37년 전인 1984년, 놀라운 상상력을 보여주는 SF영화가 개봉했습니다. 바로 ‘터미네이터’ 입니다. 스스로 생각을 할 수 있게 된 인공지능(AI) 시스템이 인류를 멸망시키려 하고 인간은 이를 막기 위해 고군분투한다는 내용을 이리저리 엮어 관객들의 시선을 사로 잡았습니다. 전 세계적으로 흥행한 이 영화는 사람들의 마음 속에 AI에 대한 막연한 불안감을 갖게 만들기도 했습니다. 이 때문에 AI 관련 논의가 있을 때마다 터미네이터는 소환되곤 합니다. 1950년대에 AI 개념이 등장하고 오랜 잠복기를 지나 2000년대 들어 관련 연구가 폭발적으로 증가하면서 기술 발전 속도는 상상을 초월하고 있습니다. 실제로 최근 몇 년 사이에 다양한 형태의 AI 기술이 폭넓게 활용되고 있습니다. 연구자들이 AI를 포함해 과학기술을 연구하는 목적은 인류가 좀 더 나은 삶을 살도록 하기 위한 것입니다. 미국 캘리포니아 버클리대 레드우드신경과학연구소 설립자 제프 호킨스 박사도 ‘생각하는 뇌, 생각하는 기계’라는 저서에서 “AI 같은 두뇌형 기계를 개발하는 것은 인간의 감각으로는 인식하기 어렵고 빠르게 계산하기 어려운 문제들을 손쉽게 해결함으로써 인간의 감각과 지적능력을 확장하기 위한 것”이라고 말했습니다. 그렇지만 인간이 만드는 기술과 시스템은 정도의 차이만 있을 뿐 모두 윤리적 문제를 갖고 있습니다. AI도 마찬가지입니다. 2016년 ‘인공지능과 2030년의 삶’이라는 분석보고서를 작성한 미국 스탠퍼드대 ‘AI 100’ 연구단은 “영화 ‘마이너리티 리포트’에서처럼 범죄예방 프로그램을 비롯해 다양한 형태의 인공지능 기술은 알고리즘을 설계한 개발자의 편견이 개입할 수 있으며 프라이버시 침해에 대한 우려도 크다”라고 분명히 지적했습니다. 스위스 로잔연방공과대학 컴퓨터·커뮤니케이션공학과 연구팀 역시 AI를 활용한 사회관계망서비스(SNS)의 맞춤형 뉴스피드 알고리즘은 개인화되고 편향된 데이터를 기반으로 서비스를 제공하기 때문에 세계를 바라보는 시각과 가치관을 왜곡시키거나 편협하게 만들 수 있으며 사회 전체에 악영향을 미칠 수 있다는 연구결과를 내놨습니다. 이런 문제를 해결하기 위해 어떤 노력을 하느냐에 따라 기술의 최종 성패가 좌우되는 경우가 많습니다. 최근 AI챗봇 ‘이루다’가 혐오표현 학습과 개인정보 노출 등 문제로 운영이 중단됐습니다. 이에 대해 AI 기술 고도화를 위해 어쩔 수 없는 시행착오라던가 이번 사건이 혁신을 가로막아서는 안된다던가, 기술 문제가 아니라 혐오 표현이 일상화된 사회가 문제의 근원라는 목소리도 나왔습니다. 그런 발언의 당사자들이 인식하고 있는지는 모르겠지만 그 이면에는 기술을 사용하는 사회와 대중에게 문제가 있는 것이지 과학기술 자체는 문제가 없다는 기술의 가치중립성 논리가 숨어있습니다. 다양한 분야의 연구자들이 과학기술의 가치중립성은 환상이라고 지적하고 있습니다. 그렇기 때문에 모든 과학기술은 사회적 책임을 가져야 한다는 것입니다. 과학기술의 사회적 책임은 대학 교수나 많은 연구비를 쓰는 연구자들에게만 해당되는 것이 아닙니다. 모든 과학기술과 혁신의 중심에는 인간이 있어야 합니다. 사회적 책임을 도외시하고 인간이 소외된 혁신과 기술은 ‘야수’로 변하기 십상이라는 점을 분명히 알고 있어야 하지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

최근 아동 발달장애 중 하나인 자폐증이 전 세계적으로 증가 추세에 있다고 한다. 의사소통을 비롯한 타인과의 상호작용이 부족하고 제한적이며 이상행동을 반복하는 등의 특성을 보일 경우 ‘자폐스펙트럼 장애’로 분류한다. 한국에서는 전문인력이 부족하고 사람들의 인식 부재 등으로 증상 발견에서 실제 진단까지 2~9년이라는 기간이 소요된다. 자폐증은 생후 12~24개월, 심지어 12개월 이전에도 나타난다는 점에서 조기 발견과 대응이 매우 중요하다. 과학자들이 자폐증상을 조기에 파악해 적절한 치료를 제때 받을 수 있도록 연구 중이다. 바로 인공지능(AI)을 이용해 영유아 발달장애를 조기 선별하기 위한 행동 및 반응 심리인지 기술이다. 한국전자통신연구원(ETRI) 연구진도 다양한 패턴을 이용해 아동을 실시간 촬영한 영상을 분석해 장애 증상을 찾는 기술 개발을 하고 있다. 사회적 상호작용 과정 중 나타나는 시선, 표정, 몸짓, 발성 특성 등 비언어적 반응과 언어 행동의 패턴, 반복적인 행동 특성 등을 인지하고 분석하는 복합 AI 기술을 이용한다. 이렇게 모은 데이터를 기반으로 유아원이나 보육시설, 일반 가정에서도 영상을 촬영해 장애 여부를 조기에 판단할 수 있게 될 전망이다. 자폐증상 선별을 제대로 하기 위한 리빙랩도 문을 열었다. 공동연구기관과의 협력으로 관찰 검사와 함께 관련 데이터를 수집할 계획이다. 자폐에 대한 사회적 관심과 인식 개선을 위한 따뜻한 AI 기술이 필요한 때이다. 유장희 ETRI 인간로봇상호작용연구실 박사

많은 직장인들은 도심을 벗어나 한적한 시골에 전원생활을 하거나 주말농장을 갖는 것을 꿈꾸곤 한다. 회색 콘크리트에서 벗어나는 것만으로도 복잡한 도심 생활로 인한 피곤과 스트레스가 풀리는 것 같다는 이들이 많다. 실제로 전원생활이 우울증이나 불안증 감소 등 정신건강에 상당한 도움을 준다는 연구결과가 나왔다. 미국 미시건대 의대 신경학과, 미시건 보훈병원, 미국신경과학회 공동연구팀은 도심을 벗어나 시골 지역에 사는 사람들이 치매, 뇌졸중, 파킨슨병, 다발성 경화증 같은 신경질환은 물론 우울증, 불안증, 강박증 같은 정신질환의 발생률도 낮춘다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 23일자에 실렸다. 연구팀은 미국 내 공공의료보장제도인 메디케어에 등록한 사람 20%의 1년 동안 의료데이터와 신경정신과 질환으로 병원을 한 번이라도 방문한 사람들 210만명의 진료자료를 분석했다. 그 결과 분석 대상자들이 사는 전체 지역의 신경과 전문의는 1만 3627명이었으며 신경과 전문의가 가장 적은 지역은 10만 명당 평균 10명, 많은 지역은 10만 명당 평균 43명의 신경과 전문의가 있다는 것이 확인됐다. 또 시골 거주자들이 파킨슨병, 다발성 경화증 같은 퇴행성 신경질환은 물론 우울증, 불안증, 강박증 같은 정신과 질환에 덜 시달리는 것으로 나타났다. 도시지역의 신경정신과 질환 발병률은 24%, 시골지역은 21%으로 나타났고, 치매의 경우는 도시 47%, 시골 38%로 확인됐으며 뇌졸중 발병률도 도시는 31%, 시골지역은 21%로 조사됐다. 브라이언 캘러한 미시건대 의대 교수는 “신경정신과 전문의는 대도시에 많이 거주하는 경향이 있고 많은 사람들이 치료를 받기는 하지만 전문의가 적은 곳에서는 신경정신질환의 발병률이 오히려 낮기 때문에 전문의가 적은 경향이 있기도 하다”라며 “자연과 함께 있는 것이 스트레스 요소를 줄여 정신신경 질환 발병률을 낮추는 것으로 봐야할 것”이라고 말했다. 그러나 캘러한 교수는 “추가 연구가 필요하겠지만 시골지역에 신경정신과 전문의가 적기 때문에 병원을 찾는 사람이 적기 때문에 통계에 잡히지 않는 것일 가능성도 있다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국민 58%가 의사 국가시험 재접수 허용을 찬성한다는 여론조사 결과가 나왔다. 22일 의료계에 따르면 대한신경과학회, 대한내과학회, 대한외과학회, 대한소아청소년과학회, 대한산부인과학회는 여론조사 전문기관 ‘공정’에 의뢰해 이달 12일과 13일 양일간 전국 19세 이상 남녀 606명을 대상으로 여론조사를 시행했다. 설문조사는 유선 전화 152명(25.1%), 휴대전화 454명(74.9%)의 전화 면접조사였다. 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±4%포인트였으며, 응답률은 25.7%(유선 18.7%, 무선 29.4%)였다. 그 결과 의사 국가시험 실기시험 재응시에 찬성하는 사람이 전체 응답자의 58.7%였고 반대 응답은 39.3%였다고 의료계는 밝혔다. 응답자 76.4%는 의사 실기시험을 보지 못한 의대생 약 2700여명이 내년에 의사가 되지 못한다는 사실을 인지하고 있었다. 인지하지 못하는 사람은 23.6%였다. 세부 집단별로 보면 재응시 찬성률은 여성, 20대, 50대, 60대 이상에서 높았다. 지역별로는 대구·경북, 부산·울산·경남, 강원·제주 집단에서 높았다. 대학병원 비이용군은 66.8%가 국시 재응시에 찬성 의견을 보였다. 대학병원 이용군 찬성률은 50.7%에 그쳤다. 반대 의견은 30대, 40대, 자영업 집단에서 높게 나타났다.앞서 지난 20일 정세균 국무총리는 시험 응시를 거부한 의대생들을 구제할 가능성이 있다고 말했다. 이에 의료계는 “환영한다”며 “의대생의 사과 등 조건 없이 허용해줘야 한다”는 입장을 밝혔다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

코로나19에 걸리면 완치가 되더라도 뇌졸중이나 운동장애, 각종 염증성 질환 등 광범위한 신경학적 합병증에 평생 시달릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. ●영구적 신경학적 장애 가능성 미국 보스턴대 의대 부설 보스턴종합병원 연구팀은 코로나19 양성반응을 보여 병원에 입원했다가 완치 후 퇴원한 환자들을 조사한 결과 대부분이 다양한 형태의 신경학적 합병증에 시달리고 있다고 14일 밝혔다. 연구팀에 따르면 코로나19 바이러스는 신경계도 공격을 하기 때문에 겉보기에는 이상이 없더라도 영구적으로 신경학적 장애에 시달릴 가능성이 높다. 이 같은 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경 임상학’ 12월 10일자에 실렸다. 연구팀은 지난 4월 15일~7월 1일 사이에 코로나19 양성반응을 보여 보스턴종합병원에 입원한 74명에 대해 추적조사와 신경학 검사를 실시했다. 조사 대상자의 평균연령은 64세이지만 10대 후반 청소년도 포함돼 있었다. 74명 모두 양성반응으로 입원하기는 했지만 중환자실에서 집중치료를 받을 정도로 심각한 상황은 아니었다. 연구팀에 따르면 코로나19 감염 이후 18명은 뇌졸중, 15명은 발작 증세, 26명은 극심한 망상이 나타나는 섬망증, 5명은 근골신경통, 10명은 운동장애에 시달렸다. 이 중 3명은 운동장애로 인해 넘어지면서 뇌진탕을 일으켜 심각한 뇌손상을 입어 인지기능 이상을 보였으며, 또 다른 1명은 인체 면역체계가 뇌를 스스로 공격하는 자가면역성 뇌염에 걸린 것으로도 확인됐다. ●기저질환 없는 청소년도 위험 연구를 이끈 프리아 아난드 보스턴대 의대 교수(신경감염학)는 “좀더 많은 규모의 환자에 대한 분석이 필요하지만 이번 연구는 코로나19가 다른 감염병들과는 달리 뇌신경계를 직접 공격하기 때문에 기저질환을 갖고 있지 않은 사람은 물론 청소년까지도 신경학적 합병증을 유발시켜 영구적 장애를 일으킬 수 있음을 보여 주고 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 주말 국내 코로나19 일일 확진자 숫자가 1000명을 넘으며 연말 ‘코로나19 3차 대확산’이 현실화되고 있다. 사회적 거리두기 3단계 격상을 피할 수 없다는 목소리까지 나오고 있는 가운데 코로나19는 완치가 되더라도 뇌졸중이나 운동장애, 각종 염증성 질환 등 광범위한 신경학적 합병증에 평생 시달릴 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 보스턴대 의대 부설 보스턴종합병원 연구팀은 코로나19 양성반응을 보여 병원에 입원했다가 완치 후 퇴원한 환자들을 조사한 결과 대부분이 다양한 형태의 신경학적 합병증이 시달리고 있다고 14일 밝혔다. 연구팀에 따르면 코로나19 바이러스는 신경계도 공격을 하기 때문에 겉보기는 이상이 없더라도 영구적으로 신경학적 장애에 시달릴 가능성이 높다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경 임상학’(Neurology Clinical Practice) 10일자에 실렸다. 연구팀은 지난 4월 15일~7월 1일 사이에 코로나19 양성반응을 보여 보스턴종합병원에 입원한 74명에 대한 추적조사와 신경학 검사를 실시했다. 조사대상자 74명의 평균 연령은 64세이지만 10대 후반 청소년도 포함돼 있었다. 74명은 모두 코로나19 양성반응을 보인 뒤 입원하기는 했지만 중환자실에서 집중치료를 받을 정도로 심각한 상황은 아니었으며 감염 이전부터 만성 두통과 같은 가벼운 신경학적 증상을 갖고 있는 사람은 47명으로 확인됐다.연구팀에 따르면 코로나19 감염 이후 18명은 뇌졸중, 15명은 발작증세, 26명은 극심한 망상이 나타나는 섬망증, 5명은 근골신경통, 10명은 운동장애가 발생했다. 이 중 3명은 운동장애로 인해 넘어지면서 뇌진탕을 일으켜 심각한 뇌손상을 입었으며 또 1명은 인체 면역체계가 뇌를 스스로 공격하는 자가면역성 뇌염에 걸린 것으로도 확인됐다. 연구를 이끈 프리아 아난드 보스턴대 의대 교수(신경감염학)는 “좀 더 많은 규모의 환자에 대한 분석이 필요하지만 이번 연구는 코로나19가 다른 감염병들과는 달리 뇌신경계를 직접 공격하기 때문에 기저질환을 갖고 있지 않는 사람까지도 신경학적 합병증을 유발시켜 영구적 장애를 일으킬 수 있음을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“어서 말해보시게. 내가 왕이 될 상인가.” 2013년 영화 ‘관상’에서 수양대군(이정재 분)이 당대 천재 관상가 내경(송강호 분)과 만났을 때 건낸 유명한 대사이다. 관상은 얼굴의 상(相)을 보고 길흉화복과 운명을 읽는 점술의 일종이다. 서양에서도 18세기 프랑스 해부학자 프란츠 조셉 갈이 두개골의 크기와 형태 같은 상을 보고 성격과 심리적 특성 등을 읽을 수 있다는 골상학을 만들었다. 코난 도일의 셜록 홈즈 시리즈에도 등장할 정도로 서양인들에게는 20세기 초까지도 유행하기도 했다. 골상학이나 관상 같지는 않지만 현대 의학에서도 의사들이 환자를 진료할 때 얼굴 상태를 보고 1차적으로 건강상태를 파악하고 있기도 하다. 그런데 미국 펜실베니아주립대 인류학과, 스탠포드대 의대 화학시스템생물학과, 유전학과, 발달생물학과, 하워드 휴즈 의학연구소, 퍼듀대 생물학과, 피츠버그대 의대 구강생물학과, 인간유전학과, 인류학과, 웨이크포레스트의대 분자의학부, 정밀의학센터, 신시내티대 인류학과, 벨기에 루벵 가톨릭대(KU 루벵) 전기공학과, 인간유전학과, 신경과학과, 루벵대학병원(UZ 루벵) 영상의학연구센터, 영국 카디프대 치과대, 호주 머독 아동연구소 공동연구팀이 특정 유전적 신호가 얼굴의 특정 영역에서 그대로 나타난다고 12일 밝혔다. 얼굴을 관찰함으로써 유전적 결함을 파악할 수 있다는 것으로 일종의 ‘현대판 골상학’이라고도 할 수 있을 것이다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 유전학’ 9일자에 실렸다. 연구팀은 1991~1992년 영국 에이번 지역 임산부와 그들로부터 태어난 아이들 3566명에 대한 집단 장기추적조사인 ‘에이번 종단 코흐트연구’(Avon Longitudinal Study of Parents and Children) 자료와 4680명의 미국인에 대한 자료를 활용했다.연구팀은 자료로 확보된 피실험자들의 세밀한 얼굴 사진을 디지털화해 얼굴을 63개 부분으로 나누고 7000개 이상의 지점을 정한 다음 인공지능기술을 활용해 얼굴 형태와 유전자를 조합 분석한 결과 특정 유전자와 연관된 얼굴 부위가 203개라는 것을 찾아냈다. 또 신체 기형과 관련된 유전자가 표현되는 곳도 61개 부위가 있다는 것이 새로 확인됐다. 특정 유전적 신호가 얼굴의 특정 영역에 그대로 표현되는 만큼 인공지능 기술로 얼굴을 인식해 질병을 사전에 파악할 수 있게 된다는 것이다. 또 태아 얼굴로 출생 후 나타날 수 있는 안면이나 신체 이상을 사전에 파악할 수도 있을 것으로 보인다. 연구팀은 이와 함께 이번 연구를 조금 더 발달시키면 범죄 용의자의 DNA 일부만으로도 얼굴을 재구성하는 과학적 몽타주 기법도 가능할 것으로 전망하고 있다. 이번 연구를 이끈 페터 클라스 벨기에 KU루벵 교수(임상유전학)는 “이번 연구는 DNA가 얼굴 발달에 중요한 역할을 한다는 점에서 시작해 실제로 유전자와 얼굴 형태를 1대 1로 대조할 수 있는 기술을 개발해 질병여부나 신체이상 여부를 사전에 빠르게 파악할 수 있도록 도움을 받을 수 있을 것으로 보인다”라며 두개골 발달과 관련된 유전자와 신체 이상과 관련된 유전자가 밀접하게 연관돼 있으며 얼굴 구조의 유전학을 통해 얼굴의 진화도 이해할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

점심 식사를 하러 식당에 들어갔다가 메뉴판을 보고 뭘 먹을지 고르지 못하는 이들이 의외로 우리 주변에 많다. 이런 사람들은 요즘 같이 사회적 거리두기 상황에서 음식을 배달시키려고 할 때도 한참 동안이나 고민에 빠지거나 여행을 떠나려고 할 때 어디를 가야할지 망설이는 경우도 있다. 이렇게 결정을 제대로 내리지 못하는 사람들을 ‘결정장애’가 있다고 말한다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 행동경제학과 연구팀은 결정장애는 지나치게 많은 선택지 때문에 뇌가 과부하에 걸리기 때문에 나타나는 현상이라는 연구결과를 내놓은 바 있다. 이번에는 뇌신경과학자들이 결정장애가 뇌 특정 신경망 활성이 낮아지면서 나타나는 현상이라는 분석결과를 내놔 주목받고 있다. 스페인 카잘 연구소, 미국 뉴욕대 랑곤의료센터 신경과학연구소, 독일 프리드리히 알렉산더대 생리학·병리학연구소, 하인리히 하이네대 의대 의료심리학교실, 라이프치히 분자약학연구소 신경치료교실 공동연구팀은 의사결정은 별세포라고도 불리는 성상세포와 뉴런간 연결이 약하기 때문에 나타나는 현상이라고 11일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 8일자에 실렸다. 심리학자와 뇌과학자들은 목표지향적 행동에 있어서 의사결정(decision-making)은 최적의 선택을 위해 모든 조건의 장단점을 고려해 결정을 내리는 행위로 다양한 뇌 영역이 관여하는 것으로 보고 있다. 의사결정은 전두엽 피질에서 관여하고 있는데 별세포가 주요 역할을 하는 것으로 알려졌다. 그렇지만 성상세포와 다른 뇌 신경세포가 어떻게 의사결정에 관여하는지 정확한 작동방법은 파악하지 못하고 있다. 피라미드 세포로 불리는 흥분신경세포와 다른 신경활동을 억제하는 역할을 하는 억제 중개신경세포 활성을 조절해 의사결정에 관여하는 것으로 추정하고 있었다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용핸 생쥐 행동실험을 실시했다. 별세포를 자극하거나 억제하면서 길찾기 같은 특정 상황에서 생쥐가 어떤 행동을 보이는가를 관찰한 것이다. 그 결과 내측 전두엽 피질의 별세포가 신경망의 억제와 흥분을 조절해 의사결정에 관여한다는 사실을 확인했다. 특히 별세포의 억제성 신경전달물질인 ‘가바’(GABA)가 전두엽 피질에서 감마파의 활동을 조절함으로써 작업기억을 비롯한 인지기능과 의사결정에 영향을 미친다는 설명이다. 실제로 생쥐의 뇌에 빛을 쬐어 가바의 활성이 높여 감마파 발생을 낮출 경우 미로에서 길 찾기를 어려워하고 갈래길에서 결정을 못내리는 것으로 확인됐다. 뇌 속 별세포의 활성을 조절함으로써 결정장애를 개선할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 거트루드 페루아 스페인 카잘 연구소 교수는 “이번 연구는 결정장애라는 행동을 유발시키는 근본 원인을 파악함으로써 뇌의 인지기능에 대한 이해도를 한층 높였다는데 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국발 코로나19가 전 세계를 공포에 빠지게 만든지 1년이 지나고 있다. 화이자와 아스트라제네카, 모더나 등에서 백신을 개발해 영국에서는 긴급사용승인을 내려 이번주부터 본격적인 접종이 시작된다고 알려져 있다. 일반인들까지 접종이 완료돼 집단면역이 형성되기 위해서는 시간이 걸리기 때문에 그 때까지는 코로나19에 대해 안심하기는 이르다. 코로나19 확진자들은 완치 이후에도 갖가지 후유증을 호소하는 경우가 많다. 그런데 최근 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 따르면 코로나19의 대표적인 후유증인 섬망증이 조기 치매를 유발시킬 수 있다는 분석을 내놨다. 네이처는 보스턴종합병원에서 코로나19 감염환자를 담당하는 의료진의 사례를 제시했다. 사례로 제시된 의사는 코로나19에 감염된 뒤 휴대전화를 사용하는 방법, 집주소 같은 간단한 것을 기억해내지도 못하고 머릿 속이 안개가 낀 것 같은 느낌과 함께 벽에 도마뱀이 걸려있는 듯한 환각을 보고 방향감각을 잃기도 했다. 완치 이후 이 같은 증상은 점점 사라졌지만 이 같은 섬망증이 몇 달 동안 지속되는 사례도 보고됐다고 네이처는 밝혔다.실제로 프랑스 스트라스부르대 신경과학부 의료진에 따르면 코로나19 확진자와 완치자 58명 중 65%가 섬망증을 앓는 것으로 확인됐다고 보고했다. 섬망증은 알콜중독이나 전신감염, 뇌졸중 같은 외상을 입었을 때 인지기능 저하, 집중력과 기억력 감소, 환청, 불면, 극단적 기분변화 등의 증상을 보이는 정신질환이다. 지난달 말 미국 내슈빌에서 열린 미국 흉부외과학회 연례컨퍼런스에서도 집중치료실(ICU)에서 코로나19 치료를 받은 2000명의 환자 중 55%가 망상증 증상을 호소했다고 보고됐다. 이 같은 수치는 일반적으로 관찰되는 망상증 발병률보다 높은 것으로 확인됐다. 망상증 환자는 70% 정도가 완전히 회복되지만 30% 정도는 망상증이 몇 달 동안 지속되면서 심각한 인지장애로 이어져 치매로 이어지는 경우가 많은 것으로 알려져 있다.네이처에 따르면 망상증이 없는 사람이 치매에 걸리는 경우는 16% 정도에 불과하지만 망상증에 시달리는 사람의 3분의 1 이상이 치매로 이어지는 것으로 알려졌다. 나탈리 트론슨 미국 미시건 앤아버대 의대 신경정신과 교수는 “성년기나 중년 이후 연령대에서 코로나19를 앓는 사람들은 특히 섬망증 증세를 보이는 경우가 많다”라면서 “코로나19 확진자가 많이 발생한 나라에서 치매환자의 증가 추이를 장기적으로 추적해봐야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아이가 막 태어나서 부모와 눈을 마주치고 옹알댈 때 많은 부모들은 아이들과 다양한 대화를 시도한다. 그렇지만 점점 시간이 갈수록 아이의 눈을 마주치고 대화하는 시간은 줄어들고 책을 읽어주는 일도 거의 없어지는 경우가 많다. 그런데 신경과학자와 심리학자로 구성된 연구팀은 영유아기와 아동기에 부모와 대화를 많이하고 언어에 많이 노출시키는 것이 뇌신경 발달에 도움이 되며 나중에 머리가 좋아질 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 스탠포드대 심리학과, 세인트루이스 워싱턴대 생물학 및 의생명과학과, 신경과학과, 밴더빌트대 심리학 및 인간발달학과 공동연구팀은 영유아시절 언어 노출이 많이 된 아이들이 뇌신경망 형성이 더 잘 발달해 언어와 정서발달에 도움이 된다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 1일자에 실렸다. 초등학교에 입학하기 전까지 아이들은 양육자와 교류를 하면서 언어를 배우게 된다. 어린이집이나 유치원에 다닌다고 하더라도 아이들은 부모와 같은 양육자들과 많은 시간을 보내며 대화를 한다. 이 때 아이들은 어른들의 말을 듣고 단순히 따라하는 것이 아니라 자신이 생각하고 말하고자 하는 것과 어른들의 말을 대조하면서 언어능력을 키워간다. 실제로 부모의 어휘 사용량이 아이들의 언어능력을 좌우한다는 연구결과들도 있었지만 언어노출이 아이들이 두뇌회로를 어떻게 형성하는지는 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 일반적으로 소리를 받아들이고 이해하는 청각처리 신경망은 뱃 속에 있을 때부터 발달하기 시작하지만 복잡한 문장과 단어의 의미를 이해하는 것은 유아기 때부터 발달하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생후 5~8개월된 영아의 가정 내 언어 노출정도를 녹음, 녹화해 기록하고 아이들이 잠자는 동안 기능성 자기공명영상(fMRI)장치를 이용해 언어 관련 뇌신경망 활동과 형성을 측정했다. 그 결과 가정에서 양육자들이 아이들과 얼마나 대화를 시도하느냐에 따라 뇌신경망 형성에 차이를 보이는 것으로 나타났다. 양육자들이 아이들과 대화를 많이 하고 책을 읽어주는 등의 시도가 많은 경우 언어와 기억에 관여하는 뇌부위의 신경망 형성이 강화되는 반면 양육자들이 아이들과 대화를 하지 않고 방치되거나 양육자와 대화보다는 TV 등 영상매체에 노출되는 경우는 언어영역 신경망 형성이 약한 것으로 확인됐다. 연구팀은 이번 연구결과에 대해 오해하지 말아야 할 점은 어려서 외국어에 노출시킨다고 해서 언어영역의 신경망 강화에 도움이 되지는 않는다고 강조했다. 영유아기나 아동기처럼 모국어에 대한 뇌신경망이 충분히 형성되지 않은 상황에서 외국어에 노출될 경우 오히려 언어기능은 물론 정서 발달에 문제가 생길 가능성이 더 크다고 지적했다. 이안 고틀립 스탠포드대 교수는 “이번 연구는 영유아기에 양육자와의 교감이 중요하다는 점을 강조하고 있다”라며 “아동의 뇌기능 발달에 있어서 초기 생활의 중요성과 주 양육자와의 관계가 중요한 만큼 가정 뿐만 아니라 지역이나 정부기관에서도 관심을 가져야 할 부분”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고전소설 ‘심청전’에는 주인공 심청이 앞 못 보는 아버지 심학규의 눈을 뜨게 하기 위해 공양미 300석을 받고 인당수에 몸을 던지는 장면이 나온다. 과학기술이 발달한 현대에서는 공양미를 바치고 기도에 의존하는 대신 뇌의 시각피질을 자극하는 신경칩을 이식해 시력을 회복하도록 하는 기술이 개발됐다. 네덜란드 국립신경과학연구소 시각인지연구부, 암스테르담 자유대 통합신경생리학과, 암스테르담대학병원 정신의학부, 스페인 미구엘 에르난데즈대 생체공학연구소 공동연구팀은 뇌 시각피질을 자극할 수 있는 신경칩을 이식해 시력을 회복할 수 있는 기술을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 4일자에 발표했다. 기존에도 뇌 신경칩 이식을 통해 시각 회복을 하려는 시도는 계속 있어왔지만 시력 회복을 했다고 평가할 수 있을 정도의 수준에 미치지는 못해왔다. 연구팀은 첨단 재료공학과 미세전자공학 기술을 이용해 1024개의 전극을 가진 안정적이고 내구성이 뛰어난 뇌 신경칩을 만들었다. 전극 숫자가 많을수록 인식할 수 있는 이미지의 해상력은 높아지게 된다. 연구팀은 앞을 보지 못하는 원숭이 2마리의 뇌 시각피질에 이번에 개발한 뇌 신경칩을 이식했다.뇌 신경칩에 전기자극이 주어지면 특정 위치에서 빛이 보이는 ‘안내(眼內)섬광’이라는 지각현상이 나타나는 것이 관찰됐다. 또 연구팀은 눈동자의 움직임을 측정하고 행동과제를 실시했는데 선이나 움직이는 점을 따라 안구가 움직일 뿐만 아니라 사물의 형태나 큰 글자를 인식하는 것이 관찰됐다. 이번 연구결과는 망막이나 시신경 손상이나 퇴화가 있지만 시각피질이 조금이라도 남아있는 시각장애인의 시력 회복에만 적용될 수 있지만 추가 연구를 통해 작은 글자까지 읽을 수 있을 것이라고 연구팀은 설명하고 있다. 피터 로엘프세마 국립신경과학연구소 교수는 “이번에 개발한 기술은 시각장애인이 사물의 모양과 형태를 인식할 수 있는 기능적 시력을 회복함으로써 삶의 질을 높여줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

날씨가 쌀쌀해지면서 버스나 지하철 등 대중교통에 히터가 가동됩니다. 따뜻하다 보니 자신도 모르게 꾸벅꾸벅 졸고 있는 이들이 많습니다. 밤잠을 제대로 못 잔다고 하는 사람들도 차를 타면 고개를 떨구고 잠에 빠지기도 합니다. 잠을 안 자고 칭얼대는 아기들은 안고 살짝 흔들어 주면 금세 잠든다는 것은 부모라면 누구나 한 번쯤 경험했을 것입니다. 물론 그런 방법으로도 잠들지 못하는 아이들은 카시트에 앉혀 드라이브를 하면 10분도 안 돼 잠들기도 하지요. 물론 버릇이 되면 침대에서 재우기는 더 힘들어진다는 문제가 있기는 합니다. 어른, 아이 할 것 없이 차를 타면 꾸벅꾸벅 졸게 되는 이유는 지금까지 명확히 밝혀지지 않았습니다. 지난해 호주 왕립멜버른공과대 연구팀은 자동차에 사람을 태우고 진동 주파수를 조절하면서 졸음이 오는 순간을 측정한 결과 저주파인 4~7㎐ 진동이 지속될 경우 졸음이 시작된다는 사실을 밝혀내고 국제학술지 ‘인체공학’에 발표했습니다. 그렇지만 진동이 수면을 유도하는 신경학적 과정은 여전히 수수께끼로 남아 있습니다. 그런데 미국 토머스제퍼슨대 신경과학과, 파버신경과학연구소, 펜실베이니아대 생명공학과 공동연구팀은 초파리 실험을 통해 미세한 진동이 ‘습관화’되면서 더 쉽게 잠들고 일정 진동이 있을 때 더 깊이 잠들게 된다고 밝혔습니다. 수면과학 분야에서 널리 알려진 재미 한국인 신경과학자 고경희 토머스제퍼슨대 교수가 주도한 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 12월 2일자에 실렸습니다. 연구팀은 대표적인 생물학 실험 동물인 초파리로 진동이 수면에 미치는 영향을 분석했습니다. 연구팀에 따르면 초파리에게 처음 진동을 가하면 활동성이 커지지만 진동에 반복적으로 노출되면 ‘습관화’ 현상이 발생해 오히려 쉽게 잠들게 됩니다. 습관화는 동일한 자극이 반복적으로 제시될 때 점차 주의를 덜 기울이고 초기 반응이 감소하며 자극에 익숙해지는 일종의 학습 과정입니다. 실제로 초파리는 시간이 지남에 따라 미세 진동이 위협적이지 않다는 것을 인식하게 되면서 진동 자극에 대해 둔감해지고 수면 자극으로 인식하게 됩니다. 연구팀은 미세 진동 환경에서는 더 깊고 오래 잠든다는 사실도 확인했습니다. 미세 진동은 깊이 잠들었을 때와 비슷한 뇌파를 유도한다고 연구팀은 설명했습니다. 연구팀은 신경전달물질인 도파민이 과도하게 분비되도록 변형시킨 돌연변이 초파리는 일반 초파리들이 쉽게 잠드는 진동 주파수에서도 잠들지 못하고 잠이 들더라도 금세 깬다는 사실을 확인했습니다. 이런 초파리 수면 패턴이 사람에게도 적용될 수 있는지는 추가 연구가 필요하지만 유전학적 관점에서 사람과 초파리는 유사점이 많은 만큼 파리의 수면조절 연구 결과를 통해 인간의 수면에 대해서도 배울 수 있는 점은 있을 것입니다. 겨울이 되면 추위로 활동량이 줄어들고 난방으로 실내가 건조해지면서 잠 못 이루는 사람들이 많아집니다. 올해는 코로나19로 인한 우울감을 호소하는 이들도 많이 늘어나 불면의 밤을 새우는 사람이 더 많을 것 같습니다. 아이들처럼 흔들침대에서 잠들거나 초파리들처럼 미세 진동 환경에서 잠들 수는 없는 만큼 야식을 피하고 잠들기 직전 따뜻한 우유 한 잔을 마시고 잠자리에 적절한 습도를 유지하는 것이 불면의 겨울밤을 피하는 최선의 방법이 아닐까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

초미세먼지 농도가 높은 지역에 사는 노년 여성은 알츠하이머병과 같은 치매를 일으키는 뇌수축이 생길 위험이 2배까지 커질 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 서던캘리포니아대 연구진은 미 여성건강계획(WHI) 조사에 참여한 78세 이상 여성 712명을 대상으로 초미세먼지 노출이 뇌용적에 미치는 영향을 분석한 결과 이같이 나타났다고 18일(현지시간) 밝혔다. 초미세먼지는 지름 2.5㎛ 이하의 물질(PM2.5)을 의미한다. 연구진은 조사 대상자를 각 거주지의 연평균 초미세먼지 농도 등급(㎍/㎥)에 따라 4개 그룹으로 분류했다. 이때 최저 농도 그룹은 평균 7~10㎍/㎥의 초미세먼지, 최고 농도 그룹은 평균 13~19㎍/㎥의 초미세먼지에 노출됐다. 미국에서는 미국 환경보호청(EPA)이 정한 초미세먼지 대기환경 기준(NAAQS)에 따라 ‘좋음’ 수준은 12㎍/㎥로 우리나라의 기준인 15㎍/㎥보다 엄격하다. 연구진은 또 알츠하이머병의 위험인자인 뇌수축 패턴을 확인하기 위해 훈련된 기계학습 도구를 사용해 각각의 MRI 사진에 대해 알츠하이머병 환자들의 것과 얼마나 유사한지에 기초해 0점에서 1점까지 점수를 부여했다. 점수가 높아질수록 뇌 용적 변화가 크다는 뜻이다. 그 결과, 전체적으로 여성의 점수는 연구 시작 당시 0.28점에서 5년 뒤 0.44점으로 높아진 것으로 나타났다. 이는 초미세먼지의 영향으로 뇌용적이 줄어들었다는 것. 초미세먼지 노출 수준이 3㎍/㎥ 증가할 때마다 5년간 뇌수축 변화는 평균 0.03점 증가한 것으로 확인됐다. 이는 알츠하이머병에 걸릴 위험이 24% 증가한 것과 맞먹는 수준이다. 심지어 이 연구는 지역의 초미세먼지 농도가 높을수록 뇌수축 위험이 점점 커진다는 것을 확인해준다. 연구에서 확인된 최고치인 19㎍/㎥의 초미세먼지 농도에 노출된 여성들은 최저치인 7㎍/㎥의 초미세먼지 농도에 노출된 여성들보다 뇌수축 위험이 2배에 달했다고 연구진은 설명했다. 게다가 이런 상관관계는 나이와 교육 수준, 고용 상태, 심장 건강 그리고 신체 활동 등 뇌수축에 관여할 수 있는 다른 요인에 대해 조정해도 유지되는 것으로 밝혀졌다. 연구 주저자 다이애나 여넌 서던캘리포니아대 박사는 “뇌용적의 감소는 알츠하이머병과 같은 치매의 위험요인으로 알려졌지만, 대기오염이 뇌구조를 변하게 하는지는 여전히 연구되고 있다”면서 “이 연구는 더 높은 수준의 대기오염에 노출된 70, 80대 여성들이 5년간 알츠하이머와 관련한 뇌 변화 위험성의 증가를 발견했다”고 말했다. 이어 “연구는 이런 독소가 뇌 구조나 뇌 신경세포망의 연결을 방해해 치매로 가는 진행에 관여할 수 있다는 점을 시사한다”고 덧붙였다.　자세한 연구 결과는 미국신경과학회(AAN)가 발행하는 국제 학술지 ‘신경과학: 임상시험’(Neurology: Clinical Practice) 최신호(18일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

알츠하이머병 발병에 관여하는 원인 유전자를 분당서울대병원 신경과 교수팀이 찾아냈다. 분당서울대병원 박영호 신경과 교수팀은 미국에서 661명,유럽에서 674명 등 1335명을 대상으로 한 코호트 연구 결과 면역세포에 의한 염증반응과 바이러스 감염과 관련된 특정 유전자의 발현이 알츠하이머병에 영향을 줄 수 있다는 사실을 규명했다고 18일 밝혔다. 알츠하이머병은 기억력을 포함한 인지기능이 점진적으로 악화하는 퇴행성 뇌 질환이다. 치매 원인 중 약 70% 정도를 차지한다. 박 교수팀은 이런 알츠하이머병의 발병에 영향을 미칠 수 있는 원인 유전자를 파악하고자 대규모 전장유전체연관분석(GWAS) 결과를 확인했다. 전장유전체연관분석이란 환자군과 정상군 두 집단에 대한 유전정보를 비교하면서 환자군에서 더 높은 빈도로 나타나는 유전정보를 찾는 법이다.질환과 연관성을 가진 유전자,유전정보 등을 파악하는 데 도움이 된다. 이를 통해 연구팀은 알츠하이머병과 밀접한 연관성이 있다고 알려진 22개의 유전자를 찾아냈다. 그다음 관련된 유전자들이 혈액에서 얼마나 많이 발현되는지를 보고,발현량의 차이가 알츠하이머병에 관여하는지를 분석했다. 그 결과 정상군과 비교해 알츠하이머병 환자군에서 해당 유전자들의 발현량이 유의한 수준으로 높았다. 특히 ‘CD33’과 ‘PILRA’라고 하는 유전자가 알츠하이머병 발병에 크게 기여하는 것으로 확인됐다. 본래 우리 몸속의 식세포는 체내 불필요한 물질을 잡아먹으면서 우리 몸을 보호한다. 정상적으로는 알츠하이머병의 원인 물질에 대해서도 식세포가 활동하면서 알츠하이머병의 발병을 억제하게 된다. 그러나 CD33은 이런 식세포의 면역반응을 어렵게 해 결국 알츠하이머병을 유발하는 것으로 추정됐다. 또 PILRA는 단순포진 바이러스(HSV)가 세포 안으로 쉽게 침투할 수 있도록 도와 결과적으로 우리 신체가 감염에 취약하게 만드는 작용을 한다고 알려져 있다. 연구팀은 이번 연구를 통해 알츠하이머병을 야기하는 원인 유전자를 규명하고 치료제 개발에서 전환점을 맞이할 것으로 기대하고 있다. 단 이번 연구는 서양인을 대상으로 한 탓에 국내 환자에 바로 적용하는 데는 한계가 있다고 연구팀은 밝혔다. 유전체 분석 결과는 인종마다 다르게 나타날 수 있기 때문이다.연구팀은 국내 환자를 대상으로 하는 후속 연구를 설계해 알츠하이머병의 진단과 발병 과정 등을 확인할 계획이다. 연구 결과는 미국 신경과학회(American Academy of Neurology) 학술지 ‘유전신경학’(Neurology Genetics) 온라인판에 게재됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

‘해피벌룬으로 인한 척수신경병’ 보고8g 아산화질소 캔 200~300개씩 사용비타민 B12 줄어들면서 척수병 생겨팔다리 마비, 소변 장애, 발기부전까지3개월 치료 뒤 회복…위험성 간과 말아야아산화질소를 넣어 환각작용을 일으키는 ‘해피벌룬’을 남용하다가 심각한 척수신경병에 걸려 팔다리 마비와 발기부전 증상까지 경험한 사례가 처음으로 국내 학계에 보고됐다. ‘아산화질소’는 의료용 마취제, 휘핑크림 조제 용도로 사용하는 가스로, 한 때 청소년 사이에서 남용돼 2017년 환각물질로 지정됐다. 해피벌룬은 흡입은 물론, 흡입 목적으로 소지만 해도 3년 이하 징역형 또는 5000만원 이하의 벌금형에 처한다. 그러나 지난 5일 서울 강남구 논현동에서 20대 남성 3명이 해피벌룬을 흡입하다 체포되는 등 위험성을 무시하고 남용하는 사례가 끊이질 않고 있다. 18일 인하대병원과 일산 동국대병원 공동연구팀이 대한신경과학회지에 공개한 ‘해피벌룬으로 인해 발생한 척수신경병’ 보고서에 따르면 별다른 기저질환이 없는 23세 남성 A씨는 약 4주 전부터 서서히 발생한 사지 감각이상, 보행장애, 소변장애, 발기부전 등의 증상으로 병원을 찾았다. 연구팀에 따르면 그는 자동차 수리 관련 일을 해 공업용 아산화질소를 쉽게 접할 수 있었다. 병원을 찾기 1년 전부터 아산화질소의 환각 효과에 빠져 흡입량을 계속 늘렸다. 심지어 3~4개월 전부터는 아산화질소 8g이 들어있는 캔을 한번에 200~300개씩 1주일에 5회까지 흡입하기도 했다. 이후 걸어다닐 때 휘청거리는 증상이 나타났고, 양쪽 발의 감각이상이 나타났다. 또 양쪽 손과 손가락 끝에도 감각이상이 생겨 병원을 찾게 됐다.검사 결과 A씨에게서 아산화질소 과량 흡입에 의한 비타민 ‘B12’의 감소가 확인됐다. 비타민 B12가 부족해지면 빈혈과 신경계 이상이 생길 위험이 높아진다. 아산화질소는 신경계 독성을 일으키는 치명적인 부작용도 있다. 비타민 B12의 감소는 ‘메틸말론산’이라는 물질의 대사도 억제해 혈중농도를 높이고 척수병 위험을 높인다. 의료진은 ‘비타민 B12 결핍에 의한 척수신경병’으로 진단하고 비타민 B12를 매일 1㎎식 근육주사로 1주일 투약하고 이후 주 1회 간격으로 2개월간 주사 치료를 계속했다. 그 뒤에는 먹는 비타민으로 변경해 치료했다. 치료를 받은 지 1개월 뒤부터 감각 저하가 점점 나아지기 시작했고 무려 3개월이 지나서야 감각이상, 소변장애, 발기부전 증상이 치료됐다. 연구팀은 “최근에 아산화질소가 ‘해피벌룬’이라는 이름으로 젊은 세대에게 쉽게 노출돼 환각제로 남용되고 있다”며 “이번에는 처음으로 척수병과 연관된 발기부전까지 보고됐다”고 밝혔다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

냄새/A S 바위치 지음/김홍표 옮김/세로/484쪽/2만 2000원 누구나 ‘맛은 입에서 느끼는 것’이라고 여긴다. 이는 절반만 옳다. 나머지 절반은 코의 몫이다. 혀의 미각 수용체는 단맛 등의 오미(五味)에 지방 맛을 더해 여섯 가지 맛을 느낀다. 한데 마늘 맛이나 그을린 맛 등 우리가 흔히 향미라고 부르는 걸 느끼지는 못한다. 수용체가 없어서다. 이런 맛들은 모두 코를 지나 뇌에서 만들어진다. 국제표준기구에서도 이 점을 들어 ‘맛은 미각은 물론 향미라고 일컬어지는 날숨 냄새를 포함한다’고 규정하고 있다. 후각은 사실 오랜 기간 경시된 감각이었다. 철학자 칸트는 “가장 천박하면서 없어도 되는 감각”이라고 했고, 찰스 다윈도 “냄새 감각이 인류에 기여하는 바는 매우 적다”고 평가절하했다. 후각이 관심을 받기 시작한 건 20세기 들어서다. 1991년 후각 수용체가 발견되면서 후각 연구는 새로운 전기를 맞고 있다. ‘냄새’는 이런 활발한 연구의 연장선에 있는 책이다. 인지과학, 철학 등 다양한 분야의 지식을 동원해 냄새의 본질을 파헤친다. 책은 크게 네 개의 주제로 이야기를 풀어간다. 냄새 감각에 대해 과학적 관심을 기울인 역사, 냄새란 무엇인지에 대한 철학적 고찰, 후각의 경로와 구조를 밝히는 신경과학, 냄새 인지 과정에 관여하는 심리학 등이다. 대부분 우리가 깨닫지 못했던 분야들이라 꽤 신선하게 다가온다. 날숨을 예로 들자. 인간은 날숨 때 코로 전달되는 냄새를 통해 향미를 느낀다. 이 날숨 냄새는 인간과 동물을 가른 진화 특징 중 하나다. 인간 코는 가로판 모양의 뼈가 사라져 호흡과 후각이 붙어 있지만, 대부분의 동물은 나뉘어 있다. 이는 들숨으로 킁킁대며 냄새는 잘 맡아도 날숨에 포함된 향미까지 인지하지는 못하는 결과로 이어진다. 개나 곰이 사람보다 몇 배 더 냄새를 잘 맡아도 정작 맛있게 음식을 먹을 수 있는 건 인간이라는 뜻이다. 책은 이처럼 우리의 생각 이상으로 삶의 모든 영역에서 중요한 역할을 하는 냄새의 작동 방식을 꼼꼼하게 짚고 있다. 손원천 선임기자 angler@seoul.co.kr

소년이 이어도로 간 까닭은(이어도연구회 지음·펴냄) 20세기 말까지만 해도 아무도 본 적이 없는 상상 속의 섬이었던 이어도. 실제 이어도는 섬이 아닌 수중 암초였다. 2003년에 국내 최초 해양과학기지가 지어져 재탄생됐다. 이어도연구회가 그곳에 500년 된 이무기가 산다는 상상을 입혀 이를 퇴치하는 주인공의 이야기를 실었다. 109쪽. 1만원.물속에 쓴 이름들(손호철 지음, 이매진 펴냄) 진보 정치학자의 이탈리아 여행기. 로마, 피렌체 등 22일에 걸친 기행에 담긴 이탈리아는 다양한 사람들이 시대의 제약과 개인적 한계 속에서 자기만의 사상을 펼친 곳이다. 마키아벨리와 그람시를 중심축으로 단테, 갈릴레이, 다빈치 등 시대의 반항아들이 남긴 흔적을 돌아봤다. 344쪽. 1만 8000원.도덕적 혼란(마거릿 애트우드 지음, 차은정 옮김, 민음사 펴냄) 해마다 노벨 문학상 유력 후보로 거명되는 캐나다 작가 마거릿 애트우드의 연작 단편 소설집. 자전적 요소가 반영된 한 여성의 삶을 유년부터 노년에 걸쳐 스냅 사진처럼 포착했다. 애트우드는 자신의 ‘가지 않은 길’을 상상하며 생의 단계에서 마주칠 수 있는 도덕적 혼란에 대해 말한다. 396쪽. 1만 6000원.내가 처음 뇌를 열었을 때(라훌 잔디얼 지음, 이한이 옮김, 윌북 펴냄) 신경외과 전문의이자 신경과학자가 들려주는 뇌 이야기. 실제로 만난 환자들의 이야기에 최신 뇌과학 정보와 두뇌 건강 관리법을 덧붙였다. 이야기들 사이사이 기억력, 언어, 창의력, 노화, 수면, 학습, 음주, 꿈, 치매까지 뇌와 관련한 정보를 총망라했다. 296쪽. 1만 5800원.비판 인문학 100년사(성일권 지음, 르몽드코리아 펴냄) 지난 한 세기의 인문학사를 10년 단위로 나눠 들여다본 저작. 프로이트의 정신분석학에서부터 멀티미디어 시대의 집단지성에 이르기까지 사상적 흐름을 짚어보면서 21세기를 살고 있는 인류의 존재론적 의미를 탐구한다. 272쪽. 1만 6000원.예술가의 손끝에서 과학자의 손길로(김은진 지음, 생각의힘 펴냄) 국립현대미술관에서 학예연구사로 일하고 있는 미술보존가가 미술품 보존과학에 대해 썼다. 저자는 미술 복원 과정을 알게 되면 우리가 오늘 눈앞에서 보고 있는 예술 작품이 시간의 흐름 속에서 어떻게 변화해 왔는지 더 깊게 이해할 수 있다고 말한다. 304쪽. 1만 7000원.

세기의 복서 무하마드 알리, SF 영화 백투더퓨처 주인공 마이클 제이폭스의 무릎을 꿇린 질병은 다름 아닌 ‘파킨슨병’이다. 파킨슨병은 알츠하이머에 이어 두 번째로 발병률이 높은 퇴행성 뇌질환으로 꼽히며 근본적 치료법도 없는 상태이다. 국내 연구진이 파킨슨병으로 인해 발생하는 운동 이상증을 정상 수준으로 회복시킬 수 있는 방법을 찾아내 화제가 되고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 도파민 신경세포에서 ‘오글루넥당화’가 도파민 신경세포 기능과 사멸에 관여한다는 사실을 밝혀내고 이를 활성화시키면 파킨슨병의 대표적인 증상인 근육마비나 경련 같은 운동 이상증세를 완화시킬 수 있다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘브레인’ 9일자에 실렸다. 파킨슨병에 걸리면 뇌 속 도파민 신경세포가 죽어 인체 운동과 근육 움직임에 관여하는 물질인 도파민 분비가 줄어든다. 이 때문에 현재는 도파민을 보충해 운동이상을 치료하는 대증적 요법으로 파킨슨병에 대응하고 있다. 그렇지만 도파민 신경세포 자체가 죽기 때문에 근본적 치료는 아니다. 연구팀은 오글루넥당화 활성화를 통해 도파민 신경세포 조기 사멸을 억제할 수 있다는 사실을 확인했다. 오글루넥당화가 신경세포 조기사멸의 원인으로 꼽히는 단백질 인산화를 차단하기 때문이다. 실제로 연구팀은 파킨슨병을 유발시킨 생쥐에게 오글루넥당 분해를 억제하는 약물을 투여하고 관찰한 결과 도파민 신경세포가 일찍 죽는 현상이 억제되고 운동이상 증상이 완화되는 것을 확인했다. 김재익 UNIST 교수는 “오글루넥당화는 그동안 신경세포와 신경계에서 중요한 역할을 할 것으로 추정돼 왔는데 이번 연구는 오글루넥당화가 도파민 신경세포에 미치는 영향을 새롭게 밝혀냈다”라며 “오글루넥당화가 과인산화를 억제한다는 것을 증명함으로써 단백질 과인산화로 나타나는 파킨슨병 뿐만 아니라 알츠하이머 치료의 새로운 가능성을 보였다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공간감각이 둔해 몇 차례 가본 길이나 장소를 제대로 기억하지 못하고 처음 가본 것처럼 헤매는 사람들을 두고 ‘길치‘라고 부른다. 공간감각이 공간기억으로 연결되지 못하기 때문에 나타나는 행태이다. 길치도 음악감각이 떨어지는 음치처럼 노력해도 쉽게 고쳐지지 않는 경우가 많다. 그런데 뇌에 빛을 비추는 단순한 방법만으로도 ‘길치’에서 벗어날 수 있다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 영국 런던대 의생명연구소, 신경과학과, 노르웨이 국립과학기술대(NTNU) 시스템 신경과학연구소, 독일 막스플랑크 생물사이버네틱스연구소, 프랑스 파스퇴르연구소 공동연구팀은 뇌에 빛을 쪼여 GPS 세포라고 불리는 장소세포를 재조정할 수 있다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 7일자에 실렸다. 사람을 포함해 대부분 동물의 뇌에는 장소를 인지하거나 길 찾기를 담당하는 ‘장소세포’가 있다. 뇌 속 위성항법장치(GPS)라고도 불리는 장소세포는 그동안 공간정보만 처리하는 것으로 알려졌지만 최근에는 감각이나 기억에도 관여하는 것으로 확인되기도 했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 길을 제대로 찾지 못하는 길치 쥐라도 장소세포를 빛으로 자극하면 위치에 대한 기억을 재활성화시킬 수 있음을 확인했다. 연구팀은 장소세포가 단순히 공간에 대한 기억 뿐만 아니라 뇌 속 정보들을 탐색해 찾게 만들어주는 역할을 한다는 사실을 증명한 것이다. 연구팀은 생쥐의 신경세포를 조작해 뇌 신경세포가 활성화될 때 빛이 발생해 쉽게 파악할 수 있도록 했다. 그 다음 디지털 홀로그램으로 특정 경로를 기억하도록 설탕물로 보상을 했다. 연구팀은 홀로그램과 똑같은 실제 미로에 생쥐를 갖다 놓은 뒤 길을 찾도록 했다. 가상현실과 실제가 똑같았지만 처음에 생쥐는 길을 찾지 못하고 우왕좌왕하는 모습을 보였다. 이후 연구팀이 레이저를 이용해 장소세포를 자극한 결과 생쥐는 실제 미로에서도 손쉽게 길을 찾아내는 것이 관찰됐다. 이번 연구를 주도한 신경과학자 마이클 하우저 런던대 교수는 “이번 연구는 장소세포라는 특정 신경세포를 이용해 기억이 뇌에 저장되는 방식을 좀 더 정확하게 알 수 있게 해주고 있다”라며 “기억이 저장되는 방식에 대한 새로운 사실과 이해도를 높여 통해 치매나 알츠하이머 같은 기억관련 장애를 치료할 수 있는 새로운 방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 학습과 기억, 인지기능과 관련한 새로운 신경회로와 유전자를 발견했다. 경희대 의대, 충남대 생명과학과, 한국뇌연구원 퇴행성뇌질환연구그룹 연구팀은 뇌에서 인지, 학습, 기억의 메커니즘에 관여하는 새로운 신경회로와 원인 유전자를 발견했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신과학’에 실렸다. 연구팀은 뇌 고삐핵에서 인지장애와 관련한 유전자 GNG8를 발견했다. 뇌 고삐핵은 정서나 혐오 같은 감정조절과 수면에 관여하는 부분으로 알려져 있었을 뿐 인지기능과 관련한 구체적인 관련성은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 고삐핵에서 ‘삼돌이’라는 유전자가 활성화되지 않을 경우 자폐증으로 이어질 수 있다는 사실을 밝혀내기도 했다. 삼돌이는 신경계에서 발현되는 사이토카인 유전자로 자폐증 관련 핵심인자로 보고됐다. 연구팀은 삼돌이처럼 뇌 고삐핵에서 특이적으로 발현되는 GNG8라는 유전자가 인지장애와 밀접한 관계를 갖고 있음을 밝혀냈다. 연구팀은 유전자 가위기술을 이용해 GNG8 유전자를 제거한 생쥐를 대상으로 수동회피검사와 수중미로검사를 실시한 결과 장기기억과 공간학습 같은 인지관련 장애가 발생한다는 것을 확인했다. 연구팀은 이같은 인지기능 저하가 뇌 고삐핵에서 기억과 학습을 조절하는 대표적인 신경전달물질인 아세틸콜린과 그 합성효소가 현저히 적게 생성되기 때문에 나타나는 결과라고 설명했다. 아세틸콜린이 적게 합성되면 학습과 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마의 장기강화 효과가 눈에 띄게 감소한다. 실제로 알츠하이머 치매도 베타아밀로이드 단백질이 뇌에 쌓이면서 아세틸콜린이 생성이 적어지면서 나타나기 때문에 기억력 손상 완화를 위해 아세틸콜린분해효소 저해제가 사용되기도 한다. 연구팀은 생쥐에게 아세틸콜린 신호전달을 강화하는 화합물을 투여할 경우 장기기억과 공간학습 장애가 회복되는 것이 관찰됐다고 밝혔다. 심인섭 경희대 의대 교수는 “이번 연구는 인지결핍을 동반하는 발달장애의 새로운 원인 유전자를 밝혀냈으며 기존의 중격-해마 기억회로 이외에 내측 고삐핵-대뇌다리사이핵 신경회로도 학습과 기억을 관장하는데 중요한 역할을 환다는 것을 새롭게 규명했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 심 교수는 “이번 연구는 지적장애, 발달장애, 정서장애 분야의 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr