“이제 엄마가 쓴 손글씨를 읽을 수 있게 됐어요.” 미 캘리포니아주 풀러턴에 있는 오렌지소프초등학교 4학년 소피 가디아(9)는 “글자를 쓰는 방법이 더 멋지고 새로운 글자를 배우는 것이 재미있어서 좋다”고 로이터 통신에 말했다. 다른 학생들의 반응도 “재미있다”, “예쁘다”, “비밀을 지킬 수 있게 됐다” 등 긍정적인 이야기로 가득하다. 27일(현지시간) 로이터 통신에 따르면 캘리포니아주에서 올해 1월 1일부터 ‘법안 446’이 시행되면서 초등학교를 중심으로 손글씨 교육이 확산하고 있다. 법안 446엔 260만 초등학생에게 필기 교육을 의무화하는 내용이 담겼다. 컴퓨터 키보드와 태블릿이 보편적으로 쓰이고 2010년 이후 미국 대학 진학을 돕는 표준 교육에서도 필기체가 제외되면서 손글씨 교육은 학교에서 사라졌다. 그러다 주별로 필기 교육이 부활하면서 캘리포니아가 14번째로 필기 교육을 주법으로 제정했다. 법안 시행 전부터 아이들에게 필기체를 가르쳐 온 4~6학년 교사 파멜라 켈러는 “필기를 하는 게 어렵다는 아이들도 있지만 ‘손글씨를 쓰면 더 똑똑해지고 다음 단계로 넘어가는 데 도움을 준다’고 하면 아이들이 흥미를 느낀다”고 말했다. 그는 “아이들이 ‘Z’를 쓰는 걸 어려워하지만 그래도 매우 즐기고 있다”고 덧붙였다. 청소년기에 필기체를 배우면 인지 발달, 독해력, 소근육 운동 능력을 향상시키는 등 여러 가지 이점이 있다. 로스앤젤레스교육청에서 읽기·언어·예술 프로젝트를 진행했던 레슬리 조로야는 필기체를 학습하면 신경세포(뉴런) 간 연결을 늘려 기억력과 사고력 등 아동의 뇌 발달을 촉진한다고 발표했다.

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.

신약 개발 벤처기업 지엔티파마는 ‘넬로넴다즈와 저체온 치료의 병용요법’에 대해 국내 우선권 특허를 출원했다고 3일 밝혔다. 다중표적 신약 넬로넴다즈가 응급조치로 자가순환이 재개된 후 저체온 치료를 받은 중증 심정지 환자에서 뇌세포 보호 및 뇌신경기능 개선 효과, 안전성이 확인돼 특허를 출원한 것이다. 심장이 일시적으로 정지하면 뇌에서 글루타메이트와 활성산소가 축적되기 시작해 분당 약 200만 개의 뇌신경세포가 사멸한다. 골든타임을 놓칠 경우 환자는 장애와 사망에 이르게 된다. 심정지 환자 치료는 심폐소생술과 환자의 체온을 32~34도 낮추는 저체온 치료법이 유일한데 효과가 미약하고 제한적이어서 적절한 치료제 개발이 시급한 상황이다. 지엔티파마가 과학기술정보통신부와 경기도, 아주대학교 등의 지원을 받아 개발한 ‘넬로넴다즈’는 뇌세포 손상의 주원인인 글루타메이트 신경독성과 활성산소 독성을 동시에 제어하는 최초의 다중표적 뇌세포 보호 약물이다. 지엔티파마는 삼성서울병원, 전남대학교병원 등 5개 대학병원에서 심정지 환자 105명을 대상으로 완료한 임상 2상에서 넬로넴다즈와 저체온 치료의 병용이 안전하게 환자의 뇌신경기능을 개선하고 뇌사를 줄인다는 것을 확인했다. 특히 심폐소생으로 자가순환이 재개돼 4시간 이내에 고용량(5,250mg) 넬로넴다즈를 투여받은 중증, 코마(혼수) 상태 심정지 환자에서 90일 후에 장애 없이 독립적으로 활동할 수 있는 환자의 비율은 63%로 위약 투여군 40.7%에 비해 22.3% 증가했다. 또한 확산텐서자기공명영상(DTI) 검사에서 고용량 넬로넴다즈 투여군은 뇌량, 뇌궁 등 주요 뇌백질(뇌 신경망) 영역의 손상이 유의적으로 크게 감소했다. 이에 따라 지엔티파마는 저체온 치료를 받는 심정지 환자는 물론 저체온 치료를 받는 뇌졸중, 뇌척수손상, 신생아 저산소성 허혈성 뇌병증 환자에서 뇌세포를 보호하고 뇌신경기능을 개선하는 용도로 넬로넴다즈 특허를 출원했다. 넬로넴다즈는 2019년 식품의약품안전처로부터 심정지 후 뇌 손상을 막는 개발단계 희귀의약품으로 지정됐다. 희귀의약품으로 지정되면 임상 2상 이후 품목 조건부 허가와 우선심사제도 적용 등 혜택을 받을 수 있어 빠른 상용화가 가능하다. 식약처에서는 임상적 효과와 안전성을 합리적으로 예측할 수 있는 임상시험자료 등을 근거로 일정 기간 내에 임상 3상 자료를 제출하는 조건으로 신속하게 심사해 허가를 내주고 있다. 지엔티파마는 이번 심정지 임상 2상에서 넬로넴다즈의 약효와 안전성이 확인됨에 따라 조만간 상품명 ‘잔티넬’로 품목 조건부 허가를 신청할 예정이다. 곽병주 지엔티파마 사장은 “심정지는 환자의 생존율이 극히 낮은 데다 세계적으로 치료제가 없는 질환이어서 잔티넬이 품목 조건부 허가를 받게 되면 세계 최초의 심정지 치료제로 반향이 클 것으로 전망하고 있다”면서 “넬로넴다즈의 안전성과 약효가 확인된 만큼 신속하게 심정지 환자를 위한 희귀의약품으로 품목 조건부 허가를 신청하고 글로벌 시장 진출을 위한 임상 3상을 진행할 것”이라고 말했다.

매년 연말이 되면 각 분야는 ‘올해의 10대 뉴스’나 ‘내년 주목해야 할 일’을 꼽곤 합니다. 과학계도 마찬가지입니다. 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 의학’은 ‘2024년에 주목할 11개 임상시험’이라는 제목의 특집 분석 보고서를 12월 8일자로 실었습니다. 인공지능(AI) 기술 발전은 의료 분야에서도 다양한 가능성을 열어 줄 것으로 기대되고 있지만 아직 실제 환자 치료에 사용되는 것은 극히 제한적입니다. 내년에는 AI의 의료 분야 적용과 관련한 임상시험이 특히 눈길을 끈다고 네이처는 분석했습니다. 네덜란드 마스트리흐트 대학병원에서 수행하는 ‘MARS-ED 임상시험’은 응급실에서 치료받은 환자의 한 달 내 사망 위험을 예측하는 AI 모델을 평가하는 것입니다. 영국의 6개 병원에서는 환자 15만명을 대상으로 AI가 흉부엑스선 사진만으로 폐암 조기 진단을 위해 추가로 컴퓨터단층촬영(CT)을 해야 할 사람을 식별할 수 있는지에 관한 임상시험을 합니다. 이 기술이 실제 적용된다면 비싼 영상 진단이 필요한 환자인지를 사전에 파악해 환자의 비용 부담도 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다. 암 치료와 관련해 주목받는 임상시험도 줄줄이 진행됩니다. 네덜란드 에라스무스 대학병원은 폐암 사망률을 낮추기 위해 폐암 검사를 매년 하는 것이 효과적일지, 격년으로 하는 것이 좋을지 약 2만 6000명을 대상으로 비교하는 임상시험도 진행합니다. 또 글로벌 제약사 아스트라제네카가 암세포 성장을 촉진하는 HER2 단백질을 가진 유방암 환자에 대해 ‘트라스투주맙 데룩스테칸’이라는 항암제의 효능과 안전성에 대한 임상시험을 진행 중입니다. HER2 양성 유방암은 재발 위험이 매우 큰 암으로 알려져 있습니다. 네덜란드 암 연구소 주도로 피부암인 흑색종을 치료하는 면역 항암제와 병용 사용할 수 있는 보조 치료제 효능을 비교하기 위한 임상시험을 내년에 진행합니다. 연구팀은 ‘니볼루맙’ 단일 사용과 ‘이필리무맙’과 ‘니볼루맙’을 병행 사용할 때의 암 치료와 재발 억제 효과를 비교하는 것입니다. 정신 건강 분야에서도 2024년에 주목할 만한 임상시험이 진행될 예정입니다. 우선 파키스탄의 인간개발연구재단(HDRF)은 의료진이 많지 않은 지역에 거주하는 임산부가 우울증을 앓을 때 도움을 줄 수 있는 애플리케이션(앱)을 개발해 대면 진료와 효과를 비교하는 임상시험을 진행할 예정입니다. 또 영국 글래스고대학은 위탁 보호를 받는 0~5세 아동을 위한 정신 건강 개입 모델을 개발해 기존 사회 복지 서비스와 효과, 비용 효율성을 조사할 예정입니다. 이 밖에도 인간 배아 줄기세포에서 유래한 도파민 신경세포를 중증 파킨슨병을 앓고 있는 50~75세 환자 뇌에 이식하는 ‘STEM-PD’ 임상시험도 눈길을 끕니다. 또 가족력을 가진 유전적 고콜레스테롤혈증 환자의 콜레스테롤을 낮춰 주기 위한 DNA 염기 편집에 관한 연구도 내년에 진행될 계획입니다. 갖가지 우울한 뉴스들로 가득한 요즘이지만 과학계는 내년에도 인류의 건강과 발전을 위한 발걸음을 멈추지 않을 것으로 보입니다.

우주, 심해, 뇌는 현대 과학이 아직 정복하지 못한 3대 연구 분야다. 뇌는 우리와 가장 가까이 있고 크기도 가장 작지만 여전히 모르는 것투성이다. 뇌는 생명과학이나 의학같이 특정 분야 연구만으로는 그 실체를 파악하기 힘들어 융합 연구가 가장 활발한 분야이기도 하다. 이런 상황에서 뇌 과학 연구에 또 하나의 큰 걸음을 내딛는 연구 결과가 발표됐다. 미국 하버드대, 소크연구소, 브로드연구소, 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD), 캘리포니아 버클리대(UC 버클리) 등을 중심으로 한 공동 연구팀은 생쥐 뇌 전체 세포 유형에 대한 가장 포괄적이고 상세한 특성을 분석하고 분류하는 데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 12월 14일자에 9편의 논문으로 실렸다. 이 연구는 미국 국립보건원(NIH)에서 지원하는 ‘뇌 이니셔티브 셀 센서스 네트워크’(BICCN)가 수행했다. 2027년까지 뇌 지도 완성을 목표로 하는 BICCN은 지난 10월에도 45개 연구기관, 258명의 과학자가 참여해 3000개 이상의 인간 뇌세포 유형을 분류하고, 뇌세포 수준에서 인간과 영장류의 뇌를 구별하는 특징을 규명해 과학 저널 ‘사이언스’, ‘사이언스 어드밴시스’, ‘사이언스 중개 의학’ 등에 21편의 논문으로 발표했다. 포유류의 뇌가 수행하는 복잡한 활동은 다양한 기능적 특성을 가진 수많은 유형의 세포들이 이리저리 모이고 신경 회로에 의해 제어되면서 가능해진다. 뇌의 구조와 작동 원리를 밝히기 위해서 가장 기본적인 단위인 뇌세포 유형을 구분하는 것이 필요한 이유다. 이를 통해 사람의 뇌는 다른 종들과 어떤 차별점을 갖는지 이해할 수 있게 되고, 궁극적으로는 특정 뇌·신경질환이 어떻게 발생하는지 파악해 정복할 수 있게 된다.연구팀은 약 400만개의 뇌세포에 대한 ‘단일 세포 염기서열 분석’과 약 430만개의 세포에 대한 ‘공간 전사체 분석’ 데이터를 조합해 고해상도 지도를 만들었다. 고해상도 뇌 지도에 따르면 뇌세포는 34개 종, 338개 아종, 1201개의 슈퍼 타입, 5322개의 클러스터로 분류됐으며, 뇌 영역에 따라 세포 유형 구성의 특징이 발견됐다. 뇌 뒷부분에 해당하는 등 쪽(dorsal part) 세포들은 다양한 종류가 분포돼 있었으며, 앞부분인 배 쪽(ventral part)은 서로 밀접한 관련이 있는 신경세포 유형들이 더 많이 모여 있는 것으로 확인됐다. 다른 논문에서는 인간, 원숭이, 마모셋, 생쥐의 일차 운동 피질 세포에서 유전자 조절을 비교했다. 놀랍게도 다발성 경화증, 신경성 식욕부진증, 담배 중독과 관련된 유전자 변이가 이들 모두에게서 공통으로 발견됐다. 이는 진화적으로 포유류 전반에 보존된 특징으로 신경학적 질병과 형질에 영향을 주는 유전적 변이를 식별하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 또 다른 논문들에서는 개별 뇌세포와 신경 회로의 기능, 망막 신경세포의 종류와 진화, 뇌의 구조와 조직에 대한 분석 결과를 발표했다. 다양한 세포 유형과 조직이 신경 장애에 어떤 영향을 미치는지와 포유류 뇌 발달과 진화에 대한 답을 제시했다. 마리아 안토니에타 토스체스 컬럼비아대 교수(진화생물학)는 “이번에 발표된 고해상도 포유류 세포 유형 지도는 세포 단위의 뇌 구조 이해와 뇌 진화 연구에 큰 획을 그었다”고 평가했다. 에드워드 캘러웨이 소크연구소 교수(분자 신경생물학)도 “이번 연구 논문 결과는 특정 세포가 어떤 방식으로 연결되고 제어되는지를 거의 완벽하게 이해할 수 있게 해 줄 것”이라고 말했다.

요즘은 대중의 관심이 많이 줄어들었지만, 요즘도 유튜브 동영상에서 주목받는 콘텐츠 중 하나는 ‘먹는 방송’, 소위 ‘먹방’이다. 먹방은 ‘Mukbang’이란 단어로 전 세계에 알려질 정도다. 요즘은 소식 먹방도 인기를 끌지만, 여전히 먹방하면 어마어마한 양의 음식을 먹는 모습이다. 먹방의 인기는 ‘먹는다’라는 인간의 기본적 욕망을 자극하기 때문이라는 분석도 있지만, 많은 사람은 ‘어떻게 저 많은 음식을 먹을 수 있을까’라는 궁금증을 갖는다. 뱃속이 큰 것일까, 아니면 섭식과 관련된 뇌 회로가 다른 것일까. 뇌신경과학자들이 섭식을 중단하는 데 관여하는 뇌 영역과 세포까지 찾아내 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 생리학과, 기초신경과학 연구소, 하워드 휴스 의학연구소 공동 연구팀은 ‘고립로 꼬리핵’(cNTS)이라는 뇌 영역의 특정 신경세포가 섭식의 속도를 조절하고 종료한다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 11월 22일자에 실렸다. 기존에는 동물이 섭식을 중단하는 원인이 cNTS에 있는 프로락틴 방출 호르몬(PRLH)과 식욕 억제 호르몬인 ‘글루카곤 유사 펩타이드-1’를 생성하는 GCG 뉴런에 기인하는 것으로 알려졌다. 그러나 이 결과들은 모두 실험동물이 마취되거나 잠든 상태에서 나온 것이다. 연구팀은 생쥐가 깨어 있는 동안 cNTS에 있는 단일 뉴런의 신호를 기록하는 방법을 활용해 다양한 고형식, 유동식을 먹이면서 뉴런의 반응을 살폈다. 연구 결과, 생쥐는 먹이를 먹기 시작한 몇 분 내에 GCG 뉴런의 활동이 증가했다. 공기를 위에 주입해도 같은 효과가 관찰돼, GCG 뉴런은 위의 팽창 정도로 섭취량을 파악하고 추적한다는 것을 알게 됐다. 또 레이저로 뉴런을 자극했을 때 생쥐들은 배가 부르다고 인식하는 것으로 관찰됐다. PRLH 뉴런은 위에 음식이 있을 때와 상관없이 입에 음식이 있는지에 반응한다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 무엇이 PRLH 뉴런을 활성화하는지 알아보기 위해 지방, 설탕, 제로칼로리 감미료, 물을 생쥐에게 먹였다. 그 결과, 물을 제외하고 모든 물질이 PRLH 세포 활동을 촉발하는 것으로 나타났다. 즉 미각이 음식을 먹는 동안 섭식 뉴런을 활성화하는 중요한 요소라는 말이다. 미각이 둔화된 생쥐는 섭식 조절이 제대로 되지 않는 것으로 조사되기도 했다. PRLH 뉴런이 자극되면 생쥐는 먹이 섭취 속도가 느려지는 것이 관찰됐다. 즉, GCG뉴런은 먹는 양, PRLH 뉴런은 먹는 속도를 조절한다는 것이다. 이번 연구 결과는 이런 과정을 통해 인간의 섭식 행동과 장애가 어떻게 발생하는지 설명할 수 있으며 관련 질환을 치료하는 새로운 방법 개발에 도움을 줄 것으로 기대된다. 연구팀은 섭식 행위는 두 가지 경로로 진행된다고 추측했다. 한 가지 경로는 맛있으니 더 먹어야겠다는 신호이며, 다른 경로는 칼로리가 높으니 조금 천천히 먹으라고 명령한다는 것이다. 연구를 이끈 재커리 나이트 UCSF 교수(화학생물학)는 “과식이나 폭식할 때는 섭식 행위를 조절하는 시스템에 장애가 발생한 것으로 볼 수 있다”라면서 “cNTS에는 약 20종의 뉴런이 있으며 뉴런 대부분의 기능을 명확히 알지 못하고 있는 상황”이라고 말했다.

정신 장애 연관된 외상성 뇌 손상시상하부에 전극 심어 심부 자극주의·문제해결·판단력 향상 가능 광선 요법, 치매 환자 수면 질 높여머리에 전류 흘리면 인지 기능 개선 뇌과학은 21세기 들어 가장 빠르게 발전하고 있는 연구 분야 중 하나다. 덕분에 난치병으로 알려진 각종 뇌신경 질환의 예방과 진단 기술도 속속 등장하고 있다. 미국 코넬대 의대, 하버드대 의대, 유타대, 플로리다대, 스탠퍼드대, 밴더빌트대, 시애틀 워싱턴대 공동 연구팀은 외상성 뇌 손상(TBI)으로 장기 인지기능 결손 진단을 받은 환자들의 시상하부 부위를 ‘심부 뇌 자극’하면 인지 기능 개선 효과가 있다고 6일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 의학’ 12월 5일자에 실렸다. TBI는 머리에 외부의 강한 물리적 힘이 가해지면서 뇌에 손상이 발생하는 것을 말한다. 손상 부위나 정도의 차이가 있지만 신체 기능, 언어나 의사소통, 기억 등 인지 기능, 성격, 심리상태 등 정신 기능에 종합적으로 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 시상하부의 주요 뇌 회로 활동 손실이 인지 기능 장애와 관련이 있다는 기존 연구 결과들을 주목했다. 이에 연구팀은 중증 외상성 뇌손상을 앓는 22~60세 남녀 6명을 대상으로 실험했다. 우선 신경 영상기술로 손상된 신경 회로의 정확한 위치를 찾고, 인지능력 테스트를 했다. 그다음 외과 수술을 통해 시상하부 특정 부위에 전극을 이식하고 정기적으로 심부 뇌 자극을 했다. 실험 결과 심부 뇌 자극을 받은 사람들은 주의력이나 문제해결 능력, 공간 인식능력, 기억력, 판단력 등이 최대 52% 향상된 것이 관찰됐다. 그런가 하면 중국 웨이팡 의과대학 간호학과 연구팀은 빛을 이용해 뇌의 시교차상핵(SCN)을 자극해 인체 일주기 리듬을 조절해 알츠하이머 환자의 수면과 정신 기능 개선이 가능하다고 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 12월 7일자에 발표했다. 알츠하이머는 초기에 기억력에 문제를 보이다가 언어기능, 판단력 등 여러 인지기능 이상이 나타난다. 또 수면 장애와 성격 변화, 우울증, 망상, 환각, 공격성 증가 등 이상 증상이 동반되기도 한다. 빛을 이용해 수면 조절에 관여하는 시교차상핵을 자극하는 광(光)생체조절은 알츠하이머 증상 완화에 도움을 줄 것이라 주목받고 있지만 효능과 안전성에 대한 체계적 평가는 없었다. 이에 연구팀은 2005년부터 2022년까지 7개국에서 알츠하이머와 치매 환자를 대상으로 광생체조절 임상시험을 한 연구 15개를 정밀 메타분석 했다. 분석 결과 광선 요법이 환자들의 일주기 리듬을 안정적으로 유지해 수면 효율을 높인다는 것을 확인했다. 또 환자의 우울증, 강박증 같은 정신장애 증상을 완화한다는 사실도 밝혀냈다. 한편 중국 닝보대 의대 연구팀도 ‘경두개 직류 자극’(tDCS)을 실시하면 알츠하이머 환자의 인지기능 개선이 가능하다는 연구 결과를 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘일반 정신과학’ 12월 6일자에 발표했다. tDCS는 뇌에 전극을 심지 않고 머리에 전극을 붙여 약한 전류로 뇌 신경세포를 자극하는 기술이다. 연구팀은 65세 이상 남녀 알츠하이머 환자 140명을 무작위로 선정해 최대 6주간 주 5일, 하루에 2번씩 tDCS를 실시해 의사 결정, 작업 기억 등에 관여하는 전전두엽 피질을 자극했다. 그 결과 tCDS를 받은 사람들은 언어 기능과 단어 인식, 기억 능력이 눈에 띄게 향상됐다.

표면에 난 상처를 스스로 치료할 수 있는 ‘능력’을 가진 인간 유래 다세포 로봇이 개발돼 학계의 관심이 쏠렸다. 미국 터프츠대와 하버드대 비스 연구소 공동 연구진이 성인의 인간 세포를 활용해 개발한 다세포 로봇 ‘앤트로봇’(Anthroboys)은 30~500㎛(마이크로미터, 100만분의 1m) 의 작은 크기로, 유전자의 변형 없이 인간의 단일 세포를 키워 만들어졌다. 앤트로봇은 실험실에서 자란 인간 뉴런(신경세포)의 표면을 따라 직선 또는 원을 그리며 다양한 방식으로 움직일 수 있다. 특히 앤트로봇의 집합체는 세포층의 일부가 긁힌 것(상처)을 인식하고, 세포 성장을 촉진해 긁힌 틈을 메우기도 했다.연구진은 이러한 기능이 상처를 치료하는 치유 효과와 같으며, 상처를 치유하는 효과를 보이는 앤트로봇의 집합체는 ‘슈퍼봇’이라고 명명했다. 슈퍼봇의 발견은 환자의 재생과 치유, 질병 치료에 상당한 도움을 줄 것으로 기대를 모은다. 특히 환자 본인에게서 채취한 뉴런을 이용해 다세포 로봇과 슈퍼봇을 제작해 치료에 도입한다면, 면역 반응을 유발하지 않아 별도의 면역 억제제가 필요하지 않다. 또 생체 내에서 분해되는데 45~60일 정도밖에 걸리지 않아 몸에 빠르게 재흡수 되고, 실험실 외부로 유출되더라도 번식이 어려워 타인에게 해를 끼칠 위험도 적다. 연구진은 “실험실에서 구축한 세포 집합체(슈퍼봇)가 손상 부위를 가로지르며 뉴런 성장을 촉진할 수 있다는 사실은 전혀 예상하지 못한 부분”이라면서 “앞으로 치유 메커니즘의 작동 과정을 살펴보면서 또 무엇을 할 수 있을지 확인할 것”이라고 밝혔다.앞서 연구에 참여한 마이클 레빈 터프츠대 생물학과 교수 연구진은 미국 버몬트대 컴퓨터과학과 교수 연구진과 공동 연구를 통해 개구리의 배아 세포를 이용한 다세포 로봇인 ‘제노봇’(Xenobots)을 개발한 바 있다. 당시 제노봇은 스스로 통로를 탐색하고 자료를 수집하거나, 복제와 치유 등의 능력을 선보였는데, 이번 연구를 통해 공개된 앤트로봇은 양서류 배아가 아닌 성인 인간의 세포를 활용해 한층 더 고차원적인 결과를 이끌어 냈다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스’(Advanced Science) 최신호에 실렸다.

인피니트 남우현이 암 투병 사실을 고백했다. 지난 23일 정규 1집 공개를 앞두고 인터뷰를 진행한 남우현은 “올 초에 몸이 안 좋아서 큰 수술을 했다”고 밝혔다. 남우현은 지난 4월 희소 암인 기스트암 수술받았고, 15㎝가량 복부를 절개하는 큰 수술을 치렀다. 남우현이 투병 중인 기스트암은 위장관 기질 종양으로, 위장관의 근육층에 생기는 암이다. 식도, 위, 소장, 결장, 직장 등 위장관의 어디든 발생할 수 있는 암으로, 위장관 벽의 중간에 있는 근육이나 신경세포 등 기질세포가 암세포로 변이를 일으켜 발생하는 병으로 알려져 있다. 남우현은 투병 후에도 지난 7월 31일 인피니트 완전체 앨범 ‘비긴’을 발표하며 활동에 나섰다. 몸이 완전히 회복되기도 전이었지만 빨리 팬들을 만나고 싶은 마음 때문에 더 이상 미룰 수 없었다고 한다. 남우현은 “활동을 못 할 거라 생각해서 마음고생이 심했다. 제 인생에 있어서 올해가 제일 힘들었던 시기였다. 인피니트 활동도 저 때문에 미룰 뻔했는데 회복을 빨리했다”며 “현재는 많이 회복한 상태다. 추적검사를 진행 중”이라고 전했다. 한편 남우현은 첫 솔로 정규 음반 ‘화이트리’(Whitree)를 발매하고 2년 만에 솔로로 돌아온다.

인체 항상성을 유지하는 시상하부를 조절해 체중을 조절할 수 있는 방법을 국내 연구진이 개발했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과 연구팀은 뇌의 시상하부 기능을 조절해 살을 빼는 새로운 비만 치료 후보물질을 찾았다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘EMBO 분자의학’에 실렸다. 뇌의 시상하부 내 궁상핵은 식욕 조절, 에너지 소비 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 이에 연구팀은 시상하부 궁상핵의 신경세포 내 식욕을 촉진하고 억제하는 신경펩타이드 유전자 발현에 주목했다. 기존 비만 치료제는 식욕억제 원리를 기반으로 하고 있기 때문에 불안증, 구토증세와 함께 중추신경계를 교란하는 등 부작용이 크다. 또 혈당을 낮추면서 체중감소 효과를 보이는 치료제도 개발되고 있지만 주사라는 특성과 비싼 가격으로 접근성이 떨어진다. 연구팀은 시상하부 궁상핵에 존재하는 신경세포 내 식욕을 촉진하는 신경펩타이드와 식욕을 억제하는 신경펩타이드의 유전자 발현을 조절하는 방식을 새로운 비만 치료제 개발의 전략으로 삼았다. 연구팀은 약물 데이터베이스를 활용해 사람의 소장에서 만들어지는 올레산의 천연 대사산물로 식욕, 체중, 콜레스테롤의 자연 조절제인 ‘올레오일에탄올아미드’와 유사한 구조를 지난 2500여 개 저분자화합물 중 항비만 효과가 아직 알려지지 않았던 헥사메틸렌 비스아세타미드(HMBA)를 후보 물질로 선별했다. HMBA는 비정상 세포가 정상 세포로 바뀔 가능성을 보여준 세포분화제다. 연구팀은 고지방식을 계속 먹여 비만을 유발한 생쥐에게 HMBA를 정맥, 복강, 뇌 내실에 투여하는 실험을 했다. 그 결과 식욕을 촉진하는 신경펩타이드가 감소하고, 반대로 식욕을 억제하는 신경펩타이드는 증가하는 것이 관찰됐다. HMBA를 투여받은 비만 생쥐에서 식욕억제, 체내 지방량 감소, 갈색지방의 열 생산 증가, 에너지 소비 증가로 인한 체중감소, 당 대사와 인슐린 민감성 개선 효과를 확인했다. 연구를 이끈 김은경 교수는 “이번 연구는 기존에 알려지지 않은 HMBA의 효능과 신경세포 내에서 조절 메커니즘을 규명해 비만과 당뇨 등의 치료 전략에 새로운 단서를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

치매 진단 후 실어증을 앓고 있는 할리우드 배우 브루스 윌리스가 추수감사절을 맞아 가족과 시간을 보내는 가운데 전부인 데미 무어도 함께해 눈길을 끈다. 24일 브루스 윌리스의 아내 엠마 헤밍은 자신의 소셜네트워크서비스에 가족 단체 사진과 함께 “이런 사랑을 알려줘 감사하다”라며 “모두 행복한 추수감사절 보내길 바란다”라는 글을 올렸다. 함께 공개된 사진 속 브루스 윌리스는 대가족에 둘러싸인 채 행복한 미소를 짓고 있다. 엠마 헤밍은 그의 뺨을 감싸 쥐며 사랑스러운 표정을 보이고 있다. 특히 모두의 눈길을 끈 것은 다름 아닌 브루스 윌리스의 전 부인 데미 무어의 모습이었다. 두 사람은 1987년 결혼 후 2000년 이혼했다. 브루스 윌리스는 지난해 3월 실어증 증세로 은퇴를 알렸다. 당시 전 부인 데미 무어와 현 배우자 엠마 헤밍은 각자의 소셜네트워크서비스에 “사랑하는 윌리스가 건강상의 문제를 겪고, 최근 실어증을 진단받아 인지 능력에 영향을 받고 있음을 알린다”며 자신들의 이름과 딸들의 이름이 명시된 성명을 올렸다. 올해 초 브루스 윌리스는 전두측두엽 치매(FTD) 진단을 받았다. 전두측두엽 치매는 뇌 전두엽과 측두엽의 신경세포 손상으로 발생하며, 판단력과 언어 능력에 장애를 일으킨다. 브루스 윌리스는 영화 ‘다이 하드’ ‘식스 센스’ ‘아마겟돈’ 등 수많은 히트작을 탄생시키며 국내에서도 큰 사랑을 받은 할리우드 대표 배우다. 브루스 윌리스는 데미 무어와 이혼 후 2009년 23세 연하의 엠마 헤밍과 결혼했다.

동아제약이 간보호 건강기능식품 ‘모닝케어 간솔루션’을 출시했다고 23일 밝혔다. 모닝케어 간솔루션은 동아제약 숙취해소제 ‘모닝케어’ 연구진이 축적해 온 음주 건강 데이터를 기반으로 개발됐다. 주성분으로는 식약처에서 인정한 개별인정형 원료인 유산균발효다시마추출물을 함유했다. 유산균발효다시마추출물은 기억력 개선 도움과 알코올성 손상으로부터 간을 보호하는 기능을 지닌 복합 기능성 소재다. 이외에 비타민B군, 밀크씨슬, 타우린, 아르지닌 4종 등 간 건강에 도움을 줄 수 있는 부성분을 함유해 완성도를 높였다. 신경세포가 없는 간은 70~80%가 손상돼도 증상이 없어 질병의 조기 발견이 어려운 장기로 불린다. 특히, 과음으로 인한 알코올성 간 손상은 간암의 첫 관문인 만성 간질환(지방간·간경변·간부전 등)으로 이어질 가능성이 커 일상에서 꾸준한 관리가 필요하다. 모닝케어 간솔루션은 하루 한 포 복용 및 이지컷 액상 스틱 파우치 형태로 복용 편의성이 높아 평상시에도 부담 없이 섭취할 수 있다. 동아제약 공식 온라인몰인 디몰(:Dmall)과 동아제약 네이버 브랜드 스토어에서 만나볼 수 있다.

과학기술의 발달로 기대수명이 점점 늘고 있는 현재 사람들을 가장 위협하는 질환은 다름 아닌 ‘존엄한 노년’을 방해하는 퇴행성 뇌신경질환이다. 가장 위협적인 질환은 알츠하이머 치매다. 치매의 50~70% 원인을 차지하는 알츠하이머는 정확한 발병 원인을 밝혀내지 못하고 있어 치료나 예방도 어렵다. 이런 가운데 국내 연구진이 알츠하이머 치매를 가속하는 단백질을 발견했다. 카이스트 화학과, 의과학 대학원, 한국기초과학지원연구원 바이오 융합연구부, 한국생명공학연구원 희귀 난치질환 연구센터 공동 연구팀은 알츠하이머 유발인자의 독성을 촉진하는 세포 내 단백질을 새로 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 11월 20일자에 실렸다. 알츠하이머 환자들의 뇌에서 가장 특징적으로 나타나는 현상은 아밀로이드 베타나 타우 단백질의 응집이다. 이들 응집체가 뇌세포 사멸을 가져온다고 알려져 있지만, 직접적인 상호 관계는 여전히 베일에 가려져 있다. 이 때문에 아밀로이드 베타 단백질 응집을 표적으로 삼는 치료제가 개발되고 있지만 기대만큼 효과는 거두지 못하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험을 통해 알츠하이머에서 과발현되며 원인 미상의 신경세포 사멸을 유발하는 ‘아밀로이드 전구체 C 말단 절단체’라는 단백질이 아밀로이드 베타 단백질의 응집을 촉진한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀에 따르면 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체 자체는 물론 이들이 아밀로이드 베타 단백질과 결합한 복합체가 알츠하이머 증상을 심화시키는 것으로 해석한다. 특히 생쥐의 뇌에서 아밀로이드 베타 단백질 응집체가 신경세포 사멸을 유도하고 뉴런 손상, 염증 반응을 일으키는 것이 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체에 의해 더 증가하는 현상을 관찰했다. 연구를 이끈 임미희 카이스트 화학과 교수는 “이번 연구는 알츠하이머에서 기존에 알려지지 않은 생체 내 아밀로이드 베타 단백질 응집과 독성 촉진제를 발굴했다는 점에서 의미가 크다”라며 “알츠하이머 진단과 치료에 새로운 표적으로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

만성 스트레스·기분장애 등 원인대뇌 피질 비정상적으로 얇아져전두엽·감정 영역 연결성 떨어져뇌 덜 성장해 내외부 자극에 취약인지 능력·주의력 저하까지 발생 ‘뇌’는 무게 약 1.4㎏, 신경세포 약 1000억개, 이들을 연결해 주는 시냅스 약 100조개가 모여 있는 신체 기관으로 ‘작은 우주’라고 불린다. 우주, 심해와 함께 뇌는 과학계 마지막 탐구 영역으로 남아 있다. 실제로 이들 세 영역에 관한 관심은 고대부터 지금까지 이어지고 있다. 최근에는 뇌의 비밀을 풀기 위해 의학과 생물학뿐만 아니라 수학, 물리학, 화학 등 다양한 영역이 협력하고 있어 수수께끼로 남아 있던 부분이 하나둘씩 풀리고 있다. 11~15일 미국 워싱턴DC에서 열린 미국 신경과학회 주관 ‘신경과학 2023 콘퍼런스’에서는 뇌와 관련한 새로운 연구 결과들이 쏟아져 나왔다. 뇌과학에 따르면 청소년기는 사회적, 생물학적, 정서적 변화에 더불어 뇌가 폭발적으로 발달하는 시기다. 특히 아동기를 거쳐 청소년기에는 뇌 시냅스 연결의 15% 이상이 형성되는 것으로 알려져 있다. 미국 질병통제예방센터(CDC)는 코로나19 팬데믹 이전부터 청소년 정신 건강이 악화되는 경향을 보이기 시작했는데 팬데믹으로 인해 어린이와 청소년에게는 새로운 스트레스 요인이 추가됐다는 조사 결과를 내놓기도 했다. 이에 과학자들은 첨단 뇌 영상 기술을 통해 만성 스트레스, 기분 장애 같은 요인이 청소년의 뇌에 어떤 영향을 미치는지 분석했다. 미국 시애틀 워싱턴대 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI)을 이용해 코로나19 팬데믹 전후 청소년의 뇌 구조와 기능을 분석했다. 그 결과 팬데믹 이후 청소년들의 뇌는 이전에 비해 대뇌피질 표면이 양쪽 뇌 반구 모두에서 비정상적으로 얇아진 것으로 확인됐다. 이렇게 피질이 얇아지는 현상은 남자 청소년보다 여자 청소년에게 더 두드러지게 나타났다. 연구를 주도한 퍼트리샤 쿨 교수(언어 신경학)는 “보통 대뇌피질의 두께는 노화로 점차 얇아지지만 젊은 시기에 대뇌피질이 얇아지는 증상은 만성 스트레스나 외상이 원인인 경우가 많다”고 말했다. 쿨 교수는 “이번 연구 결과로 코로나19 팬데믹이 청소년들에게 상당한 스트레스를 준 것으로 추정할 수 있다”고 덧붙였다. 하버드대 의대 계산신경과학 연구실, 보스턴 아동병원 소아청소년과 공동 연구팀도 fMRI를 이용해 비슷한 연구를 했다. 분석 결과 팬데믹 이후 청소년의 뇌에서 전두엽과 감정 처리를 지원하는 뇌 영역 간 연결이 약해지고 형태학적으로도 비정상적인 경우가 많은 것으로 확인됐다. 이는 팬데믹 동안 청소년들의 스트레스가 더 심고 우울함을 비롯한 부정적 감정이 더 늘었다는 설문 조사 결과와도 일치한다고 연구팀은 밝혔다. 카테리나 스타물리스 교수(청소년 뇌신경학)는 “완전히 성장하지 못한 청소년의 뇌는 내외부 자극에 취약하기 때문에 스트레스는 뇌의 구조와 조직 방식에 중대한 영향을 미칠 수 있으며 결국 정신 건강에도 심각한 위협 요소가 된다”고 지적했다. 또 우울증은 청소년에게 흔한 신경정신질환이며 어른과는 다른 방식으로 발생한다고 알려져 있다. 이에 캘리포니아 샌디에이고대(USCD) 연구팀은 인공지능 딥러닝 기술을 적용해 ‘청소년 뇌 인지 발달(ABCD) 연구’에 참여한 청소년들의 데이터를 정밀 분석했다. ABCD 연구는 미국 국립보건원(NIH)이 아동, 청소년기의 뇌 인지 발달 과정을 정확히 파악하기 위해 진행 중인 장기 연구다. 분석 결과 우울증이 있는 청소년은 그렇지 않은 청소년에 비해 뇌의 기능적 연결 패턴이 끊어진 부분이 많은 것으로 나타났다. 이런 뇌의 변화는 인지능력과 주의력 저하를 가져오고 자아 및 타인에 대한 판단과 의사 결정 기능을 약화시키는 것으로 확인됐다.

기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 소속 학습 및 기억 연구그룹 강봉균 단장이 이끄는 연구팀은 특정 뇌 영역에 있는 신경 회로의 시냅스를 색깔별로 구분해 표시할 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 이 기술을 활용해 기억 저장 세포와 주변의 억제성 신경세포가 공포 기억을 조절한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 11월 9일자에 실렸다. 연구팀은 기저 외측 편도체의 억제성 신경세포 중 하나인 소마토스타틴 인터 뉴런 일부가 공포 기억을 형성할 때 특이하게 활성화되는 것을 확인했다. 강 단장은 “외상 후 스트레스 장애(PTSD) 같은 질환의 새로운 치료법 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다.

인간의 뇌 환경 따라 계속 변화AI는 닫힌 세계를 전제로 학습집단적 무의식 구현도 큰 숙제문명도 인류 공통 기억 결과물 “인간이 자기 자신을 관찰할 수 있다는 것 자체가 굉장한 능력입니다. 인공지능(AI)에도 스스로를 관찰하는 능력을 탑재할 수 있을지가 인간의 마음을 구현하는 중요한 요건이 될 것입니다.”뇌영상기술을 이용한 정신질환 연구의 권위자인 권준수 서울대병원 정신건강의학과 교수(뇌인지과학과 교수)가 25일 서울 중구 웨스틴조선호텔에서 열린 ‘2023 서울미래컨퍼런스’에서 ‘AI는 인간과 같은 마음을 가질 수 있을까’라는 질문에 대해 “아직 대답하기 어렵다”며 이같이 말했다. 그는 닫힌 세계를 가정한 AI의 한계와 환경에 따라 끊임없이 변화하는 인간 뇌의 가소성을 비교했다. 서울대병원 정신건강의학과에서 환자들과 만난 경험을 바탕으로 한 견해를 풀어내자 청중들은 귀를 기울였다. 권 교수는 챗GP T 등 생성형 AI의 등장에 따라 사회가 변화하고 있지만 여전히 외부로부터 끊임없이 데이터를 제공받아야 하는 한계가 있다고 지적했다. 그는 “인간은 개방된 환경에서 자극을 지속적으로 받아들이는 데 반해 AI는 닫힌 세계를 전제로 학습을 수행하는 것이 문제”라고 설명했다. 인간의 마음에 대해선 “1000억개의 신경세포와 1000조개의 시냅스로 구성된 뇌는 상상하기 어려운 구조이고 사람이 살아가는 내내 환경에 따라 변화하는 가소성이 있다”며 “AI가 주위의 환경을 평가할 수는 있겠지만 스스로를 관찰하는 것은 인간 고유의 것이 아닐까 생각한다”고 말했다. 이어 “개인의 무의식뿐만 아니라 심리학자 융이 말한 집단적 무의식을 AI가 어떻게 접근해 구현할 수 있을지도 커다란 숙제”라고 덧붙였다.권 교수와 함께 ‘인간과 AI+ 마음과 실존의 경계’ 세션 연사로 나선 김재인 경희대 비교문화연구소 학술연구교수는 “생성형 AI의 등장으로 인간의 고유함을 기계에 내줄 수 있다는 위기의식이 등장하지만 인간은 도서관이자 학교라고 정의하고 싶다”고 말했다. 저서 ‘인공지능의 시대, 인간을 다시 묻다’와 ‘AI 빅뱅’ 등에서 인문학과 AI의 관계를 탐구해 온 김 교수는 ‘철학이 바라보는 인간 마음의 고유함’을 주제로 강연했다. 그는 “마음이 그릇과 같은 실체에 담겨 있다는 일반적인 접근과는 달리 몇몇 철학자는 끊임없이 이어지는 생각의 활동으로 규정한다”고 소개했다. 이어 김 교수는 “구석기 시대의 석기는 최소 6단계의 연속된 작업을 처음으로 발견한 최초 제작자가 동료에게 전수하고 이 기술이 후세에 이어진 결과”라며 “현재 우리가 누리는 문명의 이기도 개별적인 결과물이 아닌 축적된 인류의 공통 기억의 결과물”이라고 강조했다. 이어 “도서관이자 학교인 공통의 기억에 도움을 받고 보태는 것이 인간”이라고 말했다. 두 연사는 인간의 몸을 구현한 로봇에 AI를 장착한 ‘인간형 AI 로봇’에 대해서도 의견을 나눴다. 김 교수는 “인공지능도 몸을 가져야 한다는 주장의 의미에 대해 정확한 이해가 필요하다”고 지적했고, 권 교수는 “뇌는 신체가 없이는 인간의 마음과 같은 것을 형성할 수 없다”면서도 “다만 생명체와 무생물의 차이를 어떻게 극복할지가 또 다른 쟁점이 될 수 있다”고 답했다.

치매 진단을 받은 할리우드 스타 브루스 윌리스(68)의 근황이 전해졌다. 12일(현지시간) 외신 ‘NewYork Post’와의 인터뷰에서 글렌 고든 카론 감독은 ‘문라이팅’ 개봉을 앞두고 소감을 전했다. ‘문라이팅’은 브루스 윌리스에게 명성을 안겨준 인기 TV 쇼로 1985년부터 1989년까지 다섯 시즌 동안 방영됐다. 이날 글렌 고든 카론 감독은 ‘문라이팅’이 더 많은 시청자에게 제공되기를 오랫동안 바랐다고 전했다. 그러면서 주연 배우 브루스 윌리스에 관해 언급하기도 했다. 올해 초 브루스 윌리스는 전두측두엽 치매(FTD) 진단을 받았다. 전두측두엽 치매는 뇌 전두엽과 측두엽의 신경세포 손상으로 발생하며, 판단력과 언어 능력에 장애를 일으킨다. 그는 “브루스는 저에게 (치매 및 실어증으로) 말하지 못하지만, 이 쇼를 사람들이 볼 수 있게 되어 정말 기뻐하고 있다는 것을 알고 있다”라고 전했다. 이어서 카론은 “지금 알고 있는 브루스와 평생 동안 알고 있던 브루스를 조화시키는 데 어려움을 겪고 있다”고 말했다. 그는 “브루스 윌리스와 함께 시간을 보낸 적이 있다면, 그보다 더 큰 기쁨을 누렸던 사람은 없을 것이다”며 “그는 삶을 사랑했고 매일 아침 일어나서 삶을 최대한 열심히 살려고 노력하는 것을 좋아했다”라고 투병 전 브루스의 모습을 회상했다. 카론은 적어도 한 달에 한번은 브루스를 방문하려고 노력하고 있다고 전했다. 그는 “비록 브루스가 ‘완전히 말이 통하지는 않아’ 다양한 삶의 변화가 필요하지만, 여전히 빛나고 있다”고 말했다. 카론은 “브루스는 열렬한 독서광이었지만 지금은 책을 읽지 않는다. 모든 언어 능력은 더 이상 사용할 수 없지만 그는 여전히 브루스다”라며 응원했다.

전자기 코일에서 발생하는 자기장을 활용해 특정 뇌신경세포를 활성화하거나 억제하는 ‘경두개자기자극’(Transcranial Magnetic Stimulation·TMS)이 우울증과 강박증, 만성통증의 새 치료법으로 각광받는 가운데, TMS가 담배를 끊는데도 좋은 역할을 한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 미주리대 의대 정신과 전문의 브레트 프뢸리거 교수 연구팀은 ‘세타 돌발(theta-burst) 경두개자기자극’(TBS)이 뇌 활동에 영향을 미쳐 자제력을 개선하고 중독을 완화해 담배를 덜 피우게 만든다는 연구 결과를 발표했다고 메디컬 익스프레스가 23일(현지시간) 보도했다. 금연을 원하는 37명(대부분 40대)을 대상으로 진행한 임상시험 결과 이 같은 사실을 확인했다. TMS란 두피에 커다란 전자기 코일을 씌우고 뇌 속으로 전류를 흘려보내 뇌 신경세포를 자극하는 치료다. 뇌에 직접적인 자극이나 약물 투입 없이도 여러 신경증적 질환에 효과를 내는 것으로 알려졌다. TBS는 연속 자극을 가하는 cTBS와 간헐적 자극을 주는 iTBS로 구분된다. 연구팀은 억제 제어(IC)에 관여하는 뇌 부위인 우반구 하전두(right inferior frontal gyrus)에 cTBS와 iTBS가 어떤 영향을 미치는지 실험했다. 그 결과 cTBS와 iTBS 모두 흡연을 줄이는 데 도움을 주는 것으로 나타났다. 흡연은 대뇌피질인 회색질(gray matter)의 용적 감소와 연관이 있는 것으로 알려졌다. 뇌의 용적이 준다는 것은 뇌의 신경세포와 다른 세포들의 수가 적다는 뜻이다. 이러한 차이는 자극에 대한 자발적 충동과 반응을 억제하는 뇌의 억제 조절 기전에 영향을 미친다.억제 제어 기전은 충동적 반응을 차단하는데, 이 기능에 어려움이 생기면 담배를 피우고 싶은 흡연 충동이 일어났을 때 이를 억제하지 못할 수 있다. TBS를 통한 제어 기전 개선은 담배뿐 아니라 중독성 약물 사용을 줄이는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 보인다. 다만 확인을 위해서는 추가 연구가 필요하다고 연구팀은 덧붙였다. 이번 연구 결과는 미 생물 정신의학 학회 학술지 ‘생물 정신의학·인지 신경과학·신경영상’(Biological Psychiatry CNNI) 최신호에 발표됐다.

적당한 스트레스는 삶에 활력소를 주지만 많은 현대인은 다양한 형태의 스트레스가 한계치를 넘게 받는 경우가 적지 않다. 극심한 스트레스는 탈모, 소화불량, 두통, 불면증 같은 다양한 신체적 이상 증상을 일으킨다. 스트레스가 심하다고 호소하는 사람들은 밤잠을 제대로 못 이룬다고 경우가 많다. 이렇게 스트레스로 불면증이 심할 경우 밝은 빛을 많이 쬐는 것이 도움이 된다는 연구 결과가 나왔다. 중국 광저우 지난대, 지난대 의대 정신의학과, 광저우 여성·아동병원 마취과, 광둥-홍콩-마카오 연합 뇌과학 연구센터 등의 의과학자들이 참여한 공동 연구팀은 만성 스트레스로 인해 불면증이 생길 경우 밝은 빛을 이용해 치료하면 효과가 있으며 수면-빛 메커니즘을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 9월 8일자에 실렸다. 수면 장애가 있는 사람들에게 빛 치료는 수면의 질과 양을 개선하는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 정확히 어떻게 작동하는지 스트레스로 인해 발생한 수면 장애에도 효과가 있는지 명확히 규명되지 않았다. 연구팀은 만성 스트레스를 유발해 수면 패턴이 불규칙하고 잠을 제대로 못 자는 생쥐를 대상으로 화학유전학 및 광유전학 실험을 했다. 실험 결과 뇌의 외측고삐핵(Lateral habenula)이라는 부위가 스트레스와 수면에 밀접한 영향이 있음을 확인했다. 외측고삐핵은 눈에서 빛 신호를 받고 수면을 조절하는 뇌의 다른 부분에 영향을 미친다는 설명이다. 기존에 알려진 것과 마찬가지로 만성 스트레스를 받는 생쥐는 일반 생쥐보다 비렘(REM) 수면이 더 많았고 빛 치료를 하면 비렘수면이 줄어드는 것으로 확인됐다. 외측고삐핵에 존재하는 신경세포는 전내측피개핵(RMTg)와 연결돼 있는데 스트레스는 이 연결망을 과도하게 활성화해 불면증을 유발한다. 외부에서 빛 자극을 주면 외측고삐핵-RMTg 활성화가 억제되면서 수면의 질이 개선된다고 연구팀은 설명했다. 그렇기 때문에 스트레스로 인한 불면증이 있는 경우는 낮 동안 밝은 빛을 많이 쬐어주는 것이 좋다고 연구팀은 조언했다. 연구를 이끈 카오란 렌 지난대 의대 교수(신경생물학)는 “이번 연구 결과를 바탕으로 외측고삐핵-RMTg 활성화를 억제하는 약물을 개발해 빛 치료와 병행한다면 수면 장애를 효과적으로 치료할 수 있을 것으로 본다”라고 말했다.

 -심폐소생 후 4시간 이내 심정지 환자 105명 대상 약효·안전성 검증  -심정지 후 사망·장애 확연히 감소…환자 63% 장애 회복신약개발 기업인 지엔티파마가 뇌졸중 치료제 ‘넬로넴다즈’의 조건부 허가 신청에 나선다. 2017년 임상시험을 시작한 지 6년 만이다. 지엔티파마가 개발한 넬로넴다즈는 뇌졸중 후 뇌세포 손상의 주원인인 글루타메이트 신경독성과 활성산소 독성을 동시에 제어하는 다중표적 약물이다. 지엔티파마는 지난 7월에 완료한 심정지 환자에 대한 넬로넴다즈 임상 2상에서 약효와 안전성을 확인했다고 5일 밝혔다. 이번 임상 2상은 삼성서울병원, 전남대학교병원 등 5개 대학병원 응급의학과에서 심폐소생 후 4시간 이내에 자발적 순환이 재개돼 저체온 치료를 받는 심정지 환자 105명을 대상으로 진행됐다. 지엔티파마에 따르면, 약물 투여 90일 후 장애 없이 독립적으로 활동할 수 있는 환자 비율은 위약(가짜약) 투여군에서 40.7%였으나 넬로넴다즈 저용량 투여군에서는 55.5%, 고용량 투여군 63%로 장애가 개선됐다. 또 중증 장애나 사망으로 이어지는 환자는 위약 투여군에서 59.3%였으나 저용량 투여군 40.7%, 고용량 투여군 37%로 나타났다. 지엔티파마 관계자는 “마지막 약물 투여 후 48시간 이내 환자에 대한 MRI DWI(확산강조영상) 분석에서도 위약 투여군에 비해 고용량 투여군의 뇌 손상이 전 부분에 걸쳐 유의하게 감소했다”면서 “넬로넴다즈 투약과 관련한 심각한 부작용은 나타나지 않았다”고 말했다. 심장이 일시적으로 정지하면 뇌에서 글루타메이트와 활성산소가 축적되기 시작하며 분당 약 200만 개의 뇌신경세포가 사멸한다. 골든타임을 놓칠 경우 환자는 장애와 사망에 이르게 된다. 질병관리청 ‘급성심장정지조사 통계’에 따르면 2021년 국내 인구 10만명당 급성 심정지 발생률이 64.7명으로 나타났다. 이는 2006년 조사가 시작된 이후 최고 수준이며, 환자는 해마다 증가하고 있다. 심정지가 발생해 뇌허혈 상태에 빠진 환자는 심폐소생술을 받은 후 자발적 순환이 재개돼 회복하기도 하지만 대부분의 환자는 심정지 후 뇌 손상(PCABI)으로 심각한 장애를 겪거나 사망에 이르게 된다. 지엔티파마의 또다른 관계자는 “심정지 동물모델에 넬로넴다즈를 24시간 이내 투여할 경우 뇌세포 사멸을 현저하게 막는다는 연구 결과는 2011년 뇌병리 분야 최고의 국제 학술지 ‘Acta Neuropathologica’에 발표된 바 있다”고 덧붙였다. 넬로넴다즈는 2019년 식약처로부터 심정지 후 뇌 손상을 막는 개발 단계 희귀의약품으로 지정됐으며, 2020년에는 희귀질환 신약 개발 과제로 선정돼 보건복지부의 지원을 받았다. 희귀의약품은 신속심사 대상으로 임상 2상 결과에 따라 조건부 허가 등 각종 혜택이 주어진다. 지엔티파마는 미국과 중국에서 165명을 대상으로 진행한 임상 1상, 이번에 진행한 임상 2상에서 넬로넴다즈의 약효와 안전성이 확인됨에 따라 식약처에 조건부 허가를 신청할 예정이다. 곽병주 지엔티파마 대표이사는 “심정지는 생명을 위협하고 심각한 장애를 유발하지만 전 세계적으로 치료제가 없는 실정”이라며 “세계 최초 다중표적 뇌세포 신약 넬로넴다즈를 희귀의약품으로 국내에 조기 출시할 계획”이라고 말했다.