‘문어’하면 떠오르는 것 중 하나는 다름 아닌 ‘파울’이다. 일명 ‘점쟁이 문어’라고도 불렸던 파울은 2008년과 2010년 월드컵 당시 승패 여부를 높은 확률로 맞추면서 유명해졌다. 당시 많은 사람들은 실제 문어에게 특별한 ‘능력’이 있는 것이 아닌지 의구심을 품었는데, 최근 해외 연구진이 이러한 문어의 게놈을 해독하는데 성공해 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국 시카고대학 클리프튼 랙스데일 박사 연구진은 문어가 우리의 생각보다 더 ‘똑똑하며’, 이번 게놈 해독을 통해 과거 무척추동물인 문어가 척추동물보다 더 빠르게 진화할 수 있었던 ‘비결’을 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 랙스데일 박사는 “문어는 다른 연체동물들과는 완전히 다른 면모를 가지고 있다. 뇌가 훨씬 크고 문제를 ‘똑똑하게’ 해결할 줄 아는 능력을 가지고 있다”면서 “과거 영국의 유명한 동물학자인 마틴 웰스는 ‘문어는 외계생명체’라고 말했을 정도”라고 설명했다. 연구진에 따르면 문어는 포유류가 지구상에 등장한 것보다 2억 3000만 년 전이나 이른 4억 년 전에 지구상의 바다에 처음 모습을 드러낸 뒤 진화를 시작했다. 문어는 지구상에 등장한 최초의 원시 지능 동물이며, 인간의 유전자 개수와 비슷하거나 약간 더 많은 3만 3000개의 유전자를 가지고 있다. 문어의 유전자 개수가 인간과 비교했을 때 이 같은 특징을 가질 수 있었던 까닭은 변화하는 환경에서 살아남기 위해 끊임없이 새로운 유전자를 출현시켰기 때문인 것으로 분석한다. 특히 연구진이 주목하는 유전자는 뇌에서 생성되는 세포접착 단백질의 일종인 프로토카데린이다. 프로토카데린은 신경세포를 발달시키고 뉴런과 뉴런의 상호작용을 돕는데 필수적인 요소로 알려져 있다. 문어 게놈 해독 결과 문어에게는 총 168종의 프로토카데린 유전자가 존재하며, 이는 일반 포유류보다는 2배, 무척추동물보다는 무려 10배 가까이 많은 수치다. 함께 연구를 이끈 캘리포니아대학의 다니엘 로크샤 박사는 “문어의 뇌는 식도로 둘러싸여있으며 이는 무척추동물에게서 흔히 볼 수 있는 구조이다. 그러나 특이하게도 문어는 오징어 등과 달리 촉수가 없고 8개의 팔은 독립적인 ‘생각’과 행동이 가능하다는 점”이라고 설명했다. 이어 “이번 게놈 해독을 통해 뛰어난 지능을 자랑하는 문어의 뇌가 어떤 형태로 진화할 수 있었는지를 밝혀내는데 도움이 될 것으로 기대된다”고 덧붙였다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

놀라운 가설/프랜시스 크릭 지음/김동광 옮김/궁리/500쪽/2만 3000원 “당신의 즐거움, 슬픔, 소중한 기억, 야망, 자존감, 자유의지 이 모든 것들이 실제로는 신경세포의 거대한 집합 또는 그와 연관된 분자들의 작용에 불과하다.” 인간의 정신 활동과 뇌의 작동 원리에 대해 노벨상 수상자인 프랜시스 크릭의 환상을 깨는 대담한 주장은 격렬한 논쟁을 불러일으켰다. 그동안 철학이나 종교의 영역에 머물렀던 의식과 정신, 영혼의 문제가 실험을 통한 과학적 접근의 대상이 될 수 있다는 사실 자체가 관심을 끌기에 충분했다. ‘놀라운 가설’은 DNA 이중나선 구조를 밝힌 공로로 제임스 왓슨과 노벨 생리학 및 의학상을 수상한 프랜시스 크릭이 1994년 출간한 책으로 철저한 과학적 입장에서 정신과 의식의 문제를 다룬다. 노벨상 수상 이후 생명에 대한 탐구를 이어 가며 분자생물학 발전에 중요한 역할을 한 크릭은 생명에 대한 마지막 주제로 당시로선 과학적 연구의 대상이 아닌 것으로 여겨졌던 의식을 선택한다. 인간의 정신활동 중에서도 가장 고등한 정신 활동인 의식이 결국은 신경 집합체인 뉴런들의 물리화학적 활동과 다름없다는 그의 믿음은 확고했다. 책은 뇌에 관한 크릭의 접근 방식을 담고 있는 ‘놀라운 가설’에 대한 대담한 주장으로 시작된다. 의식의 일반적 성격을 개괄적으로 살핀 뒤 ‘시각을 통한 인식’이라는 한정된 주제를 중심으로 의식에 대한 과학적 접근을 시도한다. 그 주제가 실험적인 공략이라는 접근 방법에 가장 적합했기 때문이라고 크릭은 설명한다. 그는 우선 ‘본다’는 행위에 대해 사람들이 생각하는 소박한 통념이 대부분 잘못돼 있음을 지적한 뒤 시각 지각과 연관된 뉴런들이 어떻게 상호 작용하는지를 밝히는 실험들을 소개한다. 크릭의 가설이 유효한지, 의미가 있는지는 아직도 논쟁의 여지가 크지만 생명에 대한 물리적 접근에서 중요한 이정표를 제시했다는 것은 확실하다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)은 몸길이 1mm에 불과한 작은 선형동물로 불행히 예쁜 외모보다는 실험동물로 사용되어 널리 알려졌다. 이 작은 선충은 보관이 간편하고 기르기가 쉬우며 투명한 몸을 통해 내부를 들여다볼 수 있는 데다 발생 단계가 간단해서 실험 재료로 널리 사용되고 있다. 실제로 2002년 노벨 생리 의학상은 이 선충을 이용해 연구한 과학자들에게 돌아갔다. 이렇듯 실험동물로 널리 사용되는 예쁜꼬마선충이지만 아직도 과학자들은 이 작은 선충에 대해서 모르는 부분들이 있다. 예를 들면 이 선충이 땅속에서 어떻게 방향을 찾아가는 지이다. 예쁜꼬마선충은 보통 흙 속에서 유기물과 박테리아를 먹이 삼아 살아간다. 그런데 과학자들은 이 작은 동물이 생각보다 깜깜한 흙 속에서 길을 잘 찾는다는 사실을 발견했다. 하지만 지금까지 그 이유는 몰랐다. 텍사스 대학의 과학자들은 이 작은 선충이 사실은 지구의 자기장을 감지할 수 있다는 사실을 발견했다. 연구팀은 이 동물이 지구 자기장을 감지할 수 있는 능력이 있다는 사실을 입증하기 위해서 투명한 젤라틴이 든 튜브에 예쁜꼬마선충을 넣고 호주, 영국, 하와이 등 다른 지역에서 움직임을 조사했다. 그 결과 이 동물이 자기장의 방향이 다른 지역에서는 좀 다르게 움직인다는 사실을 발견했다. 이와 같은 자기장 감지 감각(magnetosensation)은 사실 여러 동물에서 그 사례를 볼 수 있지만, 몸길이 1mm의 원시적인 동물에서 이를 발견할 수 있다고 생각한 사람은 많지 않았다. 연구팀은 여기서 더 나아가 과연 어떤 기관이 자기장을 감지하는지를 연구했다. 여러 신경과학자의 도움을 받은 결과 연구팀은 이 선충의 머리 부분에 TV 안테나 같은 모양을 한 독특한 신경세포(뉴런)을 찾아냈다. 연구팀이 발견한 자기장감지 신경세포(magnetosensory neuron)는 그야말로 머릿속의 나침판이나 다를 바 없는 역할을 해 땅속에서도 방향을 잃지 않게 도와준다. 사실 과거 지구 자기장을 감지하는 다른 동물들에서 이와 같은 감각 기관이 있을 것이라는 추정은 했지만, 정확히 어떤 세포인지는 알지 못했다. 예쁜꼬마선충은 매우 단순한 생물이기 때문에 과학자들에게 많은 도움을 주었는데, 이번에도 역시 단순한 구조를 가진 덕분에 비교적 수월하게 연구할 수 있었다. 생김새는 그다지 예뻐 보이지 않지만, 이를 연구하는 과학자들에게는 예쁨을 받을 만한 충분한 이유가 있는 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

행간(조르조 아감벤 지음, 윤병언 옮김, 자음과모음 펴냄) 과도하게 넘쳐나는 지식과 정보의 ‘빅데이터 사회’에서 매일 일상에서 부닥치는 현실은 타당하고 합리적으로 보일 것이다. 하지만 실상을 들여다보면 모든 것을 숫자로, 하나의 담론이나 프레임으로 제한하거나 규정짓는 착오가 빈발한다. 책은 서양 문화의 근간을 이룬 ‘유령’이라는 테마의 얼굴을 분석해 현대인이 잃어버린 진정한 앎과 기쁨을 회복해 나가기 위한 길을 제시한다. 객관주의와 합리주의에 매몰된 채 정확하게 분석·예측하고 그것에 의지해 살아가는, 가장 현실적이지만 현실적이지 못한 현대인의 모습을 끄집어내 지적한다. 상품이 모든 것을 지배하는 세계 속에서 예술작품이 차지하는 위치 등을 통해 인류 문화가 당장은 눈에 보이지 않는 무엇, 즉 유령과 항상 관계를 유지하려 노력해 왔음을 설명한다. 아베로의 철학과 보들레르의 시, 단테의 시와 소쉬르의 기호학 이론, 중세 의학 이론과 라캉의 정신분석을 함께 도마에 올리기도 한다. 336쪽. 1만 7900원. 중국의 장사꾼들(양훙젠 지음, 정세경 옮김, 카시오페아 펴냄) 지난해 중국의 국내총생산(GDP)은 미국 다음으로 높았고 경제성장률은 7%대를 유지하고 있다. 20년 후 중국의 GDP가 미국을 앞질러 가장 강력한 경제대국이 될 것이란 예측도 있다. 중국의 눈부신 성장 배후에는 ‘동양의 유대인’이라 불리는 중국 장사꾼들이 있다. 책은 중국 본토와 세계 각지에서 엄청난 생명력과 경쟁력을 과시하는 중국 상인들의 기업 스토리를 공개한다. 어떻게 성공 기회를 잡고 투자했으며 위기를 넘겼는지, 어떤 전략으로 상권을 개척하고 시장을 점령했는지를 상세히 보여 준다. 그 ‘장사불변’의 법칙은 신용, 기회, 행동, 예상, 협력, 처세, 투자, 전략, 연마, 관리의 10가지로 압축된다. 중국 최대의 부자 리자청을 비롯해 샤오미, 알리바바를 제치고 중국 기업 브랜드 가치 1위를 차지한 QQ 메신저의 텐센트, 유럽 최대 화교기업 천씨 형제 회사의 천커웨이 등 50명이 넘는 중국 기업인들의 스토리가 흥미롭다. 440쪽. 1만 7000원. 박진영의 공룡 열전(박진영 지음, 뿌리와이파리 펴냄) 한반도에서 최초로 중생대 최대 ‘거대 도마뱀’ 화석을 보고한 고생물학자가 쓴 공룡 입문서. ‘쥬라기 공원’이후 22년 만에 개봉된 영화 ‘쥬라기 월드’에서도 보여 주지 못한 ‘진짜 공룡’의 세계를 그려 냈다. 티라노사우루스, 트리케라톱스, 브라키오사우루스, 이구아노돈, 데이노니쿠스, 스테고사우루스는 중생대 공룡의 각 분류군을 대표하는 스타 공룡들. 이 공룡들이 어떻게 생겨 자랐고 살았는지에 관한 연구 결과를 예리하게 분석했다. 티라노사우루스는 콧구멍도 후빌 수 없는 짧은 앞다리를 어디에 썼는지, 브라키오사우루스는 어떻게 세상에서 가장 긴 18m짜리 신경세포를 갖게 됐는지, 데이노니쿠스는 섬뜩한 갈고리 발톱을 어떻게 썼을지에 대한 궁금증이 풀린다. 20년간 이어진 티라노사우루스의 ‘시체청소부’ 대 ‘난폭한 사냥꾼’ 논쟁처럼 공룡 연구의 굵은 획을 그은 가설, 논쟁도 빼놓을 수 없는 읽을 거리들이다. 328쪽. 1만 8000원. 삶의 기술 사전(안드레아스 브레너·외르크 치르파스 지음, 김희상 옮김, 문학동네 펴냄) ‘삶을 음미하고 사유하라.’ 삶의 기술을 연구해 온 두 철학자가 인간의 일상과 감정을 철학 프리즘을 통해 들여다봤다. 60개에 이르는 삶의 상황과 감정들을 화두로 던져 그 정체와 숨은 면모를 차근차근 파헤진다. 철학이란 꼬인 일상의 실타래를 풀기 위한 나날의 사유라는 관점의 이야기들이 신선하다. 돈에 대해 ‘처분을 할 때에만 쓸 수 있는 물건’이라 일갈했던 칸트처럼 돈과 시간의 개념 뒤집어 보기가 대표적인 사례다. 돈을 벌고 쓰는 과정에서 시간은 자연스레 소멸하기 마련이며 아끼고 불리려는 욕망이 궁극적으로 그것을 잃게 만드는 딜레마에 빠진다고 역설한다. 568쪽. 1만 7500원.

예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)은 몸길이 1mm에 불과한 작은 선형동물로 불행히 예쁜 외모보다는 실험동물로 사용되어 널리 알려졌다. 이 작은 선충은 보관이 간편하고 기르기가 쉬우며 투명한 몸을 통해 내부를 들여다볼 수 있는 데다 발생 단계가 간단해서 실험 재료로 널리 사용되고 있다. 실제로 2002년 노벨 생리 의학상은 이 선충을 이용해 연구한 과학자들에게 돌아갔다. 이렇듯 실험동물로 널리 사용되는 예쁜꼬마선충이지만 아직도 과학자들은 이 작은 선충에 대해서 모르는 부분들이 있다. 예를 들면 이 선충이 땅속에서 어떻게 방향을 찾아가는 지이다. 예쁜꼬마선충은 보통 흙 속에서 유기물과 박테리아를 먹이 삼아 살아간다. 그런데 과학자들은 이 작은 동물이 생각보다 깜깜한 흙 속에서 길을 잘 찾는다는 사실을 발견했다. 하지만 지금까지 그 이유는 몰랐다. 텍사스 대학의 과학자들은 이 작은 선충이 사실은 지구의 자기장을 감지할 수 있다는 사실을 발견했다. 연구팀은 이 동물이 지구 자기장을 감지할 수 있는 능력이 있다는 사실을 입증하기 위해서 투명한 젤라틴이 든 튜브에 예쁜꼬마선충을 넣고 호주, 영국, 하와이 등 다른 지역에서 움직임을 조사했다. 그 결과 이 동물이 자기장의 방향이 다른 지역에서는 좀 다르게 움직인다는 사실을 발견했다. 이와 같은 자기장 감지 감각(magnetosensation)은 사실 여러 동물에서 그 사례를 볼 수 있지만, 몸길이 1mm의 원시적인 동물에서 이를 발견할 수 있다고 생각한 사람은 많지 않았다. 연구팀은 여기서 더 나아가 과연 어떤 기관이 자기장을 감지하는지를 연구했다. 여러 신경과학자의 도움을 받은 결과 연구팀은 이 선충의 머리 부분에 TV 안테나 같은 모양을 한 독특한 신경세포(뉴런)을 찾아냈다. 연구팀이 발견한 자기장감지 신경세포(magnetosensory neuron)는 그야말로 머릿속의 나침판이나 다를 바 없는 역할을 해 땅속에서도 방향을 잃지 않게 도와준다. 사실 과거 지구 자기장을 감지하는 다른 동물들에서 이와 같은 감각 기관이 있을 것이라는 추정은 했지만, 정확히 어떤 세포인지는 알지 못했다. 예쁜꼬마선충은 매우 단순한 생물이기 때문에 과학자들에게 많은 도움을 주었는데, 이번에도 역시 단순한 구조를 가진 덕분에 비교적 수월하게 연구할 수 있었다. 생김새는 그다지 예뻐 보이지 않지만, 이를 연구하는 과학자들에게는 예쁨을 받을 만한 충분한 이유가 있는 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

20세기를 생각한다/토니 주트· 티머시 스나이더 지음/조행복 옮김/열린책들/520쪽/2만 5000원 ‘20세기의 문제적 논객’이었던 말년의 역사학자는 스스로 ‘가석방 없이 진행되는 감금’, ‘한 주가 지날 때마다 6인치씩 면적이 줄어드는 감방’에서 살고 있다고 자신의 삶을 표현했다. 일종의 운동 신경세포 장애인 루게릭병을 앓고 있던 탓이었다. 근육들이 거의 마비 상태로 점점 쇠퇴했다. 겨우 대화를 나눌 수 있을 따름이었다. 병의 와중에 그는 자신보다 21살 어린 젊은 역사학자 티머시 스나이더 미 예일대 역사학과 교수를 만난다. 그리고 숨지기 얼마 전까지 20세기 인류 사회에 대한 자신의 사유를 구술하고 대화했다. 이미 ‘포스트워’, ‘기억의 집’, ‘재평가-잃어버린 20세기에 대한 성찰’ 등 역저들을 남겼던 토니 주트(1948~2010)의 마지막 유작 ‘20세기를 생각하다’는 이렇게 만들어졌다. 그가 평생에 걸쳐 천착하다시피 한 20세기는 흘러가 버린 과거로만 치부되기 십상이다. 새로운 세기는 이미 15년 전에 시작됐다. 하지만 20세기가 남긴 유산에서 여전히 자유롭지 못하다는 게 분명하다면 엄정한 평가와 성찰은 ‘지금, 여기’를 살아가는 이들에게는 소중한 과제가 돼야 한다. 역사가이자 철학자인 토니 주트는 이 지점에서 지성인으로서 치열함을 불태웠고, 기성의 가치와 싸움닭처럼 논쟁했다. 20세기는 인류의 새로운 사회체제에 대해 벌어진 거대한 실험의 처음과 마지막을 고스란히 목도한 세기다. 1917년 러시아 혁명이 있었고, 1989년 공산주의 체제가 종언을 고했다. 이를 축으로 경제, 정치, 문화, 사회, 종교적 질서에 대한 새로운 입장이 정립되고 국가와 지역, 계급·계층 등에서 각자의 차이가 벌어졌다. 두 차례의 세계대전은 많은 비극을 낳았지만, 이 모든 지구 질서를 새롭게 재편하기 위해 중간에 벌어진 확인 과정이었다. 불안과 혼돈, 새로운 건설의 희망이 지역과 시기를 엇갈려 가며 계승하고 교차하고 공존했던 20세기였다. 그는 유대인, 영국인, 프랑스인, 미국인 사이의 경계인이었다. 반전체주의자였고 이성과 지성의 절대신봉자였으며 사회민주주의자였다. 그에 따르면 ‘악의 평범성’을 주창한 한나 아렌트는 동유럽 유대인의 고초 책임을 그들에게 돌리고 말았고, 사르트르는 공산주의 좌파에 대한 논의를 거부하고 말았다. 브레히트의 명시 ‘후손들에게’는 ‘악한 대의(공산주의)를 믿는 신자들을 격려한다는 이유로 비난받아 마땅하다’고 치부됐다. 박록삼 기자 youngtan@seoul.co.kr

여름날씨가 계속되면서 등산이나 산책, 걷기 등 야외활동을 즐기는 사람들이 늘어나고 있다. 하지만 갑자기 무리한 운동을 하거나 올바르지 않은 신발착용을 하게 되면 발바닥과 발목에 통증을 겪을 수 있는데, 이런 증상이 나타날 경우 족저근막염을 의심해 볼 수 있다. 발바닥에 실리는 하중을 분산시켜주고 충격을 완화시켜주는 역할을 하는 족저근막이 손상 및 충격 등의 이유로 콜라겐 변경이 유발돼 염증이 발생하는 것을 ‘족저근막염’이라고 한다. 성인 발뒤꿈치 통증의 대표적 원인질환으로도 잘 알려져 있는 족저근막염은 봄부터 가을까지 발병률이 높다. 발바닥에 지속적인 충격이 가해지는 마라톤, 조깅 등을 하거나 오랜 시간 서 있는 경우 발바닥 통증이 나타날 수 있다. 여성들 중 굽이 높은 하이힐이나 굽이 낮은 플랫슈즈를 자주 신는 경우에도 족저근막염의 원인이 될 수 있어 주의가 필요하다. 족저근막염 증상은 아침에 일어나 첫발을 디뎠을 때 찌릿한 통증이 나타나는 것이다. 걸을 때마다 발바닥에 따끔한 통증이 느껴지며 발꿈치를 들고 서있거나 발가락을 위쪽을 향하게 들었을 때 심한 통증이 느껴지는 것이 특징이다. 서울시원한통증의학과(안양점) 신재혁 원장은 “발바닥통증이 있을 때 발의 충격을 흡수해주는 신발을 신거나 마사지, 족욕을 하는 것이 좋다”며 “족저근막염의 치료는 물리치료, 약물치료, 주사요법, 체외충격파치료, 소염제 치료 등이 활용되며 그 중 체외충격파 치료가 치료효과가 높다”고 말했다. 체외충격파치료는 환부에 저에너지 충격파를 전달시켜 혈관의 재생성과 신생혈관 촉진을 유도하는 치료방법이다. 자율신경세포를 자극시키고 신경 민감도를 떨어뜨리기 때문에 통증 완화에 효과가 높으며, 피부절개가 없어 치료 받는 환자들의 부담감이 적다는 것이 장점이다. 신재혁 원장은 “체외충격파치료는 환자의 통증, 손상 정도에 따라 치료 횟수가 달라진다”며 “체외충격파치료를 받을 때는 통증치료를 중점적으로 진행하는 병원을 찾는 것이 좋다”고 말했다. 이어 “이유 모를 통증으로 힘들어 하는 환자들, 특히 바쁜 직장인들에게 폭넓은 치료 기회를 제공하기 위해 평일 수요일과 금요일엔 오후8시까지 야간진료를 시행하고 있다”고 전했다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

“아픈 상처에 그냥 붙이기만 하세요.” 국내 연구진이 피부는 물론 손상된 장기에도 갖다 붙이기만 하면 저절로 치료가 되는 ‘세포 스티커’ 기술을 미국 하버드대 연구팀과 공동으로 개발했다. 서강대 화학과 신관우 교수는 미국 하버드대 바이오질병연구소 연구진과 함께 손상된 장기나 피부에 붙이는 것만으로 치료가 가능한 세포 스티커 제작 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 연구팀은 동물실험에 성공한 상태다. 이번 연구결과는 신소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 최신호 표지 논문으로 실렸다. 기존에도 손상된 장기나 신경의 특정 부위에 세포를 자라게 해 치료하는 방법들은 상당수 연구돼 왔다. 그러나 대부분 금속이나 플라스틱으로 만들어진 보형물을 이용하는 수준이었다. 이 때문에 이식된 부분의 세포들이 인공조직과 제대로 접합되지 않고 거부 반응을 나타내거나, 보형물로 인해 조직의 형태가 틀어지는 등 부작용이 많았다. 연구진은 우선 이온을 포함하고 있는 고분자 물질로 그물망 형태의 단백질을 만들었다. 그 위에 정상 조직에서 추출해 낸 세포를 올려놓으면 스티커처럼 상처 부위를 감싸며 달라붙는다. 이렇게 형성된 세포-단백질 그물망은 스티커처럼 원하는 위치에 손쉽게 부착할 수 있고, 해당 장기를 빠른 시간 내에 원상복구 시킨다. 연구팀은 실제로 실험쥐의 심장을 손상시킨 뒤, 심장에서 떼어낸 세포로 세포 스티커를 만들었다. 세포 스티커를 손상된 심장 부위에 붙여 치료한 결과 심장이 정상적으로 기능하는 것을 확인했다. 이렇게 만들어진 세포 스티커는 심장 이외 다른 장기와 피부에도 사용 가능하다는 장점이 있다. 특히 이번 기술은 치료 대상자 본인의 세포로 만들기 때문에 거부 반응이 나타나지 않아 장기 및 신경세포의 안전한 치료방법으로 기대되고 있다. 신 교수는 “이번 연구 성과를 활용하면 가슴 성형 내부 보형물이나 심장 인공판막 등에서 나타나는 신체 거부반응을 대폭 줄일 수 있을 것”이라며 “기술 상용화 시기를 앞당기기 위해 하버드대 연구진과 함께 서강대 내에 공동연구센터를 만들어 운영 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오늘 컨디션은 어때? 어젯밤 나와의 만남이 즐거웠다면 기분이 상쾌하겠지만 그렇지 않으면 좀 찌뿌둥하겠지. 나는 잠의 신(神) ‘히프노스’야. 내 어머니는 밤의 신 ‘닉스’, 아버지는 암흑의 신 ‘에레보스’지. 죽음의 신 ‘타나토스’는 내 쌍둥이 형이야. 난 아들도 여러 명 있는데 장남이 꿈의 신 ‘모르페우스’지. 고대 그리스의 3대 비극시인 중 한 명인 소포클레스는 나를 인간의 모든 고통과 고뇌를 없애 주고 평온함과 기쁨을 주는 신이라고 찬양했지. 그런데 나폴레옹이나 토머스 에디슨 같은 사람들이 ‘잠을 자는 것은 시간 낭비’라며 날 비난하기 시작하더니 현대인들은 이런저런 이유로 밤에 날 만나는 것을 꺼리더군. 이런 상황에서 뇌 과학자들이 앞장서서 내가 얼마나 훌륭한 신인지를 속속 밝혀내고 있더군. 좋은 일이야. ●잘 때 뇌신경세포 연결 강화… 기억력 개선 푹 자기만 하더라도 배운 것을 오래 기억할 수 있고, 오랫동안 지속돼 온 나쁜 버릇이나 편견까지 고칠 수 있다는 거야. 이건 비밀인데, 사실 그건 나도 모르고 있었던 능력이라네. 브라질 히우그란지연방대 뇌연구소의 윌프레두 블랑쿠 박사팀은 수면이 뇌 신경세포 간 연결을 강화시켜 기억이 오래갈 수 있도록 도와준다는 내용의 연구 결과를 생물정보학 분야 권위지인 ‘PLOS 전산생물학’에 발표했더군. 기억을 떠올리거나 새로운 것을 배울 때는 뇌에서 ‘장기강화’(LTP) 시스템이 작동하는데, 블랑코 박사팀은 생쥐를 이용해 실험을 통해 깨어 있을 때보다 잠을 잘 때 LTP 관련 단백질이 활성화된다는 점을 밝혀냈지. 미국 노스웨스턴대와 텍사스 오스틴대, 프린스턴대 공동 연구진은 잠을 자는 동안 기억을 선택적으로 강화시키거나 약화시킬 수 있다는 사실을 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 발표했더군. 이 사람들의 연구에 따르면 인종적, 성적 편견 같은 뿌리 깊은 사회적 편견도 충분한 잠으로 없앨 수 있다고 하더군. ●수면 부족할수록 뇌에 치매 유발 물질 쌓여 이뿐만이 아니야. 제대로 못 자면 알츠하이머 치매에 걸릴 위험도 높아진다네. 미국 버클리대 매슈 워커 박사는 “잠이 부족할수록 알츠하이머 유발 물질로 알려진 베타아밀로이드 단백질이 뇌에 더 많이 쌓인다”는 연구 결과를 ‘네이처’에 발표했지. 깨어 있을 때 생기는 베타아밀로이드는 자는 동안 깨끗하게 청소가 되는 물질이야. 그런데 잠이 부족한 사람들은 베타아밀로이드가 다 사라지지 않고 찌꺼기처럼 남아 있게 되지. 제대로 잠들지 못하면 베타아밀로이드의 양이 갈수록 더 많아지는 거지. 뇌에 베타아밀로이드가 많아지면 자는 것이 어려워지고 잠을 못 자면 베타아밀로이드가 더 쌓이게 되는 악순환이 생기는 거야. 결과적으로 수면 부족이 기억력을 감퇴시키고 치매까지 유발한다는 말이지. 어떤가. 이래도 잘 자는 것보다 중요한 일이 있다고 생각하나. 참고로 성인들은 7~9시간, 청소년은 8~10시간이 적정 수면 시간이라네. 또 밤잠이 부족하면 낮잠으로라도 잠을 보충해 주는 것이 좋다고 하더군. 어쨌든 오늘 밤에는 일찍 만나세나. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

특정 백혈병 치료제가 다운증후군이나 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌세포의 발달 문제를 예방할 수 있는 것으로 나타났다. 미국 미시간대(UM) 생명과학연구소(LSI) 연구팀이 미국식품의약국(FDA) 승인 백혈병 치료제인 닐로티닙(nilotinib)과 베이프티닙(bafetinib)이 다운증후군과 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌의 신경세포 말단 부분에서 이상증식을 막는 효과가 있다고 밝혔다. 다운증후군과 취약X증후군은 유전자가 원인이라고 흔히 볼 수 있는 지적 장애인데 최근 연구에서는 이 두 장애가 서로 밀접한 관련성이 있을 수 있다고 지적되기 시작했다고 연구를 이끈 빙 예 박사과정 연구원은 설명했다. 그는 자신의 실험실에서 동료 김정환 박사후연구원과 대학원생인 가브리엘라 스턴 연구원과 함께 이번 연구를 진행했다. 이런 관련성은 흔히 ‘디스캠’(Dscam)이라는 약자로 불리는 다운증후군 세포 접착 분자(Down syndrome cell-adhesion molecule)라는 단백질이 비정상적으로 증가해 뇌에 이상을 일으킨다는 것이다. 　 디스캠이라는 유전자 정보로부터 만들어지는 단백질은 신경세포가 발달 초기 단계에 필요하지만, 이 디스캠 수준이 계속 높은 상태일 때 문제가 발생했다. 신경세포 말단이 오래 증식해 근처 신경세포와 잘못 연결된다는 것이다. 현재 이는 동물 실험으로 밝혀진 현상이다. 동물 실험에서 장애의 배경을 검증하는 작업이 계속되고 있어 이번 치료제의 효과도 동물 실험을 통해 새롭게 밝혀졌다. 이번 연구에 따르면, 디스캠 수준이 높은 상태로 지속하면 파리의 신경세포 말단은 평소보다 50% 증가한다. 반면 닐로티닙이나 베이프티닙을 투여한 파리에서는 15%밖에 늘어나지 않았다. 취약X증후군이라는 유전자 이상을 일으킨 파리 실험에서는 신경세포의 성장 신경섬유가 평소보다 약 3분의 1이 길어졌지만 약을 투여한 파리는 보통보다 3%만 길어지는 데 그쳤다. 연구팀은 앞으로 뇌의 질병을 가진 쥐를 대상으로 실험을 진행한다. 하지만 인간의 경우는 신경체계와 뇌가 훨씬 복잡하므로 디스캠 관련 문제는 아직 충분히 알려지지 않았다. 임상 시험 단계는 아직 멀었지만, 동물 실험처럼 이런 항암제에 뜻밖의 효과가 발견될 가능성도 있다. 한편 이번 연구결과는 국제학술지 ‘이라이프(eLife)’ 19일 자에 실렸다. 사진=이라이프 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

주부 A(61)씨는 요즘 들어 건망증이 심해져 다리미 사용 후 전원 플러그를 뽑지 않거나, 외출을 할 때마다 차 키를 찾지 못해 헤매는 일이 잦아졌다. 무엇을 꺼내려고 냉장고 문을 열었는지 생각이 나지 않고, 어제 나눈 대화 내용도 가물가물하다. A씨는 단순한 건망증일까, 치매일까. 보통 노인에게 나타나는 기억력 감소는 자연적인 노화 현상으로, 경험 일부를 잊어버리고 자신이 잊어버린 사실을 스스로 안다. 또한 일상생활에 지장이 없다. 반면 치매 환자는 뇌 손상이 원인이어서 경험한 것 전체를 잊어버리고 일상생활에도 지장을 받는다. 예를 들어 주말 저녁 7시에 식사하러 오시라는 며느리의 전화를 받은 두 명의 할머니가 있다면, 건망증이 있는 할머니는 약속 시간을 잊어도 며느리에게 다시 전화를 걸어 저녁 몇 시에 오라고 했느냐고 묻는다. 그러나 며느리가 전화한 것 자체를 기억하지 못하고 주말 저녁에 식사 준비를 하는 할머니는 치매를 의심해 볼 필요가 있다. 건망증은 시간이 지나면 다시 생각나거나 힌트를 얻어 사건을 유추할 수 있지만, 치매는 일반적으로 다시 기억나지 않으며 언어능력, 지남력(시간과 장소, 상황이나 환경 따위를 올바로 인식하는 능력) 등 다른 인지기능에 장애가 생긴다. 치매는 크게 뇌 부위에 있는 신경세포가 많이 줄고 베타아밀로이드 단백질이 축적돼 나타나는 알츠하이머 치매와 뇌혈관이 막히거나 좁아져 뇌 세포가 손상돼 생기는 혈관성 치매로 나뉜다. 이 중 알츠하이머 치매가 전체 치매 환자의 약 70%를 차지한다. 알츠하이머 치매가 오면 아주 가벼운 기억장애로 시작해 언어장애, 인지장애, 판단장애가 나타난다. 반면 혈관성 치매는 인지 능력이나 정신 능력이 조금 나빠졌다가 한동안 정체기가 지속되고, 또 갑자기 조금 나빠졌다가 정체되는 등 계단식으로 증상이 진행된다. 알코올성 치매는 균형을 잡는 소뇌의 세포가 먼저 파괴된다. 치매는 시간이 지날수록 점점 악화해 치료가 어렵다고 알려졌으나 치매의 10% 정도는 치료가 가능하다. 노인 우울증, 뇌의 경막을 통과하는 정맥이 손상된 경막하 출혈, 비타민 B12가 결핍돼 생기는 결핍성 질환, 알코올성 치매는 원인을 치료하면 치매 증상도 치료할 수 있다. 그러나 적절한 시기에 치료하지 못하면 뇌에 구조적 변성이 발생해 치료해도 증상이 좋아지지 않을 수 있다. 알츠하이머 치매도 약물로 치료하지만, 현재까지 허가된 치매 치료제는 원인을 치료하는 약물이 아니라 인지기능 악화 속도를 완화해 주는 약물이다. 허가된 약물 성분은 아세틸콜린 분해효소 억제제인 도네페질·리바스티그민·갈란타민과 메만틴 등이 있으며, 이 중 도네페질은 혈관성 치매에도 사용할 수 있다. 아세틸콜린 분해효소 억제제는 뇌 세포 파괴로 뇌신경 전달 물질인 아세틸콜린이라는 물질이 분해돼 감소하는 것을 막아 준다. 한 가지 약을 사용했을 때 효과가 없고 반응이 감소하거나 심한 부작용이 나타나면 다른 약물로 전환하는데, 이 약물들은 오심, 구토, 설사 등의 위장관계 부작용을 일으킨다. 특히 리바스티그민 성분을 체중 50㎏ 미만인 환자에게 투여하면 더 많은 이상 반응이 발생할 수 있어 주의해야 한다. 도네페질 성분 역시 저체중인 80세 이상 여성 환자에게 이상 반응을 자주 일으켜 1일 5㎎ 이상 투여해선 안 된다. 치매 약이 병을 근본적으로 치료하지 못한다고 낙심할 일은 아니다. 전 세계에서 치매를 극복하고자 노력을 쏟고 있어서다. 미국은 치매 관련 법을 제정하고 연구 투자를 늘렸으며, 일본도 후생노동성을 중심으로 치매 대책 5개년 계획을 수립했다. 우리나라도 2012년 치매법을 제정하고 중앙치매센터를 설립해 치매 환자와 가족을 지원하는 한편 연구개발 인프라를 구축하고 있다. 글로벌 기업들은 연이은 실패를 딛고 많은 제품을 개발하고 있다. 치매 환자의 뇌에서 발견되는 베타아밀로이드 단백질 생성을 억제하는 약물, 이 단백질의 응집을 억제하는 약물, 신경 전달물질인 아세틸콜린, 도파민의 양을 증가시키는 약물, 현삼이나 백두옹 등 생약추출물, 줄기세포를 이용한 치매 치료제 개발도 국내외에서 활발히 이뤄지고 있다. 현재 식품의약품안전처에서 임상시험을 승인받은 성분은 모두 26개로, 이 중 16개 성분에 대한 임상시험이 진행되고 있다. 2014년을 기준으로 전체 신약 후보 물질 3107개 가운데 340개가 치매 치료제다. 10개 중 1개꼴이다. 식약처 관계자는 “알츠하이머 치매를 근본적으로 치료해 주는 약물이 곧 사용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 치매를 진단할 때는 우선 환자의 병력을 청취하고 치매 원인을 알아보고자 간기능, 신기능, 갑상선, 당뇨 등 기저질환이 있는지 검사한다. 그러고 나서 뇌의 구조나 기능을 확인하고자 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI) 검사를 한다. 이렇게 다양한 검사를 하는 이유는 신체 질환이 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있고, 동반 질환이 환자의 상태를 급격히 악화시키거나 이차적인 치매를 발생시킬 위험이 있어서다. 하지만 검사 비용이 비싸 부담이 될 수 있으므로 담당 의사와 상의해 어떤 검사가 필요한지 알아보고 결정하는 게 좋다. 가까운 보건소나 지역 치매지원센터를 방문해도 치매 검진을 받을 수 있다. 전문가들은 건강한 식사, 적절한 신체활동, 인지활동과 활발한 사회활동으로 치매를 예방할 수 있다고 조언한다. 오메가3 등의 좋은 지방이나 비타민, 항산화 식품으로 식단을 꾸리고 지나친 음주나 흡연은 피하는 것이 좋다. 조깅, 산책, 집안일 등 신체 활동도 꾸준히 해야 한다. 건강한 생활습관을 유지하면서 정기적으로 치매 조기 검진을 받고 발병 시 적극적으로 치료를 해야 치매 악화를 막을 수 있다. 세종 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr ■도움말 식품의약품안전처

특정 백혈병 치료제가 다운증후군이나 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌세포의 발달 문제를 예방할 수 있는 것으로 나타났다. 미국 미시간대(UM) 생명과학연구소(LSI) 연구팀이 미국식품의약국(FDA) 승인 백혈병 치료제인 닐로티닙(nilotinib)과 베이프티닙(bafetinib)이 다운증후군과 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌의 신경세포 말단 부분에서 이상증식을 막는 효과가 있다고 밝혔다. 다운증후군과 취약X증후군은 유전자가 원인이라고 흔히 볼 수 있는 지적 장애인데 최근 연구에서는 이 두 장애가 서로 밀접한 관련성이 있을 수 있다고 지적되기 시작했다고 연구를 이끈 빙 예 박사과정 연구원은 설명했다. 그는 자신의 실험실에서 동료 김정환 박사후연구원과 대학원생인 가브리엘라 스턴 연구원과 함께 이번 연구를 진행했다. 이런 관련성은 흔히 ‘디스캠’(Dscam)이라는 약자로 불리는 다운증후군 세포 접착 분자(Down syndrome cell-adhesion molecule)라는 단백질이 비정상적으로 증가해 뇌에 이상을 일으킨다는 것이다. 　 디스캠이라는 유전자 정보로부터 만들어지는 단백질은 신경세포가 발달 초기 단계에 필요하지만, 이 디스캠 수준이 계속 높은 상태일 때 문제가 발생했다. 신경세포 말단이 오래 증식해 근처 신경세포와 잘못 연결된다는 것이다. 현재 이는 동물 실험으로 밝혀진 현상이다. 동물 실험에서 장애의 배경을 검증하는 작업이 계속되고 있어 이번 치료제의 효과도 동물 실험을 통해 새롭게 밝혀졌다. 이번 연구에 따르면, 디스캠 수준이 높은 상태로 지속하면 파리의 신경세포 말단은 평소보다 50% 증가한다. 반면 닐로티닙이나 베이프티닙을 투여한 파리에서는 15%밖에 늘어나지 않았다. 취약X증후군이라는 유전자 이상을 일으킨 파리 실험에서는 신경세포의 성장 신경섬유가 평소보다 약 3분의 1이 길어졌지만 약을 투여한 파리는 보통보다 3%만 길어지는 데 그쳤다. 연구팀은 앞으로 뇌의 질병을 가진 쥐를 대상으로 실험을 진행한다. 하지만 인간의 경우는 신경체계와 뇌가 훨씬 복잡하므로 디스캠 관련 문제는 아직 충분히 알려지지 않았다. 임상 시험 단계는 아직 멀었지만, 동물 실험처럼 이런 항암제에 뜻밖의 효과가 발견될 가능성도 있다. 한편 이번 연구결과는 국제학술지 ‘이라이프(eLife)’ 19일 자에 실렸다. 사진=이라이프 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

사람의 몸에 들어와 피부염 등을 일으키는 ‘헤르페스 바이러스’ 감염자가 2009년 57만명에서 2013년 75만명으로 연평균 7.15%씩 가파르게 증가하고 있는 것으로 나타났다. 국민건강보험공단은 24일 헤르페스 바이러스에 감염돼 최근 5년간(2009~2013년) 병원 진료를 받은 환자를 집계한 결과 인구 10만명당 환자 수가 2013년 1541명으로, 2009년(1175명) 대비 1.3배 증가했다고 밝혔다. 0~4세 영유아는 특히 취약해 100명 중 5명 정도가 이 바이러스에 감염돼 병원을 찾았다. 감염질환을 종류별로 보면 헤르페스 바이러스로 인한 소수포성 피부염 환자가 31만명으로 가장 많았고, 상세 불명 헤르페스 바이러스 감염 환자(19만명), 헤르페스 바이러스로 인한 구내염 및 인두 편도염 환자(17만명) 순이었다. 헤르페스 바이러스는 전 세계 정상 성인의 60~95%가 감염될 정도로 가장 널리 퍼져 있는 바이러스 감염 질환 중 하나다. 이 가운데 가장 흔한 단순포진 바이러스는 피부의 표피 또는 진피에 증식해 수포성 피부질환 등 감염 증상을 일으킨다. 한번 감염되면 체내에서 바이러스를 완전히 제거할 수 없어 평생 몸에 두고 살아야 한다. 이 바이러스는 몸에 잠복했다가 사람이 스트레스 등 자극을 받으면 신경세포를 타고 다른 점막으로 이동해 다시 병을 일으킨다. 보통은 피부질환 정도에 그치지만 면역력이 약한 사람에게선 심각한 합병증을 일으킬 수도 있어 주의해야 한다. 헤르페스 바이러스 1차 감염을 예방하려면 우선 타인의 체액과 접촉하지 말아야 한다. 성적인 접촉을 통해서도 전염된다. 재발률이 높은 경우 항바이러스제를 장기간 투여해 바이러스 증식을 지속적으로 억제하는 치료법을 쓰기도 한다. 세종 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

루게릭 병 때문에 온몸이 마비된 영국의 유명한 우주물리학자 스티븐 호킹은 다른 사람과 의사소통을 하기 위해 휠체어에 부착된 고성능 음성합성기를 이용한다. 이 음성합성기는 눈동자의 움직임과 손가락의 미세한 움직임으로 문장을 만들어 음성파일로 출력한다. 문제는 문장 하나를 만드는 데 시간이 오래 걸리고, 눈동자와 손가락의 움직임을 잘못 읽어 원하는 문장을 만들어내지 못하거나 오작동되는 경우가 많다는 것이다. 광주과학기술원(GIST) 기전공학부 이병근(왼쪽) 교수와 의료시스템학과 이보름(오른쪽) 교수 공동 연구팀은 사람의 뇌파를 실시간으로 인식해 생각을 읽어낼 수 있는 ‘인공 신경망’을 만드는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 이 기술이 실용화되면 중추신경 손상 환자나 장애인 등 목소리로 의사소통이 불가능한 사람들이 생각만으로 의사 표현을 할 수 있게 된다. 이번 연구는 ‘네이처’에서 발행하는 세계적인 과학 전문지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. 이전에도 사람의 뇌파를 인식해 디지털 신호로 바꿔 주는 기술이 있었지만 소프트웨어를 이용하기 때문에 디지털 신호로 전환하는 과정에서 잡음이 끼어들어 뇌파를 제대로 인식하는 데 시간이 오래 걸렸다. 연구팀은 사람의 뇌 신경세포 역할을 대신할 수 있는 반도체 ‘멤리스터’를 이용해 ‘하드웨어 신경망’이라는 새로운 개념의 인공지능을 만들었다. 이 인공지능은 사람이 특정 단어나 알파벳을 상상할 때 뇌파가 어떤 형태로 나타나는지 측정해 학습하고, 실시간으로 인식할 수 있다. 특정 단어를 상상할 때 발생하는 뇌파를 측정한 뒤 디지털 신호로 바꿔 인공 신경망이 특정 형태의 단어를 구분할 수 있게 한 것이다. 반복된 학습 과정을 거치면 사용자의 상상만으로 생각을 읽어내는 맞춤형 시스템으로 업그레이드할 수 있게 된다. 연구팀은 ‘아’ ‘이’ ‘우’ 등의 모음을 실제로 발음하지 않고 상상했을 때 나타나는 뇌파 신호를 측정한 뒤 이를 디지털 신호로 바꿔 인공 신경망이 학습하도록 했다. 이후 피실험자에게 ‘아’ ‘이’ ‘우’ 등의 발음 중 임의로 상상하도록 해 실시간으로 어떤 음성을 생각했는지 인식하는 데 성공했다. 이병근 교수는 “이번 연구는 반도체를 이용해 사람의 뇌와 똑같은 신경망 시스템을 구축할 수 있다는 것을 보여준 사례”라면서 “하드웨어 신경망을 활용할 경우 의사소통이 어려운 환자나 장애인들의 삶의 질을 높이는 데 기여할 것으로 보인다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리나라 국민의 사망 원인 1위인 암. 암은 외과수술, 방사선 조사(照射), 항암제 투여로 치료한다. 이 가운데 항암제는 세포 독성을 가진 화학물질을 주입해 암세포를 제거하는 치료법이다. 항암제는 치료 효과는 좋지만 암세포처럼 자라는 속도가 빠른 골수나 머리카락, 점막 등 정상세포까지 죽여 탈모, 구내염, 골수손상, 면역억제 등 부작용을 유발한다. 이 때문에 항암제의 치료 효과는 높이고, 부작용을 최소화하는 억제제 개발이 절실하다. 이런 상황에서 국내 연구진이 항암제 부작용을 최소화할 수 있는 치료제 개발 단서를 찾아냈다. 경북대 의대 배재성 교수와 수의과대 진희경 교수팀은 조혈줄기세포를 이용해 골수 손상을 억제하는 신경전달 물질인 ‘뉴로펩타이드Y’(NPY)를 발견했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 권위지인 ‘엠보 저널’ 최신호에 실렸다. 연구진은 유전적으로 NPY가 없는 생쥐의 골수는 정상 생쥐의 골수보다 조혈줄기세포 수가 적다는 점에 주목하고 연구를 진행했다. 그 결과 조혈줄기세포의 감소는 세포의 생존과 유지에 필수적인 골수 내 신경세포와 내피세포가 사멸했기 때문이라는 것을 밝혀냈다. 연구팀은 NPY가 발현되지 않은 생쥐의 골수 손상은 항암제 투여로 인해 골수가 파괴된 암환자와 비슷하다는 사실도 확인했다. 또 NPY 결핍 생쥐와 항암제를 투여해 골수가 손상된 실험쥐에게 NPY를 주입하면 감소됐던 신경세포와 내피세포가 증가하고, 이로 인해 조혈줄기세포 수가 늘어나 골수 손상이 완화되는 것을 알아냈다. 연구진은 “NPY가 생체면역기능을 유지하는 대식세포에 존재하는 물질과 반응해 신경세포의 생존과 증식에 필요한 TGF-β라는 단백질 분비를 늘림으로써 골수 손상이 완화되는 것”이라고 설명했다. 배 교수는 “골수 조혈줄기세포의 손상을 막아야 항암제로 인한 골수 파괴를 완화시킬 수 있다는 치료기전을 밝혀냈다”면서 “NPY를 이용할 경우 골수손상을 예방하면서 항암제 효과는 높일 수 있는 약물의 개발이 가능할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

책상에 엎드려 자고 있을 때나 전철에 서서 꾸벅꾸벅 졸고 있을 때 갑자기 몸이 움직여 깜짝 놀란 경험이 있을 것이다. 이를 보통 ‘수면 놀람’(hypnic jerk)이라고 하는데 영국 셰필드대 심리학·인지과학 강사인 톰 스탠포드 박사는 왜 수면 중에 이런 증상이 일어나는지에 관한 질문에 다음과 같이 답하고 있다. ■ 수면 놀람이란? 자는 사람의 몸은 한마디로 ‘마비’ 상태이다. 만일 당신이 확실하게 꿈을 꾸고 있어도 근육은 이완 상태이므로 뇌에서 일어나는 흥분 상태가 신체의 움직임으로 나타나는 경우는 거의 없다. 자는 동안 사람들은 외부 세계의 사건을 차단한 상태이므로, 만일 자는 사람의 눈꺼풀을 들춰 올려 빛을 비춰봐도 꿈 내용에 영향을 주는 경우는 드물다. 하지만 꿈꾸고 있는 사람과 외부 세계 사이는 완전히 차단된 것은 아니다. ‘수면 중에 안구가 급속히 움직이는 현상‘과 ‘수면 놀람증’은 자는 사람의 일을 외부에서 볼 수 있는 몸의 움직임인 것이다. ■ 뇌의 싸움 잘 때 가장 일반적인 움직임은 ‘급속안구운동’(Rapid Eye Movement, REM) 수면이다. REM 수면은 꿈을 꿀 때 꿈에서 보고 있는 것에 따라 눈이 움직이는 것으로, 예를 들면 꿈에서 테니스 경기를 관람하고 테니스공을 쫓듯이 좌우로 눈이 움직인다. 꿈 세계에서 반응한 눈의 움직임은 수면 중에 마비를 벗어나 현실의 움직임으로 나타나는 것이다. 즉 자는 사람의 안구 운동은 꿈을 꾸고 있는지 알 수 있는 신호이다. 이에 반해 수면 놀람은 다른 메커니즘을 갖고 있다. 수면 놀람은 REM 수면과 달리 꿈의 내용을 반영한 것이 아니므로, 비록 꿈속에서 자전거를 타고 있었다고 해도 실제로 자신의 다리가 페달을 돌리는 것처럼 움직이는 것은 아니다. 수면 놀람은 수면 시 뇌가 몸의 움직임을 마비시키는 작용을 넘어 신체의 움직임을 관장하는 운동계가 몸을 직접 움직이는 작용으로 나타난다. 인간의 뇌는 수면을 주관하는 ‘On /Off 스위치’ 같은 것이 존재하지 않고 각성 상태와 수면 상태를 제어하는 상반된 두 시스템이 균형을 이루는 구조이다. 각성 상태를 제어하는 시스템은 대뇌피질 아래에 존재하는 ‘망상 활성계’(Reticular Activating System, RAS)라고 불리는 신경세포 네트워크가 활발하게 활동하고 있을 때 인간은 깨어있는 상태가 된다. 반면 수면을 제어하는 시스템은 ‘복외측시각교차전핵’(ventrolateral preoptic, VLPO)이라고 한다. VLPO는 시신경 근처에 있으므로 햇빛을 감지해 낮의 시작과 끝에 관한 정보를 수집하고 수면주기에 영향을 주고 있는 것으로 여겨진다. 인간이 잠 들 때 뇌 안에서 각성 상태를 유지하려고 하는 RAS와 VLPO가 ‘싸움’을 시작해 VLPO가 우세하면 수면 마비가 시작되는 것이다. 이런 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 부분이 있는데, 운동계의 제어를 완전히 정지하지 않은 상태일 때 수면 놀람이 일어나는 것으로 생각되고 있다. 즉 수면 놀람은 수면 상태에 들어가기 전에 일어나는 하루 동안 활동의 ‘마지막 발악’이라고 생각할 수 있다. ■ 또 다른 원인 또 수면 놀람은 꿈에서 떨어지고 있거나 넘어지는 것이 원인이라고 보는 사람도 있다. 이는 ‘꿈 결합’(dream incorporation)이라고 불리는 현상의 실례로, 예를 들어 알람시계 소리가 꿈속에 들릴 수 있다는 것이다. 이때 뇌는 상황에 따라 타당성이 있는 꿈을 낳으려고 하는 놀라운 능력을 보여준다. 마치 재즈 연주자가 공연 중에 가수의 애드리브에 맞춰 즉흥으로 반응하는 것처럼 뇌는 꿈에 따라 유연한 반응을 보인다고 한다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

줄기세포는 간세포, 피부세포, 신경세포 등 우리 몸을 구성하는 여러 조직으로 분화될 수 있는 능력을 갖고 있다. 이 때문에 난치병 치료나 환자 맞춤형 치료 수단으로 각광을 받고 있다. 하지만 문제는 줄기세포로 치료제를 만들 경우 치료에 이용되고 남은 줄기세포가 몸 속에서 암으로 발전할 가능성이 있다는 것이다. 이는 줄기세포 치료제의 상용화를 가로막는 주된 요인 중 하나다. 이런 어려움을 해결할 수 있는 단서를 국내 연구진이 찾아냈다. 연세대 의대 김동욱 교수팀은 줄기세포로 만든 신경계 전구세포에서 종양이 발생하는 원인을 규명하고, 그 원인물질을 조절해 암이 생기지 않도록 하는 동물실험에 성공했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제줄기세포학회에서 펴내는 ‘스템 셀 리포트’ 온라인판에 실렸다. 김 교수팀은 줄기세포를 신경계 전구세포로 분화시킬 때 중추신경계를 구성하는 신경세포 외에 신경능선세포가 소량 만들어진다는 데 주목했다. 이 신경능선세포는 신경세포와 모든 면에서 유사해 완벽히 제거할 수 없기 때문에 세포치료제로 이용할 때 섞여 들어가 암을 유발시키는 원인으로 알려졌다. 김 교수는 “이번 연구 성과는 특허로도 출원한 상태로, 척수 손상 환자를 대상으로 한 임상시험을 준비 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

녹차 한 잔을 마신 뒤 조깅하면 알츠하이머병을 예방하거나 완화할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 미주리대 연구팀은 녹차 추출물인 항산화물질 EGCG(에피갈로카테킨-3-갈레이트)가 신체 활동, 즉 운동과 결합했을 때 알츠하이머병의 진행을 늦추는 것을 발견했다고 밝혔다. 연구팀에 따르면 EGCG를 투여하고 운동한 쥐는 인지 기능과 기억력 유지에 있어 큰 향상을 보였다. 연구팀은 EGCG의 추가 연구를 통해 알츠하이머병의 새로운 치료법을 찾을 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 그레이스 선 생화학과 교수는 “EGCG의 경구 투여와 자발적 운동이 알츠하이머병의 행동 발현과 인지 장애 등 일부 증상을 개선했다”고 말했다. 알츠하이머병은 뇌에 ‘노인성신경반’(senile plaques, 일종의 비정상적 물질이 모인 집합체)과 신경세포 안에 과잉산화된 타우 단백질이 주성분인 ‘신경섬유 뭉치’(neurofibrillary tangles)가 나타나는 것이 주요 특징이다. 그다음으로는 뇌의 ‘신경세포(뉴런) 사이 연결이 손실’되는 것이다. 이 병은 염증이 증가하는 것이 관련이 있으며 최근 연구들에서 발병 위험을 줄이기 위해 효과적인 항산화제를 섭취할 것을 제안하고 있다. 또한 발병의 주 요인으로 여겨지는 베타아밀로이드 펩타이드(A-베타, 노인성신경반의 주성분인 당단백질)는 뇌에 아밀로이드반(amyloid plaques)을 생성하고 축적시키며, 기억 손실과 혼란, 주변에 대한 무관심 증상이 증가할 수 있다. 이에 따라 연구팀은 항산화제인 녹차 추출물 EGCG와 자발적 운동을 결합했을 때 기억 기능에 어떤 영향이 있는지 쥐 실험을 통해 확인하기로 했다. 또한 A-베타 농도에도 어떤 영향이 있는지 조사했다. 먼저 연구팀은 알츠하이머병 증상을 가진 쥐들이 특별 제작된 미로를 이동하고 둥지를 만들도록 하는 실험을 시행했다. 연구에 참여한 토드 샤흐트만 심리과학 교수는 “알츠하이머병 증상을 가진 쥐는 둥지를 잘 만들지 못하거나 엉뚱한 행동을 보였으며, 서식지에 무관심해지거나 가는 길을 잃어버리는 것으로 나타났다”고 말했다. 이후 이들 쥐에 ECGC를 넣은 물을 투여하고 쳇바퀴를 돌도록 했다. 그 결과 쥐들의 인지 기능이 개선된 것으로 나타났으며,뇌에서 A-베타 농도가 줄어든 것도 확인했다. 선 교수는 “알츠하이머병을 가진 쥐의 행동 결손이 개선하고 뇌의 A-베타 농도가 낮아진 것에 흥분할 수밖에 없었다”며 “추가 연구로 알츠하이머병 치료와 예방에 발전을 가져올 것”이라고 말했다. 이 연구결과는 ‘알츠하이머병 저널’(Journal of Alzheimer‘s Disease) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

아침부터 부부 싸움을 하거나 직장 상사에게 혼이 난 날은 종일 찌뿌둥한 기분에서 헤어나기 어렵다. 반대로 생각하지도 않은 용돈을 받거나 깜짝 놀랄 정도로 재미있는 일로 하루를 시작할 경우는 평소 ‘재수 없다’고 여기는 일이 생기더라도 대수롭지 않게 넘어가기도 한다. 미국 국립보건원(NIH)과 매사추세츠공과대(MIT) 공동 연구진은 좋은 기억과 나쁜 기억이 저장될 때 활성화되는 뇌 회로가 서로 다를 뿐만 아니라 상호 영향을 미친다는 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처’ 최신호 표지 논문으로 발표했다. 뇌 과학자들은 이전에도 좋은 감정과 나쁜 감정이 뇌에 기록되는 경로가 서로 다르다는 것은 알고 있었다. 좋은 감정은 뇌의 ‘보상회로’를 활성화시키고, 나쁜 감정은 뇌의 ‘공포회로’를 활성화시키면서 기록된다는 것이다. 연구팀은 좋은 기억과 나쁜 기억을 저장하는 뇌 회로가 교차하는 편도체의 중심핵에 주목했다. 편도체는 정서기억을 저장하고 동기, 학습, 감정 반응에 중요한 역할을 한다. 연구진은 실험용 생쥐 뇌의 좋은 기억과 나쁜 기억을 담당하는 신경세포에 형광 물질을 주입했다. 그다음 쥐에게 전기 충격을 줘 나쁜 기억을 남기거나 단 음식을 줘 좋은 기억을 갖도록 한 뒤 각 신경세포에서 형광 물질 활성화 정도를 관찰했다. 그 결과 좋은 일을 겪은 뒤에는 뇌의 보상회로가 활성화되고 공포회로가 억제되면서 좋은 기억과 감정이 오래 가는 것으로 나타났다. 반대로 나쁜 일을 겪은 뒤에는 공포회로가 활성화되고 보상회로는 억제돼 나쁜 감정이 오래 지속되는 것을 발견했다. 연구를 주도한 케이 테 MIT 뇌인지과학과 박사는 “정반대의 감정이 어떤 형태로 서로 영향을 주는지 규명한 첫 연구이자 하루를 기분 좋게 시작해야 하는 이유를 알려주는 결과”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

책상에 엎드려 자고 있을 때나 전철에 서서 꾸벅꾸벅 졸고 있을 때 갑자기 몸이 움직여 깜짝 놀란 경험이 있을 것이다. 이를 보통 ‘수면 놀람’(hypnic jerk)이라고 하는데 영국 셰필드대 심리학·인지과학 강사인 톰 스탠포드 박사는 왜 수면 중에 이런 증상이 일어나는지에 관한 질문에 다음과 같이 답하고 있다. ■ 수면 놀람이란? 자는 사람의 몸은 한마디로 ‘마비’ 상태이다. 만일 당신이 확실하게 꿈을 꾸고 있어도 근육은 이완 상태이므로 뇌에서 일어나는 흥분 상태가 신체의 움직임으로 나타나는 경우는 거의 없다. 자는 동안 사람들은 외부 세계의 사건을 차단한 상태이므로, 만일 자는 사람의 눈꺼풀을 들춰 올려 빛을 비춰봐도 꿈 내용에 영향을 주는 경우는 드물다. 하지만 꿈꾸고 있는 사람과 외부 세계 사이는 완전히 차단된 것은 아니다. ‘수면 중에 안구가 급속히 움직이는 현상‘과 ‘수면 놀람증’은 자는 사람의 일을 외부에서 볼 수 있는 몸의 움직임인 것이다. ■ 뇌의 싸움 잘 때 가장 일반적인 움직임은 ‘급속안구운동’(Rapid Eye Movement, REM) 수면이다. REM 수면은 꿈을 꿀 때 꿈에서 보고 있는 것에 따라 눈이 움직이는 것으로, 예를 들면 꿈에서 테니스 경기를 관람하고 테니스공을 쫓듯이 좌우로 눈이 움직인다. 꿈 세계에서 반응한 눈의 움직임은 수면 중에 마비를 벗어나 현실의 움직임으로 나타나는 것이다. 즉 자는 사람의 안구 운동은 꿈을 꾸고 있는지 알 수 있는 신호이다. 이에 반해 수면 놀람은 다른 메커니즘을 갖고 있다. 수면 놀람은 REM 수면과 달리 꿈의 내용을 반영한 것이 아니므로, 비록 꿈속에서 자전거를 타고 있었다고 해도 실제로 자신의 다리가 페달을 돌리는 것처럼 움직이는 것은 아니다. 수면 놀람은 수면 시 뇌가 몸의 움직임을 마비시키는 작용을 넘어 신체의 움직임을 관장하는 운동계가 몸을 직접 움직이는 작용으로 나타난다. 인간의 뇌는 수면을 주관하는 ‘On /Off 스위치’ 같은 것이 존재하지 않고 각성 상태와 수면 상태를 제어하는 상반된 두 시스템이 균형을 이루는 구조이다. 각성 상태를 제어하는 시스템은 대뇌피질 아래에 존재하는 ‘망상 활성계’(Reticular Activating System, RAS)라고 불리는 신경세포 네트워크가 활발하게 활동하고 있을 때 인간은 깨어있는 상태가 된다. 반면 수면을 제어하는 시스템은 ‘복외측시각교차전핵’(ventrolateral preoptic, VLPO)이라고 한다. VLPO는 시신경 근처에 있으므로 햇빛을 감지해 낮의 시작과 끝에 관한 정보를 수집하고 수면주기에 영향을 주고 있는 것으로 여겨진다. 인간이 잠 들 때 뇌 안에서 각성 상태를 유지하려고 하는 RAS와 VLPO가 ‘싸움’을 시작해 VLPO가 우세하면 수면 마비가 시작되는 것이다. 이런 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 부분이 있는데, 운동계의 제어를 완전히 정지하지 않은 상태일 때 수면 놀람이 일어나는 것으로 생각되고 있다. 즉 수면 놀람은 수면 상태에 들어가기 전에 일어나는 하루 동안 활동의 ‘마지막 발악’이라고 생각할 수 있다. ■ 또 다른 원인 또 수면 놀람은 꿈에서 떨어지고 있거나 넘어지는 것이 원인이라고 보는 사람도 있다. 이는 ‘꿈 결합’(dream incorporation)이라고 불리는 현상의 실례로, 예를 들어 알람시계 소리가 꿈속에 들릴 수 있다는 것이다. 이때 뇌는 상황에 따라 타당성이 있는 꿈을 낳으려고 하는 놀라운 능력을 보여준다. 마치 재즈 연주자가 공연 중에 가수의 애드리브에 맞춰 즉흥으로 반응하는 것처럼 뇌는 꿈에 따라 유연한 반응을 보인다고 한다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr