수전 서랜던과 닉 놀테가 주연한 1992년 영화 ‘로렌조 오일’은 ‘부신백질이영양증’(ALD)이라는 불치병에 걸린 아들을 낫게 하는 방법을 찾기 위해 동분서주한 아우구스토 오도네와 미카엘라 부부의 실화를 바탕으로 했다. 국내 연구진이 역분화줄기세포(iPSC) 기술을 활용해 영화의 소재로 쓰인 ALD의 원인을 최초로 밝혀냈다. ●원인 몰라 2년 내 식물인간 돼 사망 줄기세포기반 신약개발연구단 김동욱 단장(연세대 의대 교수)과 유제욱 연세대 의대 교수 공동연구팀은 ALD 환자에게서 체세포를 떼어내 처음으로 역분화줄기세포를 만들고 이 줄기세포를 이용해 질병의 발병 과정과 핵심 물질을 찾아내는 데 성공, 기초과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 25일자에 발표했다. ALD는 염색체 이상으로 인해 몸속에서 긴사슬지방산이라는 물질이 분해되지 않고 뇌로 들어가 염증을 일으켜 신경세포를 파괴하는 희귀질환이다. 보통 10세 이하 남자아이에게서 주로 발생하고 첫 증세가 나타난 지 6개월 만에 시력과 청력을 잃고 2년 내에 식물인간이 돼 사망하게 된다. 지금까지는 긴사슬지방산이 어떻게 뇌 염증을 유발하는지 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않아 치료제를 개발하는 데 어려움을 겪었다. 연구팀이 ALD 환자의 체세포에서 역분화줄기세포를 만들어 세포 변화를 관찰한 결과 이들 세포는 긴사슬지방산을 분해하지 못하고 축적하는 것을 알 수 있었다. 또 연구팀은 ALD 환자의 뇌에 염증이 발생하는 직접적인 원인은 긴사슬지방산이 아니라는 것도 밝혀냈다. 긴사슬지방산이 분해되지 못하고 축적되면서 과다 생성된 ‘25-HC’이란 물질이 뇌에 염증을 일으킨다는 것이다. ●뇌 염증 원인 찾아 치료제 개발 기대 실제로 연구팀은 실험용 생쥐에게 25-HC를 과다 투입하면 ALD 현상이 나타나고 이 물질을 차단하면 뇌 염증이 줄어드는 것도 관찰했다. 김동욱 교수는 “이번 연구를 통해 ALD의 핵심 증상인 뇌 염증이 25-HC에 의해 생긴다는 것을 확인한 만큼 이를 차단하는 물질을 찾으면 효과적인 ALD 치료제로 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

머나먼 화성에 우주인을 보내 식민지를 건설하는 일이 현실이 되면서 이에 대한 우려도 커지고 있다. 특히 장기간의 여행으로 인한 우주인의 건강문제는 반드시 미리 풀고가야할 숙제. 최근 미국 캘리포니아대학교 어바인캠퍼스 연구팀은 장기간의 우주여행이 사람의 뇌를 손상시킬 수 있다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구는 이제 현실로 다가온 유인 화성탐사를 염두해두고 이루어진 것이다. 지구에서 화성까지의 거리는 평균 2억 2500만㎞. 두 행성 간 거리와 로켓의 성능에 따라 도착 시간이 차이가 있지만 여행시간은 80~150일 정도 걸린다. 통상 2~3년의 임무기간을 고려하면 우주인은 이 기간 중 일정부분 우주 방사선(cosmic radiation)에 노출된다. 　 문제는 우주 방사선이 신체에 미치는 영향이다. 이번 캘리포니아 대학 연구팀은 이를 알아보기 위해 쥐들을 실험대상에 올렸다. 우주방사선과 같은 성분의 입자를 6개월 간 쥐들에게 노출시킨 후 뇌 신경세포를 비교 분석한 것. 그 결과 뇌세포가 큰 영향을 받아 인지기능장애와 치매가 생기는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 찰스 리몰리 교수는 "장기간 우주여행을 떠나는 우주인들에게는 나쁜 뉴스"라면서 "실험결과 중추신경계가 영향을 받아 행동 둔화, 기억력 감소, 우울증, 결정 장애, 근심 등 여러 증상이 나타났다"고 설명했다. 이어 "공포와 관련된 신경에도 영향을 미쳐 적절한 치료가 되지 않으면 우주인은 극한 공포를 맛보게 될 것"이라고 덧붙였다. 이번 연구는 최근 미 항공우주국(NASA)을 비롯한 각종 단체의 '화성행' 발표와 맞물려 있다. 특히 지난달 민간우주업체 스페이스X의 최고경영자(CEO) 일론 머스크는 2022년부터 화성탐사에 나서 화성을 인간이 살 수 있는 거주지로 만들겠다고 발표한 바 있다. 그러나 이번 연구결과처럼 우주인의 건강문제는 화성행에 앞서 풀어야 할 선결과제다. 지난해 10월에도 NASA는 화성에 건너갈 우주비행사들은 암 뿐만 아니라 중추신경계의 손상 및 백내장, 불임 등의 증상이 뒤따를 수 있으며 이는 심각한 심리적 장애로 이어질 수 있다는 내부보고서를 발표한 바 있다. 이미 NASA는 국제우주정거장이나 달에 다녀온 우주비행사들에게서 뼈와 근육, 시력이 약화되는 증상을 확인한 바 있지만 화성행은 차원이 다른 만큼 더 큰 신체적 문제를 야기할 것으로 예측하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“신은 공평합니다. 제게 파킨슨병을 주셨지만, 글을 쓸 수 있는 은혜도 주셨죠. 그래서 감사합니다.” 9일 파킨슨병과 싸우며 69세에 등단한 늦깎이 수필가 최세환(70)씨는 “내 의지대로 몸을 움직일 수 없고, 아무것도 할 수 없는 시간이 온다 해도 살아 있는 동안은 글을 쓸 것”이라며 “글쓰기는 내게 생명과도 같은 일”이라고 말했다. ●하루 7시간·한 편 완성에 두 달 그는 파킨슨병의 통증을 ‘뼈를 후벼파는, 손쓸 수 없는 아픔’이라고 표현했다. 최씨가 통증과 싸우며 수필 한 편을 완성하는 데 걸리는 시간은 두 달 정도다. 독수리 타법으로 더듬더듬 자판을 30분쯤 치면 힘이 빠져서 1시간은 쉬어야 한다. 그는 이런 식으로 매일 7시간씩 글쓰기에 매달린다. 파킨슨병은 신경세포가 소멸돼 뇌 기능에 이상이 일어나는 질병이다. 손 떨림, 움직임의 느려짐, 근육 경직, 자세 불안정, 우울증, 불면 등의 증세가 나타난다. 국민보험건강공단에 따르면 2014년까지 국내 파킨슨병 환자는 8만 4771명이다. ●15년 투병했던 어머니 비로소 이해 10년 전 세상을 떠난 최씨의 어머니도 15년간 파킨슨병을 앓았다. “긴 간병에 지쳐 때로는 어머니를 미워하기도 했죠. 이제 어머니의 처지가 되고 나니 얼마나 힘드셨을지 비로소 알게 됐습니다.” 그는 울음을 삼키며 말했다. “어머니의 죽음과 사업 실패 이후 2011년 미국 댈러스로 이주했는데 2013년 수영을 하다가 다리가 뜻대로 움직이지 않더군요. 수영장에서 나와 제자리에서 뛰어 봤는데 두 다리가 땅에서 떨어지지 않았어요. 파킨슨병임을 직감했죠.” 미국에서는 전문의의 진료를 받는 데만 4000만원이 필요하다는 말을 듣고 2014년 한국으로 돌아왔다. “의료비가 부담돼 가족은 미국에 두고 혼자 한국에 왔습니다. 파킨슨병 확진을 받았는데 정작 결과를 듣고 나니 담담하더군요.” 그는 고향인 광주에 터를 잡았다. 자신의 모습을 보여 주고 싶지 않아 친지들에게도 알리지 않고 신앙생활을 시작했다. 그러다 교회 주보에 시를 한 편 썼는데 다른 신도들에게 좋은 평을 들었고, 한 신도가 문학 동아리를 소개했다. ●“환우들에게 희망 되고 싶어” 2014년 연말 문학 동아리에 가입하면서 매일 10시간씩 글쓰기에 매달렸다. “하고 싶은 이야기들이 속에 꽉 차 있었어요. 그것들을 진솔하게 풀어내고 싶었죠. 어머니를 간병하면서 느꼈던 서글픔과 아픔, 병과 싸우면서 느낀 감정 같은 것들이었어요.” 최씨는 2015년 2월 수필 ‘그랑께 어째서’로 월간 문학공간 신인문학상에 당선됐다. 지난 8월에는 수필집 ‘그곳 봄은 맛있었다’도 출간했다. “같은 병으로 고통당하는 사람들에게 희망이 되고 싶습니다. 저는 글을 쓸 수 있어요. 다른 누군가는 그림에 소질이 있을 겁니다. 끝까지 포기하지 마세요.” 강신 기자 xin@seoul.co.kr

점심식사를 끝낸 나른한 오후, 자신도 모르게 입이 찢어질듯 하품을 한다. 그리고 옆에 있던 사람도 전염병처럼 하품을 하고 심지어 그 밑에 앉아있는 개까지 이를 따라한다. 일상생활에서 누구나 하는 하품은 다른 동물들도 많이 하지만 흥미롭게도 인간이 가장 잘하는 '특기'로 드러났다. 최근 미국 뉴욕 주립대 연구팀은 뇌 크기가 크고 그 구조가 복잡할 수록 더 길게 하품을 한다는 재미있는 연구결과를 발표했다. 이번 연구는 인간을 포함해 총 24종의 동물을 대상으로 검증된 것으로 실제 하품 시간의 평균을 측정해 비교한 것이다. 그 결과 쥐, 토끼 등의 하품 시간이 가장 짧았던 반면, 고릴라, 낙타, 코끼리 등 일반적으로 큰 뇌를 가진 동물들의 하품 시간이 긴 것으로 나타났다. 대상 별로 보면 인간의 하품시간은 평균 6.5초인 반면 쥐는 0.8초를 기록했으며 개와 고양이는 각각 2.4초, 1.97초를 기록했다. 전체적으로 보면 영장류의 경우 다른 종들보다 최대 50%까지 하품을 더 길게 하는 것으로 나타났다. 이처럼 인간을 포함한 영장류가 하품을 길게 하는 것은 뇌 크기와 더불어 대뇌피질에 신경세포수가 월등히 많기 때문으로 풀이된다. 곧 하품을 길게 한다는 의미는 인지능력이 우수하다는 것을 몸으로 보여주는 셈. 연구를 이끈 앤드류 갤럽 박사는 "하품의 지속시간은 뇌 사이즈와 복잡성, 대뇌피질 신경세포수와 밀접한 연관이 있다"면서 "이번 연구가 하품의 비밀을 밝히는 계기가 될 것"이라고 설명했다.　 갤럽 박사의 언급처럼 하품은 일상적이지만 그 원인에 대해서는 아직도 학자 별로 다양한 주장을 내놓고 있다. 일반적으로 하품의 원인이 피로, 스트레스, 지루함과 관련돼 있으며 특히 뇌의 산소 부족과 연관이 있다는 연구결과가 많다. 그러나 최근 들어서는 하품이 뇌 온도를 일시적으로 떨어뜨리는 효과가 있다는 학설이 강한 설득력을 얻고 있다. 이는 뇌가 지나치게 활발하게 움직여 좀 차가워져야 할 상황에서 하품을 한다는 것으로 '머리 좋은 동물이 하품도 길게 한다'는 갤럽 박사의 주장과 연관된다. 또 하나 흥미로운 점은 하품도 전염된다는 사실이다. 특히 하품이 전염되는 시간이 가족일 경우 가장 빠르고 친구, 지인 순으로 나타나 친밀도가 전염성에 큰 영향을 주는 것으로 연구결과 나타났다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

파킨슨병을 진단받은 환자가 정상인보다 극단적인 선택을 할 위험이 2배 가량 더 높다는 연구결과가 나왔다. 홍진표 삼성서울병원 정신건강의학과 교수팀은 1996~2012년 파킨슨병을 진단받은 환자 4362명을 분석한 결과, 이 같은 사실을 확인했다고 5일 밝혔다. 파킨슨병은 도파민의 신경세포 소실과 관련 있는 신경변성 장애로 떨림과 경직 등이 주요 증상으로 나타나는 신경계 퇴행성 질환이다. 60세 이상 노인에게는 알츠하이머병(치매) 다음으로 흔하게 발병하는 것으로 알려졌다. 실제로 국민건강보험공단조사에 따르면 인구 10만명 당 환자 수가 2010년 127.5명에서 2014년 168.5명으로 늘어 연평균 7.2%씩 증가하고 있다. 연구팀에 따르면 이번 연구에 등록된 파킨슨병 환자 중 스스로 목숨을 끊은 환자는 모두 29명이었다. 파킨슨병을 진단받은 지 평균 6.1년이 지난 후 ‘자살’이라는 극단적 선택을 했으며, 자살 당시 평균 나이는 65.8세였다. 이 같은 파킨슨병 자살 환자 비율은 연령·성별·연도에 맞춘 일반인 자살자 비율(14.59명)보다 1.99배 정도 높은 수준이었다. 특히 남성 파킨슨병 환자의 자살 위험이 더 컸고 심각한 운동장애가 발생한 경우도 자살 위험을 부추기는 사유인 것으로 연구진은 분석했다. 이와 더불어 우울증을 비롯한 정신질환을 앓고 있거나 앓은 적이 있다면 그렇지 않은 환자보다 상대적 위험도가 3.21배 높았다는 게 연구진의 설명이다. 홍진표 교수는 “파킨슨병 환자에게 우울증은 흔히 나타나는 증상”이라며 “환자의 마음 건강에 대해서도 적절한 치료가 뒤따라야 할 것으로 보인다”고 말했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

과거에 비해 치매를 앓는 애완견과 애완묘의 숫자가 늘고 있다는 연구결과가 나왔다. 개와 고양이도 사람과 마찬가지로 치매를 앓을 수 있는데, 어눌한 행동, 끼니 먹는 것을 잊기, 원을 그리며 뱅뱅 돌기, 가구 옆에나 뒤에 끼인 채 나오지 못하는 행동 등이 대표적인 증상으로 꼽힌다. 영국 에든버러대학교와 영국 왕립수의대 공동 연구진이 개와 고양이 130만 마리를 대상으로 한 조사에 따르면 일반적으로 개의 평균수명은 12~14년이며, 생후 8년 이상이면 3분의 1이, 생후 15년 이상이면 3분의 2가 치매를 앓는 것으로 나타났다. 고양이의 경우 생후 11~14년은 3분의 1이, 생후 15년 이상일 경우 절반이 치매를 앓는 것으로 조사됐다. 영국왕립수의대의 홀거 폴크 박사는 “가장 중요한 것은 사람들이 이 문제를 심각하다고 느끼지 않는다는 것”이라면서 “애완견과 애완묘 등 반려동물에게서 치매가 급증하는 것은 주인의 나쁜 습관 때문”이라고 지적했다. 품질이 낮은 사료와 규칙적이지 않은 생활습관, 운동 부족 등이 반려동물의 비만을 유발하며, 사람과 마찬가지로 많이 먹고 움직이지 않은 습관은 결국 뇌에까지도 영향을 미치면서 치매 증상을 이끌어낼 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 폴크 박사는 “비만과 동시에 치매를 앓는 반려동물의 수가 점점 증가하는 추세에 있다”면서 “적게 움직이고 많이 먹는 사람들에게서 건강문제가 나타나듯, 그들의 반려동물이 적게 운동하고 많이 먹는다면 치매와 같은 질병에 걸릴 수 있다”고 강조했다. 이어 “주인들은 반드시 반려동물의 적정 몸무게를 유지하고 양질의 음식을 제공해야 한다. 이렇게 하면 뇌의 신경세포가 죽어 치매가 되는 것을 막을 수 있다”면서 “주인이 움직이면 반려동물은 더욱 활발하게 움직인다는 사실을 잊어서는 안된다”고 덧붙였다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

‘꿈의 신소재’ 그래핀을 활용해 사람 뇌 신경세포(시냅스)의 정보처리 방식을 흉내낸 차세대 메모리 소자를 국내 연구진이 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리 연구단 이영희(성균관대 물리학과 교수) 단장과 유우종 성균관대 전자전기공학부 교수 공동연구팀은 그래핀 같은 2차원 나노소재들로 시냅스를 모방한 터널링 메모리(TRAM) 반도체 소자를 만들고 기초과학 분야 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 2일자에 발표했다. 기존의 메모리 소자는 전극이 3개여서 신호 전달과 저장 처리 과정에 시간이 걸린다. 동시에 여러 가지의 계산을 하기도 쉽지 않다. 연구팀은 시냅스는 2개의 돌기로 신호를 주고받으면서 정보를 저장하기 때문에 적은 에너지로도 고도의 사고를 빠르게 처리할 수 있다는 데 착안했다. 연구팀은 기존 메모리 소자의 전극 3개 중 저장전극을 없애고 두 개 전극만으로 신호를 수신·저장하도록 트램 반도체 소자를 만들었다. 또 그래핀을 소재로 활용해 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 반도체 주재료인 실리콘보다 100배 이상 전자이동성이 빠르며 신축성도 뛰어나다. 연구팀은 웨어러블 기기에 적용하면 기술적 진보를 가져올 뿐만 아니라 인간의 뇌를 그대로 모방한 뉴로모픽 컴퓨터, 일명 인공지능 컴퓨터 개발에도 도움을 줄 것으로 전망했다. 이번에 개발한 트램 구조는 현재 사용되고 있는 실리콘 메모리에도 바로 적용 가능하다고 연구팀은 설명했다. 그러나 전문가들은 소자의 구조 변화는 반도체 공정의 변환이 필요하기 때문에 당장 상용화하는 것은 쉽지 않을 것이라고 내다봤다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태아에게 소두증을 유발하는 것으로 알려진 지카바이러스가 성인의 뇌에도 치명적 손상을 일으킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 스템셀’ 18일자에 지카바이러스는 학습과 기억에 관여하는 뇌세포를 급속히 파괴하고 복구 속도를 늦춘다는 연구가 실렸다. 이 연구에는 미국 록펠러대 하워드휴즈 의학연구소, 라호야 알레르기·면역학 연구소, 샌퍼드버넘 의학연구소, UC샌디에이고 아동병원 유전자연구소의 연구진이 참여했다. 지금까지 지카바이러스에 감염되면 태아에게서 소두증이 나타나고, 성인에게는 발열, 두통 같은 증상이나 급성 마비성 질환인 ‘길랭바레 증후군’ 정도만 나타나는 것으로 알려졌다. 태아에게 소두증이 나타나는 이유는 지카바이러스가 뇌 신경세포(뉴런)를 만드는 줄기세포의 일종인 신경계 전구세포를 공격하기 때문이다. 태아의 뇌는 신경계 전구세포들로 채워져 있어 지카바이러스의 영향이 치명적이다. 성인의 뇌는 거의 성장을 마쳐 신경계 전구세포가 많지 않다. 이 때문에 지카바이러스에 감염되더라도 뇌에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 알려져 있었다. 그러나 연구진은 이번 연구를 통해 학습과 기억, 인지 기능에 관여하는 전뇌의 뇌실하영역과 해마의 과립하영역에 남아 있는 신경계 전구세포가 공격받는다는 사실을 밝혀냈다. 연구진이 인간 뇌 속 신경계 전구세포 분포와 비슷한 형태를 보이는 성인 쥐를 지카바이러스에 감염시킨 결과 바이러스에 감염된 지 며칠 만에 전뇌와 해마에 있는 신경계 전구세포가 급속히 감소했다. 더불어 재생과 회복도 더뎠다. 연구진은 쥐뿐만 아니라 인간에게도 이런 현상이 나타나는지, 성인의 뇌세포 손상이 장기적인 신경계 손상으로 이어지는지에 대한 추가 연구에 착수했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

비만은 분명히 알츠하이머 등 뇌질환의 한 원인이다. 하지만 비만 뿐 아니라 지나치게 날씬한 경우에도 뇌질환의 우려가 큰 것으로 나타났다. 비만과 알츠하이머의 연관관계를 증명한 기존의 연구결과와 달리, 날씬한 사람에게서도 뇌 질환의 위험이 나타날 수 있다는 주장이 제기돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국 보스턴 하버드대학 부속병원인 매사추세츠종합병원 연구진이 최근 62~90세의 건강한 노인 280명을 대상으로 조사한 결과에 따르면, 비만뿐만 아니라 저체중인 사람도 평균 체중인 사람에 비해 치매 위험이 높은 것으로 나타났다. 연구진이 기준으로 삼은 것은 신체질량지수(이하 BMI)로, 신장과 체중의 비율을 사용한 체중의 객관적인 지수를 뜻한다. 일반적으로 BMI가 18.5 이하인 경우 저체중, 18.5~24.9인 경우 정상 체중, 25.0~29.9인 경우 과체중, 30이상인 경우 비만으로 간주한다. 연구진은 나이와 성별, 교육수준 등을 고려해 BMI와 치매를 유발하는 뇌세포의 베타 아밀로이드반(beta amyloid plaques) 수치를 비교‧분석했다. 그 결과 BMI 최하위 그룹에게서는 베타 아밀로이드반의 침착이 다른 사람이 비해 많은 것으로 나타났다. 특히 BMI 최하위 그룹 중에서도 치매 위험을 높이는 것으로 알려진 APOE4 변이 유전자를 가졌을 경우, 베타 아밀로이드반의 침착이 더욱 두드러졌다. 실제로 사망한 치매 환자의 뇌에서는 신경세포 사이에서 베타 아밀로이드반이 침착돼 플라크가 형성된 것이 확인된 바 있다. 즉 베타 아밀로이드반이 증가하면 뇌세포가 신호를 전달하는 통로가 막히면서 뇌세포의 노화 혹은 소멸을 유발하고 이것이 치매로 이어질 수 있다는 것. BMI가 낮은 사람에게서 치매 위험 수치가 높게 나타나는 이러한 현상과 관련한 정확한 원인은 아직 밝혀지지 않았지만, 연구진은 체중이 적게 나가는 것이 곧 체력적 저하, 운동성 감소, 신체 허약 등을 암시하는 것이며, 이것이 치매 위험을 높일 수 있는 요인과도 연관이 있다고 설명했다. 연구진은 체중을 감소시키기 위해 일부러 다이어트 음식을 섭취하는 등의 노력보다는, 적절한 운동과 건강한 식습관 등이 치매를 예방하는데 효과적이라고 강조했다. 이번 연구결과는 ‘알츠하이머병 저널’(Journal of Alzheimer‘s Disease) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

　알레르기성 비염이 뇌에 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 　오스트리아 잘츠부르크대학 의과대학 분자재생의학연구소의 바바라 클라인 박사는 알레르기성 비염이 뇌의 기억 중추인 해마에 변화를 가져온다는 연구 결과를 발표했다고 메디컬뉴스투데이가 9일(현지시간) 보도했다. 연구 결과는 ‘첨단 세포신경과학’(Frontiers in Cellular Neuroscience) 최신호에 발표됐다. 　알레르기성 비염은 먼지 진드기, 꽃가루, 동물의 털 같은 알레르기 항원에 과잉 반응을 일으켜 코, 눈, 부비강, 인후 등이 부풀어 오르는 질환이다. 클라인 박사는 꽃가루 알레르기가 있는 쥐와 보통 쥐를 알레르기 항원에 노출시키고 뇌를 비교 분석한 결과 알레르기 쥐들은 해마에서 새로이 만들어지는 뉴런(신경세포)의 수가 다른 쥐들보다 많았다고 밝혔다. 이는 알레르기 반응으로 해마의 신경세포 생성이 증가했음을 보여주는 것이다. 기억을 담당하는 뇌 부위인 해마는 평생 새로운 신경세포가 만들어지는 곳이다. 해마의 신경세포 생성은 나이를 먹으면서 줄어들며 이는 알츠하이머 치매 같은 기억장애로 이어질 수 있다. 　다만 알레르기 반응으로 인한 신경세포 생성 증가가 장기적인 기억과 학습 기억 향상을 가져올 수 있다는 추론은 추가적인 검증이 필요하다고 클라인 박사는 말했다. 　알레르기 쥐들은 이와 함께 해마에서 뇌의 면역세포인 소교세포(microglia)의 활동이 줄어든 것으로 나타났다. 박테리아에 감염되면 해마에서 소교세포의 활동이 증가한다는 연구결과도 있는 만큼 알레르기 반응으로 소교세포의 활동이 둔화한다는 것은 주목할 만한 발견이라고 클라인 박사는 지적했다. 　하지만 뇌의 청소부인 소교세포의 활동이 둔화된다는 것은, 특히 장기간 지속할 경우, 좋지 않은 결과를 가져올 수 있을 것이라고 클라인 박사는 밝혔다. 소교세포는 뇌와 척수에서 중추신경계의 면역을 맡고 있는 대식세포로 중추신경계의 손상된 신경세포, 이물질, 감염원을 제거한다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

명문대에 진학한, 일명 ‘공부의 신’들은 배운 것을 잊지 않기 위해서는 상황이나 그림을 연상해 기억하는 것이 좋고 복습이 중요하다고 입을 모은다. 실제로 기억을 잘하려면 비슷한 상황을 연결시켜 기억하고 짧은 시간 내에 반복학습하는 것이 필요하다는 연구결과가 나왔다. 미국·캐나다 공동연구진은 두 개의 기억이 뇌의 같은 부위에 저장되면 나중에 기억해 낼 때 도움이 된다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 최신호에 발표했다. 캐나다 토론토 아동병원, 토론토대 의과학연구소, 미국 스탠퍼드대 행동과학과 연구자들이 함께한 이번 연구에는 한국 출신 과학자인 박성모 토론토아동병원 신경과 박사와 이수연 스탠퍼드대 박사도 참여했다. 연구진은 생쥐에게 전기충격을 주거나 생쥐가 두려워하는 소리를 반복적으로 들려주는 두 가지 형태의 공포자극 실험을 했다. 연구진은 두 자극의 시간 간격에 변화를 주기도 했다. 그 결과 두 가지 공포학습이 12시간 이내에 이뤄진 경우 뇌의 같은 부위에 저장돼 하나의 자극이 다른 자극을 연상시키면서 동시에 두 가지 공포자극을 떠올린다는 사실을 발견했다. 기억은 신경세포 덩어리인 ‘인그램’에 담긴다. 기억이 저장되는 수 시간 동안 공유한 기억들은 같은 인그램에 들어간다. 기억들이 한곳에 저장되니 어느 하나만 끄집어내면 고구마 줄기처럼 다른 기억들도 쉽게 연상된다는 설명이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌과학에 대한 관심이 어느 때보다 뜨겁다. 3년 전 미국 버락 오바마 대통령은 뇌연구 법안 ‘브레인 이니셔티브’를 발표해 뇌과학 연구 붐을 일으켰다. 우리나라도 지난 5월 미래창조과학부에서 ‘뇌연구 신흥강국 도약’을 목표로 향후 10년간 총 3400억원 규모의 신규 재정을 투입할 계획이라고 밝힌 바 있다. 뇌가 아직 미지의 영역이라는 점과 뇌과학의 발전을 통해 얻을 수 있는 잠재적 효과가 클 것이라는 기대감이 이런 흐름을 이끌어 가고 있다. 인류의 문명이 인간의 작은 뇌에서 비롯됐다는 것을 생각할 때 뇌과학의 발전이 가져올 사회·경제·군사·의학적 영향은 무궁무진하다고 할 것이다. DNA를 발견했던 프랜시스 크릭은 18세기 말 마치 예언처럼 이런 말을 남겼다. “현재 뇌과학이 당면한 중대한 문제는 뇌 안의 다른 세포에는 아무 영향을 주지 않으면서 한 종류의 세포만 조절할 수 있는 방법이 없다는 것이다.” 뇌 안에는 다양한 종류의 세포들이 얽혀 있어 한 종류의 세포만을 선택적으로 조절하는 것이 사실상 불가능했다. 그런데 ‘광유전학’의 등장으로 이런 문제가 조금씩 풀리고 미지의 영역이 서서히 밝혀지고 있다. 원래 인체에도 빛에 반응하는 세포가 존재한다. 눈에 있는 ‘원추세포’와 ‘간상세포’가 그렇다. 이들 세포가 빛에 반응하는 것은 ‘포톱신’이나 ‘로돕신’ 같은 광감수성 단백질 ‘옵신’이 존재하기 때문이다. 그럼 뇌세포를 선택적으로 조절하기 위해 이런 광수용체를 신경세포에 달아 주면 어떨까? 재미있는 아이디어이지만 인체에 존재하는 광수용체는 1000분의1초 단위의 정밀한 조절을 하기에는 다소 느리다. ‘필요는 발명의 어머니’라고 했지만 ‘발견의 어머니’이기도 한가 보다. 뜻밖에도 연못 안에 답이 있었다. 연못에 자라는 녹조류의 일종인 ‘클라미도모나스’에서 우연히 ‘채널로돕신’이라는 옵신이 발견됐다. 이것은 양이온 채널과 연결돼 있어 빛을 비추면 빠른 속도로 양이온 채널을 개방하는 성질을 갖고 있었다. 채널로돕신을 신경세포에 발현시킨 뒤 빛을 비추면 인위적으로 신경세포의 활성을 조절하는 게 가능해질 것이라는 생각에 이르렀다. 자, 이제 채널로돕신을 신경세포에 발현시키기만 하면 된다. 신경세포에 채널로돕신을 발현시키는 것은 ‘분자생물학’을 활용해 가능하게 됐다. 원하는 유전자를 세포에 발현시키기 위해 바이러스를 사용하는 방법은 이미 널리 사용되고 있었다. 병을 일으키지 않는 무해한 바이러스에 채널로돕신 유전자를 삽입한 뒤 바이러스를 동물의 뇌에 주입하면 바이러스의 습성에 따라 세포에 침투하면서 해당 유전자를 세포 안으로 들여보내게 된다. 이런 방법으로 채널로돕신 유전자가 세포 내로 들어가면 세포 스스로 채널로돕신을 생산하기 시작하고, 생산된 채널로돕신은 세포 표면에 위치하게 돼 빛만 비추면 반응할 준비가 되는 것이다. 하지만 모든 세포가 채널로돕신을 가지고 있다면 특정 세포 유형만을 조절하겠다는 당초 목표는 성취할 수 없게 된다. 따라서 분자생물학적 기법으로 채널로돕신이 특정 종류의 세포에서만 발현되도록 유전자를 설계하는 것이 필요하다. 이것이 광유전학의 기본 개념이다. 뇌과학의 관심이 고조되고 있다. 광유전학은 어쩌면 우리가 감당할 수 없는 강력한 뇌조절 기법일지도 모르겠다. 인류가 앞으로 뇌과학을 어떤 방향으로 이끌어 갈지 걱정과 기대가 함께 다가온다. 일단 조절 능력을 가지게 되면 ‘어떻게 조절해야 하는가’라는 매우 어려운 숙제가 시작되는 것이다. 뇌과학 기술의 개발뿐만 아니라 이러한 흐름에 대한 철학적, 윤리적 고민이 수반돼야 할 것이다. 하지만 이런 연구를 통해 질병의 기전을 이해하고, 질병으로 인한 고통을 덜고 좀더 건강한 삶을 영위하는 데 도움이 되는 뇌과학 기술은 계속 발전할 것이라고 기대해 본다.

비만과 알츠하이머의 연관관계를 증명한 기존의 연구결과와 달리, 날씬한 사람에게서도 뇌 질환의 위험이 나타날 수 있다는 주장이 제기돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국 보스턴 하버드대학 부속병원인 매사추세츠종합병원 연구진이 최근 62~90세의 건강한 노인 280명을 대상으로 조사한 결과에 따르면, 비만뿐만 아니라 저체중인 사람도 평균 체중인 사람에 비해 치매 위험이 높은 것으로 나타났다. 연구진이 기준으로 삼은 것은 신체질량지수(이하 BMI)로, 신장과 체중의 비율을 사용한 체중의 객관적인 지수를 뜻한다. 일반적으로 BMI가 18.5 이하인 경우 저체중, 18.5~24.9인 경우 정상 체중, 25.0~29.9인 경우 과체중, 30이상인 경우 비만으로 간주한다. 연구진은 나이와 성별, 교육수준 등을 고려해 BMI와 치매를 유발하는 뇌세포의 베타 아밀로이드반(beta amyloid plaques) 수치를 비교‧분석했다. 그 결과 BMI 최하위 그룹에게서는 베타 아밀로이드반의 침착이 다른 사람이 비해 많은 것으로 나타났다. 특히 BMI 최하위 그룹 중에서도 치매 위험을 높이는 것으로 알려진 APOE4 변이 유전자를 가졌을 경우, 베타 아밀로이드반의 침착이 더욱 두드러졌다. 실제로 사망한 치매 환자의 뇌에서는 신경세포 사이에서 베타 아밀로이드반이 침착돼 플라크가 형성된 것이 확인된 바 있다. 즉 베타 아밀로이드반이 증가하면 뇌세포가 신호를 전달하는 통로가 막히면서 뇌세포의 노화 혹은 소멸을 유발하고 이것이 치매로 이어질 수 있다는 것. BMI가 낮은 사람에게서 치매 위험 수치가 높게 나타나는 이러한 현상과 관련한 정확한 원인은 아직 밝혀지지 않았지만, 연구진은 체중이 적게 나가는 것이 곧 체력적 저하, 운동성 감소, 신체 허약 등을 암시하는 것이며, 이것이 치매 위험을 높일 수 있는 요인과도 연관이 있다고 설명했다. 연구진은 체중을 감소시키기 위해 일부러 다이어트 음식을 섭취하는 등의 노력보다는, 적절한 운동과 건강한 식습관 등이 치매를 예방하는데 효과적이라고 강조했다. 한편 이번 연구결과는 ‘알츠하이머병 저널’(Journal of Alzheimer‘s Disease) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ freshidea / 포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

비만과 알츠하이머의 연관관계를 증명한 기존의 연구결과와 달리, 날씬한 사람에게서도 뇌 질환의 위험이 나타날 수 있다는 주장이 제기돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국 보스턴 하버드대학 부속병원인 매사추세츠종합병원 연구진이 최근 62~90세의 건강한 노인 280명을 대상으로 조사한 결과에 따르면, 비만뿐만 아니라 저체중인 사람도 평균 체중인 사람에 비해 치매 위험이 높은 것으로 나타났다. 연구진이 기준으로 삼은 것은 신체질량지수(이하 BMI)로, 신장과 체중의 비율을 사용한 체중의 객관적인 지수를 뜻한다. 일반적으로 BMI가 18.5 이하인 경우 저체중, 18.5~24.9인 경우 정상 체중, 25.0~29.9인 경우 과체중, 30이상인 경우 비만으로 간주한다. 연구진은 나이와 성별, 교육수준 등을 고려해 BMI와 치매를 유발하는 뇌세포의 베타 아밀로이드반(beta amyloid plaques) 수치를 비교‧분석했다. 그 결과 BMI 최하위 그룹에게서는 베타 아밀로이드반의 침착이 다른 사람이 비해 많은 것으로 나타났다. 특히 BMI 최하위 그룹 중에서도 치매 위험을 높이는 것으로 알려진 APOE4 변이 유전자를 가졌을 경우, 베타 아밀로이드반의 침착이 더욱 두드러졌다. 실제로 사망한 치매 환자의 뇌에서는 신경세포 사이에서 베타 아밀로이드반이 침착돼 플라크가 형성된 것이 확인된 바 있다. 즉 베타 아밀로이드반이 증가하면 뇌세포가 신호를 전달하는 통로가 막히면서 뇌세포의 노화 혹은 소멸을 유발하고 이것이 치매로 이어질 수 있다는 것. BMI가 낮은 사람에게서 치매 위험 수치가 높게 나타나는 이러한 현상과 관련한 정확한 원인은 아직 밝혀지지 않았지만, 연구진은 체중이 적게 나가는 것이 곧 체력적 저하, 운동성 감소, 신체 허약 등을 암시하는 것이며, 이것이 치매 위험을 높일 수 있는 요인과도 연관이 있다고 설명했다. 연구진은 체중을 감소시키기 위해 일부러 다이어트 음식을 섭취하는 등의 노력보다는, 적절한 운동과 건강한 식습관 등이 치매를 예방하는데 효과적이라고 강조했다. 한편 이번 연구결과는 ‘알츠하이머병 저널’(Journal of Alzheimer‘s Disease) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ freshidea / 포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

의료용 대마(마리화나)에 포함된 성분이 알츠하이머병 치료에 도움이 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 소크생물학연구소의 데이비드 슈버트 박사는 테트라하이드로칸나비놀(THC·tetrahydrocannabinol)과 같이 환각을 일으키는 대마의 칸나비노이드(화학 성분)에 주목했다. 이 성분은 알츠하이머의 특징인 뇌의 아밀로이드반 제거를 촉진하는 것은 물론 뇌의 신경세포를 파괴하는 염증을 막는 효과도 있는 것으로 나타났다. 이에 대해 슈버트 박사는 “칸나비노이드가 알츠하이머병의 치료제로 가능성이 있다고 결론 내리는 것은 타당하다”고 설명했다.　미국 알츠하이머협회가 지원한 슈버트 박사의 초기 연구 성과에 대해 협회 연구원인 키스 파고는 대마 성분으로 뇌의 염증을 줄일 가능성이 있다고 학문적 가능성을 뒷받침했다. 또한 미국 듀크 대학의 데이비드 카사렛 박사는 “증상이 약하거나 중간 정도인 치매 환자의 가족 대부분은 THC와 대마에 혼란과 흥분을 완화하는 효과가 있다고 믿고 있다”고 말했다. 하지만 이렇게 낙관적인 견해만 있는 것은 아니다. 치매 치료를 위한 의료용 대마의 효용에 관한 연구를 하고 있는 미국 미시간 대학의 도너번 마우스트 박사는 “비록 아밀로이드반 제거가 촉진됐다고 하더라도 사람에 미치는 효과를 파악하기는 어렵다”고 지적했다. 이에 대해 슈버트 박사는 칸나비노이드에 대해 앞으로 더 많은 연구를 진행하고 싶다는 의향을 보였다. 하지만 대마 관련 연구는 규제가 많아 이 분야의 연구자나 임상시험은 그리 많지 않다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

생쥐의 뇌를 투명하게 만들어 뇌 속을 자세히 관찰할 수 있는 방법이 나왔다. 뇌 신경세포 연결 상태를 한눈에 볼 수 있기 때문에 뇌의 설계도라고 할 수 있는 ‘뇌지도’를 더 빠르고 자세하게 만들 수 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 의공학과 정광훈 교수와 연세대 의대 부설 강남세브란스병원 신경외과 박정윤 교수가 참여한 공동 연구진은 뇌를 투명하게 만들어 그 안에 있는 신경세포의 3차원 연결망을 하나하나 볼 수 있는 기술을 개발했다. 이는 2013년 정 교수가 ‘네이처’에 발표한 기술보다 한 단계 더 업그레이드된 것이다. 연구진은 고농도의 하이드로젤을 생쥐의 뇌에 주입했다. 뇌 신경세포의 단백질과 DNA가 하이드로젤에 달라붙으면 전류를 흘려 세포막을 이루는 지방을 제거해 투명하게 만들었다. 하이드로젤은 저농도일 땐 지방만 제거하지만 고농도라면 지방을 없애면서 뇌를 균일하게 부풀어 오르게 해 실제보다 4배나 크게 만든다. 정 교수는 “이번 연구는 뇌 안의 단백질, 세포 속 미세구조, 세포 간 연결 상태를 보존하면서 뇌를 크게 만드는 방법을 찾아낸 것”이라며 “기존에는 건물과 건물 사이 큰 도로만 볼 수 있었다면 이번 기술은 건물 안 구조뿐만 아니라 각 방에 어떤 가구가 있는지까지 알 수 있게 한다”고 말했다. 이 연구 결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 25일자에 담겼다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

여름 휴가철을 맞아 바다와 산으로 떠나는 이들이 늘고 있다. 워터파크 놀이기구 등 물놀이와 캠핑 등 야외활동은 고온에 지친 이들에게 활력을 주지만 자칫 치아가 부러지는 사고로 연결되기도 한다. 24일 치아 손상 시 대처법과 관련해 백영걸 유디치과 원장에게 조언을 구했다. Q. 치아가 부러지면 어떻게 해야 하나. A. 손상된 치아는 신경 노출 여부에 따라 치료법이 달라진다. 신경이 노출되지 않은 경우라면 레진이나 라미네이트를 통해 치아가 깨진 부위에 보철물을 씌우는 치료를 진행한다. 하지만 신경이 노출된 경우라면 자연 치아를 살리기 위해 보철물을 씌우는 치료를 포함해 신경치료를 함께 진행해야 한다. Q. 치아가 완전히 빠졌다면. A. 불의의 사고로 치아가 완전히 빠져 버렸다면 앞니일 가능성이 높다. 빠진 치아를 온전히 되살리려면 1시간 이내에 병원을 방문해야 한다. 이때는 흰 우유 속에 담가 의사에게 주는 것이 좋다. 흰 우유의 칼슘 성분이 치아 표면의 부식을 막아 주기 때문이다. 우유를 구하기 힘든 상황이라면 부러진 치아를 혀 밑에 머금고 가는 것이 좋다. 흰 우유와 사람의 침은 체액의 농도가 비슷하기 때문에 치아의 치근막을 보호하고 수분을 유지할 수 있다. 입 밖으로 떨어진 치아 조각에 이물질이 묻었다고 물이나 소독약으로 닦으면 치아 주위의 신경세포까지 손상시켜 자연 치아를 살릴 수 없기 때문에 주의해야 한다. Q. 치아를 살릴 수 없다면. A. 치아를 잃어버렸거나 심한 손상으로 복구가 불가능할 때, 미흡한 대처로 자연 치아를 살릴 수 없을 때는 임플란트 치료를 고려해야 한다. 갑자기 앞니가 빠졌을 때는 ‘즉시 임플란트’가 좋다. 임플란트 시술은 뿌리에 잇몸 뼈를 고정시키는 1차 과정에만 3~6개월이 걸린다. 2차로 최종 보철물을 심는다. 하지만 즉시 임플란트는 한 번의 마취로 1~2차 수술을 동시에 진행한다. 임플란트를 심은 당일에도 음식을 섭취할 수 있으며, 일상생활이 바로 가능하다는 장점이 있다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

아이를 낳은 지 얼마 되지 않아 몸이 마비돼 아이를 품에 안을 수 없었던 한 여성의 사연이 세상에 공개됐다. 영국 일간지 데일리메일은 11일(현지시간) 캐나다 에드먼턴에 사는 홀리 게를라흐(31)라는 이름의 여성이 5년 전, 출산 직후 희귀 질환이 생겨 온몸이 마비됐지만, 각고의 노력 끝에 거의 완쾌했다고 전했다. 게를라흐는 26세였던 2011년 2월, 제왕절개술로 어여쁜 딸 케이시를 품에 안았다. 그녀와 아이 모두 건강한 것으로 판단돼 이들은 곧 퇴원할 수 있었다. 처음 부모가 된 게를라흐는 삶의 모든 것이 다 행복했다. 그런데 2주가 좀 지났을 무렵, 그녀는 손가락 끝이 따끔거리는 이상 증상과 함께 다리에 힘이 풀리는 체험을 하기 시작했다. 그녀는 자신의 몸 상태가 단지 감기에 걸렸다고 대수롭지 않게 생각하고 가까운 일반 병원을 찾았다. 단순한 신경압박 증상으로 며칠 집에서 쉬면 나아질 것이는 의사의 말에 그녀는 집으로 돌아왔다. 하지만 이날 밤늦게 게를라흐는 딸에게 우유를 먹이기 위해 자리에서 일어나던 중 다리에 힘이 빠지면서 쓰러지고 말았다. 그리고 혼자서는 일어날 수 없었다. 이에 게를라흐의 남편이자 케이시의 아버지 제임스는 그녀를 인근 지역에서 가장 큰 그레이눈스 병원으로 데려갔고 그녀는 여전히 대수롭지 않은 일로 생각하며 서둘러 집에 가길 원했다. 이어 얼마 지나지 않아 병원 의료진은 그녀에게 희귀 질환인 ‘길랑바레 증후군’이 발병했다고 진단했다. 이 질환은 말초신경에 염증이 생겨 신경세포의 축삭을 둘러싸고 있는 수초라는 절연물질이 벗겨져 발생하는 급성 마비성 질환으로, 우리나라에서는 ‘급성 염증성 탈수초성 다발성 신경병증’으로도 불린다. 의료진은 이 같은 질환이 그녀에게 생긴 정확한 원인을 규명하진 못했지만, 출산이 계기가 된 것으로 추정했다. 이후 그녀는 첫 증상이 나타난 지 불과 72시간 만에 온몸이 완전히 마비됐다. 심지어 그녀는 혼자서 숨 쉴 수 없어 중환자실에서 지내야 했다. 거기서 그녀는 두 유형의 혈액 정화 치료를 받았는데 이 중 하나 때문에 거의 죽을 뻔했다. 그녀는 “치료를 위해 몸에 삽입한 튜브 하나가 동맥을 파열시켰다고 들었다”면서 “급히 수술실로 실려 가 약 5시간 동안 응급 수술을 받았다”고 설명했다. 당시 의료진은 게를라흐의 가족에게 그녀가 이날 밤을 넘기지 못할 가능성이 있다고 말했다. 하지만 그녀는 운 좋게 의식을 회복할 수 있었지만, 흉부 거의 모든 곳에 심한 상처를 갖게 됐다. 총 6주 정도가 지나 게를라흐의 몸은 완전히 마비됐다. 남편은 아내가 딸 케이시를 가까이서 느끼고 하루빨리 회복하도록 매일 아이를 데려와 곁에 놔줬다. 그녀는 “딸에게 말을 걸 수도 없고 품에 안을 수도 없었으며 바라보는 것조차 매우 어려웠다”면서 “난 매우 우울해졌다”고 말했다. 하지만 그녀는 포기하지 않았다. 이후 다시 6주가 지난 뒤 그녀는 자신의 손가락 끝을 다시 움직일 수 있었다. 이때부터 그녀는 천천히 몸이 회복되기 시작했다. 또한 그녀는 지금까지도 가장 어려운 일이었던 자가 호흡법을 다시 배워야만 했다고 한다. 그녀는 “처음에 의료진이 인공호흡기를 떼고 내 스스로 30초 동안 숨을 쉬어야 했다”면서 “마치 마라톤을 뛴 것처럼 너무 힘들었다”고 말했다. 이어 “이후 의료진이 내 폐가 다시 강해질 때까지 인공호흡기를 떼는 시간을 점차 늘려갔다”고 덧붙였다. 이때부터 그녀는 뇌졸중 치료를 전문으로 하는 병동으로 옮겨졌다. 거기서 그녀는 팔 근육과 미세 운동 능력을 강화하기 위해 6주간 보냈다. 이후 그녀는 좀 더 집중적인 물리치료를 위해 글렌로즈 재활병원으로 이송됐다. 시간이 지난 뒤, 그녀는 이제 누가 훨체어에만 태워주면 스스로 움직일 수 있게 됐다. 이후 그녀는 마침내 걷기 보조 기구에 몸을 기댄 채 스스로 걷는 연습을 할 수 있었다. 이때가 처음 병원에 입원한 지 126일 만이었다. 놀랍게도 그녀는 단 3주 만에 완벽하게 다른 사람 도움 없이 걸을 수 있게 됐다. 이 모든 것은 그녀가 딸 케이시의 어머니로서 역할을 하기 위해 각고의 노력을 했기 때문이다. 현재 그녀는 거의 완벽하게 회복했다. 거의 매일 체육관에 가서 운동하고 있는데 심지어 아프기 전보다 더 건강해진 느낌을 받는다고 한다. 그녀는 “케이시와 난 훌륭히 해내고 있다. 딸은 내게 무슨 일이 있었는지를 알며 나이가 들수록 더 많이 이해하게 될 것”이라고 말했다. 이어 “난 내가 이런 식으로 엄마 역할을 시작할지 상상도 하지 못했지만, 난 여전히 내 딸을 위해 세상에 머물고 있다”고 덧붙였다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

영화 ‘터미네이터’에서 아널드 슈워제네거가 연기한 로봇 ‘T800’은 금속 뼈대 위에 사람과 똑같은 형태의 인공 피부가 덮인 형태였다. 피부 속 인공 근육이 기계와 연결돼 있어 사람처럼 자연스럽게 움직이는 모습을 보인다. 한국과 미국 공동 연구진이 이렇게 생물체의 세포와 금속, 고분자 물질을 결합시켜 외부 전원이나 모터 없이도 움직일 수 있는 바이오 로봇을 세계 최초로 개발했다. 이번 기술을 활용하면 머지않아 사람과 비슷한 움직임을 보이는 로봇이나 실제 팔다리와 똑같은 형태의 의족·의수도 만들 수 있을 것으로 전망된다. 이런 성과는 미국 하버드대 위스 생물공학연구소 박성진 박사와 케빈 킷 파커 교수, 서강대 화공생명공학과 최정우 교수 등이 참여한 스탠퍼드대, 서강·하버드 질병바이오물리연구센터 국제공동연구진에 의해 이뤄졌다. 연구진은 생쥐의 심장세포를 이용해 동전 크기만 한 가오리 모양의 바이오 로봇을 개발하는 데 성공하면서 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 8일자 표지논문을 장식했다. 바이오 로봇은 생물체가 갖고 있는 세포나 근육 같은 부분과 기계가 부분적으로 결합된 로봇으로, 전 세계 많은 연구자들이 개발을 시도했지만 성공하지 못했다. 연구진은 고탄성 고분자물질 위에 금으로 만든 뼈대를 붙인 뒤 생쥐의 심장세포를 배양해 근육조직을 만들어 붙여 가오리 형태의 바이오 로봇을 만들었다. 가오리 로봇은 길이 16.3㎜, 무게 10㎎으로 동전만 한 크기다. 생쥐의 심장세포는 로봇에 이식되기 전에 광유전학 기술로 빛에 따라 수축, 이완할 수 있도록 유전자를 변형했다. 광유전학은 빛과 생명과학 기술을 이용해 신경세포나 근육의 활동을 조절하는 기술이다. 근육이 이식된 로봇은 빛의 강도에 따라 실제 가오리처럼 지느러미를 팔랑거리며 초당 2.5㎜의 속도로 움직인다. 실제 가오리 이동속도의 60~65% 수준에 해당한다. 또 가오리 로봇의 양쪽 지느러미에 비추는 빛의 양을 달리해 수축·이완 운동을 개별적으로 조절할 수도 있기 때문에 방향 전환도 가능하다. 일반 로봇은 전기나 모터 같은 동력원이 있어야 하는데 가오리 로봇은 빛만으로도 자유롭게 움직일 수 있는 것이다. 박성진 박사는 “이번 연구는 광유전학 기술, 생체조직과 기계장치를 결합해 내부 동력기관 없이 자유롭게 움직이는 바이오 로봇 개발에 처음 성공한 것”이라며 “인공지능 기술과 결합시킬 경우 인간과 유사한 로봇 개발로 이어지고, 광유전학 기술을 활용한 바이오 센서 개발에도 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘터미네이터’에서 아널드 슈워제네거가 연기한 로봇 ‘T800’은 금속 뼈대 위에 사람과 똑같은 형태의 인공 피부가 덮인 형태였다. 피부 속 인공 근육이 기계와 연결돼 있어 사람처럼 자연스럽게 움직이는 모습을 보인다. 한국과 미국 공동 연구진이 이렇게 생물체의 세포와 금속, 고분자 물질을 결합시켜 외부 전원이나 모터 없이도 움직일 수 있는 바이오 로봇을 세계 최초로 개발했다. 이번 기술을 활용하면 머지않아 사람과 비슷한 움직임을 보이는 로봇이나 실제 팔다리와 똑같은 형태의 의족·의수도 만들 수 있을 것으로 전망된다. 이런 성과는 미국 하버드대 위스 생물공학연구소 박성진 박사와 케빈 킷 파커 교수, 서강대 화공생명공학과 최정우 교수 등이 참여한 스탠퍼드대, 서강·하버드 질병바이오물리연구센터 국제공동연구진에 의해 이뤄졌다. 연구진은 생쥐의 심장세포를 이용해 동전 크기만 한 가오리 모양의 바이오 로봇을 개발하는 데 성공하면서 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 8일자 표지논문을 장식했다. 바이오 로봇은 생물체가 갖고 있는 세포나 근육 같은 부분과 기계가 부분적으로 결합된 로봇으로, 전 세계 많은 연구자들이 개발을 시도했지만 성공하지 못했다. 연구진은 고탄성 고분자물질 위에 금으로 만든 뼈대를 붙인 뒤 생쥐의 심장세포를 배양해 근육조직을 만들어 붙여 가오리 형태의 바이오 로봇을 만들었다. 가오리 로봇은 길이 16.3㎜, 무게 10㎎으로 동전만 한 크기다. 생쥐의 심장세포는 로봇에 이식되기 전에 광유전학 기술로 빛에 따라 수축, 이완할 수 있도록 유전자를 변형했다. 광유전학은 빛과 생명과학 기술을 이용해 신경세포나 근육의 활동을 조절하는 기술이다. 근육이 이식된 로봇은 빛의 강도에 따라 실제 가오리처럼 지느러미를 팔랑거리며 초당 2.5㎜의 속도로 움직인다. 실제 가오리 이동속도의 60~65% 수준에 해당한다. 또 가오리 로봇의 양쪽 지느러미에 비추는 빛의 양을 달리해 수축·이완 운동을 개별적으로 조절할 수도 있기 때문에 방향 전환도 가능하다. 일반 로봇은 전기나 모터 같은 동력원이 있어야 하는데 가오리 로봇은 빛만으로도 자유롭게 움직일 수 있는 것이다. 박성진 박사는 “이번 연구는 광유전학 기술, 생체조직과 기계장치를 결합해 내부 동력기관 없이 자유롭게 움직이는 바이오 로봇 개발에 처음 성공한 것”이라며 “인공지능 기술과 결합시킬 경우 인간과 유사한 로봇 개발로 이어지고, 광유전학 기술을 활용한 바이오 센서 개발에도 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr