관찰하는 것도 성공했다. 연구를 이끈 허원도 카이스트 교수는 “이번에 개발한 시냅샷 기술은 시냅스의 빠르고 역동적인 형성과 변화를 직접 관찰할 수 있게 한 뇌과학 연구 방법론의 혁신”이라면서 “뇌 발달 장애나 퇴행성 뇌 질환을 연구하고 치료법을 개발하는 데도 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.