영화 ‘인디아나 존스’의 주인공은 일반인들에게 전형적인 고고학자의 모습으로 각인돼 있다. 그는 페도라를 눌러쓰고 낡은 크로스백을 맨 채 성궤, 성배, 누르하치 유골 등을 찾아 유럽 전역은 물론 아프리카와 아시아 전역을 이 잡듯이 뒤지고 다녔다.실제 고고학자들도 인디아나 존스처럼 먼지를 뒤집어쓰고 유물을 찾으러 이리저리 뛰어다닐까. 19~20세기 초 고고학자들이 몸으로 때우는 현장 작업자 같은 분위기였다면 20세기 말~21세기의 고고학자들은 인공위성이나 컴퓨터 프로그램, 각종 실험기구를 활용하는 과학자의 모습에 가깝다. 지난 8일 스웨덴 스톡홀름대 고고학과, 웁살라대 고고학 및 고대사학과, 국립진화생물학센터 공동연구진이 ‘미국 자연 인류학지’에 발표한 논문만 봐도 고고학자들은 과학자에 가깝다는 것을 알 수 있다. 연구팀은 10세기 바이킹 전사의 전형적 무덤으로 알려진 스웨덴 비르카섬의 Bj581호 봉분의 부장품과 유골의 DNA 분석과 방사선 동위원소 분석을 실시한 결과 키 170㎝ 정도의 30대 여전사라는 사실을 140년 만에 밝혀냈다.올해 2월에는 울산과학기술원(UNIST) 박종화 교수와 영국, 아일랜드, 러시아, 독일 공동연구진이 두만강 위쪽 러시아 극동지방에 위치한 ‘악마문 동굴’에서 발견된 고대 동아시아인의 게놈을 해독한 결과 현대 한국인은 남방계와 북방계 아시아인이 융합된 유전체를 보유하고 있으며 특히 남방계 아시아인 게놈이 더 강하게 나타나고 있다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다. 역시 첨단 유전체 분석법으로 고대 역사를 복원한 것이다. 이렇듯 고고학계에서는 유물에 대한 DNA 분석을 통해 과거를 추적하는 ‘DNA 고고학’이라는 분야가 주목받고 있다. DNA 고고학은 고고유전학(Archaeogenetics)이나 고유전학(Paleogenetics)이라는 이름으로 불리기도 하지만 약간씩 차이를 보이고 있다. DNA 고고학은 유적지에서 발굴되는 유기체의 DNA를 연구해 유전적 특징을 과학적으로 규명하는 것으로 혈연, 민족 간 유연관계, 집단이나 문화의 이동에 대한 고고학적 정보를 자연과학적으로 분석한다. 고고유전학은 고고학적 해석을 위해 분자유전학적 기술과 고고학을 접목한 것이고 고유전학은 유전학적 입장에서 생물의 진화와 과거 생물의 특징에 대한 연구를 하는 분야다. 이뿐만이 아니다. 고고학자들은 땅속에 묻힌 고대 도시를 찾기 위해 인공위성이나 항공기에 탑재된 레이저 관측 장비를 활용하기도 한다. 미국 앨라배마대 고고학자들은 미국 항공우주국(나사)의 지원을 받아 700㎞ 상공의 인공위성으로 이집트 나일강 유역 사카라와 타니스 지역을 대상으로 수만장의 적외선 사진을 촬영한 뒤 분석했다. 그 결과 땅속에 묻혀 있는 피라미드 17개와 고대 무덤 1000개, 거주 유적지 3000개를 발견하기도 했다. 또 항공기에 탑재한 레이저 레이더(라이다·LIDAR) 역시 울창한 삼림 지역에 숨겨져 있는 유적지를 발굴하는 데 유용하다. 라이다는 레이저를 발사해 산란되거나 반사되는 것을 측정해 대상물까지의 거리와 위치를 정확하게 측정하는 한편 지표면의 모형을 3차원으로 구현하는 데 쓰이는 장치다. 최근 발전하고 있는 로봇 기술도 고고학에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 로봇을 활용해 내부 구조를 정확히 파악하기 어려워 사람이 접근하기 어려운 무덤 내부를 탐사하거나 오랜 시간 잠수가 필요한 수중 난파선을 조사한다. 인디아나 존스처럼 힘겹게 땅속에 파묻힌 무덤이나 참호 같은 곳에 목숨을 걸고 들어가는 것은 영화에서나 나오는 이야기가 된 것이다.빅데이터 처리나 시뮬레이션 같은 정보통신 기술들도 고고학에서는 중요하게 다뤄지고 있다. 오래된 고대인의 뼈나 유품에서 미량의 DNA 조각을 채취해 분석할 경우 방대한 게놈 정보가 나온다. 전문가들은 이 같은 방대한 데이터를 비교, 분석해 고인류의 복잡한 관계망을 파악할 수 있게 해 주는 알고리즘과 빅데이터 처리기술이 고고학의 새로운 장을 열었다고 평가하고 있다. 마틴 존스 영국 케임브리지대 고고학과 교수는 “DNA 고고학에서는 고대 유물에서 곰팡이나 세균 오염 없는 순수한 DNA를 추출하는 것이 중요하다”며 “오염 없는 DNA 추출과 첨단 과학기술의 활용은 현대 고고학을 정밀과학 수준까지 끌어올렸다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 아이들은 동물을 좋아합니다. 동물원에 가 보면 대부분의 방문객이 아이를 동반한 부모라는 점만 봐도 그렇습니다. 아이들이 동물을 좋아하는 이유는 뭘까요. 아직 과학적으로 연구된 바는 없습니다. 물론 아직 발표되지 않았을 뿐 전 세계의 수많은 연구자들 중 한 명쯤은 이런 궁금증을 갖고 연구를 진행하고 있지 않을까 하는 생각이 들기도 합니다.경기 과천 서울대공원 동물원을 가면 가장 먼저 관람객을 맞는 동물은 육상 동물 중 목이 가장 긴 기린입니다. 기린사 앞에 모여 있는 아이들은 누구나 엄마, 아빠에게 이런 질문을 합니다. “기린 목은 왜 저렇게 길어요”라고 물으면 부모들은 “높은 나뭇가지에 있는 나뭇잎을 먹으려고 목을 뻗다 보니 목이 길어진 거야”라고 답을 합니다. 쓰면 쓸수록 발달한다는 초기 진화론인 ‘용불용설’에 따른 답이어서 정답이라고 할 수는 없습니다. 지금까지 받아들여지고 있는 진화론적 설명은 목이 긴 기린들이 생존에 유리해 살아남았다는 ‘적자생존’입니다. 사실 기린의 목이 길어진 명확한 이유는 아직 밝혀지지 않았습니다. 동물학자와 진화생물학자들에게 남겨진 숙제이기도 합니다. 물론 창조과학자들이 이야기하는 것처럼 “하나님이 그렇게 만들었기 때문”이라는 답은 제외한 것입니다. 기린 목에 대해 나온 진화적 가설들은 많습니다. 우선 프랑스 박물학자 장바티스트 라마르크가 주장한 것으로 부모들이 아이들에게 설명하는 ‘음식 섭취설’입니다. 라마르크는 기린의 목이 길어진 것은 나뭇잎에 닿기 위해 끊임없이 목을 뻗었기 때문이라고 주장했습니다. 다윈과 동시대에 살았던 영국의 자연사학자 앨프리드 러셀 월리스는 이를 약간 비틀어 “긴 목을 가진 기린이 목이 짧은 기린에 비해 먹이를 먹는 데 유리했기 때문에 살아남을 수 있었다”는 ‘적자생존설’을 주장해 지금까지 받아들여지고 있습니다. 그런데 1949년 영국의 저널리스트 채프먼 핀처가 ‘네이처’에 “다리가 길었기 때문에 물을 마시기 위해서는 목이 길어질 수밖에 없었다”고 주장한 논문을 발표해 기존의 설명이 뒤집히나 했습니다. 그렇지만 과학자들이 기린의 조상 화석을 발굴해 분석한 결과 핀처의 가설은 신빙성이 떨어진다고 판단해 폐기됐습니다. 또 하나 재미있는 가설은 ‘성선택설’에 바탕을 둔 것입니다. 바로 목이 긴 수컷은 머리로 라이벌을 후려칠 수 있고 암컷들은 그런 수컷들을 좋아한다는 설명입니다. 최근에 나온 가설은 ‘체온조절설’입니다. 목과 다리가 길면 부피와 체표면적이 한쪽으로 기울어 열의 축적과 손실 속도가 달라진다는 것입니다. 미국 와이오밍대 동물학과, 남아프리카공화국 프레토리아대 수의학과, 생리학과, 호주 서호주대 인간과학부 공동연구팀이 환경 및 유전학 분야 국제학술지 ‘건조환경 저널’ 10월호에 발표한 논문은 바로 체온조절설을 뒷받침하는 내용입니다. 연구를 이끈 그레이엄 미첼 와이오밍대 동물학과 교수는 “건조한 환경에서 사는 기린은 체온 조절을 편하게 하기 위해 목과 다리가 길어지게 된 것”이라며 “목, 그리고 무릎부터 발목까지 하퇴부의 직경이 작고 긴 기린이 작달막하고 통통한 기린보다 체열을 쉽게 배출할 수 있기 때문에 고온 건조한 환경에서 생존하는 데 유리하다”고 설명했습니다. 이처럼 진화생물학은 자연현상을 가장 잘 설명하는 가설을 끊임없이 찾아 나서는 과정의 산물입니다. 교과서에 나온 이론이라도 자연현상을 더 잘 설명하는 이론이 나온다면 역사 속으로 사라집니다. 이런 과정은 진화론이 틀렸기 때문도 아니고 과학자들이 진화론을 부정하기 때문도 아닙니다. 자연을 설명하는 더 좋은 이론을 만들기 위한 과정입니다. 창조과학이 사이비과학인 이유도 그런 치열한 연구와 토론과정 없이 지구의 나이가 6000년이라는 둥 답을 정해 놓고 모든 조건을 무조건 끼워 맞추는 ‘답정너’이기 때문입니다. edmondy@seoul.co.kr

요즘 TV에 반려동물 프로그램이 부쩍 많이 보인다. 반려동물의 행동도 재미있지만 전문가들 설명에 고개가 절로 끄덕여진다. 종종 전문가들은 똑똑한 개, 공격적인 개처럼 견종마다 고유의 행동 특성이 있음을 설명하곤 한다. 이는 행동이 생물학적 요소, 즉 ‘유전’의 영향을 받는다는 사실을 새삼 되새기게 한다. 구소련 유전학자인 드미트리 벨라예프는 1959년부터 유명한 ‘여우 농장 실험’을 했다. 그는 130마리 야생 여우 중 도망치거나 공격하지 않고 사람에게 접근하는 개체를 골라냈다. 또 이들을 여러 세대에 걸쳐 교배했다. 그 결과 20년 뒤 여우를 가축처럼 키울 수 있게 됐고, 40년 뒤에는 반려동물과 같은 여우가 탄생했다. 스트레스 호르몬인 ‘코티졸’ 분비량은 12세대를 거치면서 50% 수준으로 낮아졌다. 30세대 뒤에는 25%로 줄었다. 반대로 신경전달물질 ‘세로토닌’ 농도는 야생 대조군에 비해 높은 수준이었다. 복잡해 보이는 행동 특성도 상당 부분 유전에 의해 영향을 받는다는 것이다. 그렇다면 같은 유전자를 가진 일란성 쌍둥이의 성격은 늘 같을까. 토머스 부처드 미국 미네소타대 교수는 1979년 쌍둥이 성격에 대한 연구를 시작해 170여편의 논문을 냈다. 그중 주목받은 연구는 출생 후 다른 환경에서 자란 쌍둥이 성격에 관한 것이었다. 다른 환경에서 자란 일란성 쌍둥이는 같은 환경에서 자란 이란성 쌍둥이보다 성격 공통점이 더 많은 것으로 나타났다. 결국 성격이 환경보다는 유전적 요소에 의해 더 강한 영향을 받는다는 결론을 얻었다. 이 연구 결과는 큰 논쟁을 불렀고 ‘천성이냐, 양육이냐’의 논란은 현재진행형이다. 분명한 것은 행동 패턴이 유전적 요소와 환경적 요소 모두에 의해 형성되고 발전한다는 점이다. 지금은 성격이나 행동 패턴이 뇌 기능의 일부라는 것을 당연하게 생각한다. 이런 생각의 근거를 제공한 것은 ‘피니어스 게이지’란 이름의 환자였다. 철도 공사 폭발물 감독이었던 그는 1848년 3㎝ 굵기, 1m 길이의 쇠막대에 왼쪽 전두엽을 관통당하는 사고를 당했다. 환자의 피와 뇌조직이 묻은 쇠막대는 25m를 날아가 땅에 떨어졌다. 이 끔찍한 사고 뒤에 환자는 쓰러져 잠시 경련을 일으켰지만 몇 분 뒤 큰일이 아닌 듯 부축을 받으며 걸어가 달구지에 앉았고 1.2㎞ 떨어진 숙소까지 갔다고 한다. 그런데 기적적으로 살아난 환자는 심한 성격 변화를 보였다. 착하고 인내심 많던 성격은 완전히 변해 감정 기복이 심해지고 부적절한 행동과 충동조절 이상을 보였다. 현재 정신의학 용어로는 ‘전두엽 증후군’에 해당한다. 특히 두 눈 바로 위에 있는 뇌부위 ‘안와전두엽’의 반응 억제 기능 손상이 뚜렷해 보인다. 뇌의 이상이 성격과 행동 변화를 일으킬 수 있다는 사실은 매우 중요하다. 피니어스 게이지는 뇌종양처럼 뇌병변 이상이 뚜렷해 부적절한 행동의 원인을 비교적 쉽게 찾을 수 있었다. 그러나 신경전달물질 이상처럼 미시적 문제는 뇌의 이상이라는 것을 알아차리기 어렵다. 이런 현실은 정신장애를 뇌과학적으로 이해하는 학문적, 사회적 노력이 필요한 이유이기도 하다. 우리는 대체로 자유롭게 생각하고 자유롭게 행동을 결정한다고 믿고 산다. 하지만 우리의 생각과 행동에 대해 지나치게 자신해서는 안 될 것 같다. 우리 행동은 유전적 요소와 환경적 영향을 받아 결정되며 행동의 바탕이 되는 뇌는 언제나 바뀔 수 있기 때문이다. 건강한 뇌를 유지하는 것은 건강한 신체를 유지하는 것 이상으로 중요한 것임을 다시금 생각해 본다.

청와대 과학기술보좌관 재직 시절 ‘황우석 사태’(2006년)에 깊숙이 관여했던 전력이 불거져 사퇴한 박기영 전 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장(차관급) 후임으로 임대식(52) 한국과학기술원(카이스트) 생명과학과 교수가 임명됐다. 박 전 본부장이 물러난 지 20일 만이다. 문재인 대통령은 또 국가과학기술자문회의 부의장에 염한웅(51) 포항공대 물리학과 교수, 국가과학기술심의회 위원장에 백경희(61) 고려대 생명과학부 교수를 내정했다.분자생물학 분야 권위자로 알려진 임 본부장은 전형적인 현장형 과학자다. 영일고와 서울대 미생물학과를 졸업하고 미국 텍사스주립대에서 생화학·분자유전학 박사학위를 받았다. 분자세포생물학회 학술위원장, 한국과학기술한림원 정회원이면서 지난해 한국과학상을 수상했다. 박수현 청와대 대변인은 “암 억제 유전자 기능을 규명한 생명과학 권위자로, 뛰어난 연구 역량과 관리 역량을 겸비해 기초과학기술 발전을 위한 연구지원체계를 구축하고 과학기술분야 혁신을 이끌 적임자”라고 인선 배경을 밝혔다. 염 내정자는 서라벌고와 서울대 물리학과를 졸업한 뒤 포항공대와 일본 도호쿠대에서 각각 물리학 석·박사 학위를 받았다. 박 대변인은 “노벨상에 가장 근접한 과학자 중 한 명으로 평가받고 있고, 새 정부의 과학기술 정책 방향과 목표를 실현할 적임자”라고 말했다. 백 내정자는 숙명여고와 서울대 미생물학과를 졸업한 뒤 미국 매사추세츠공대에서 분자생물학 박사 학위를 받았다. 청와대 관계자는 “논문 중복 게재로 문제가 돼 2013년 과학지에 게재된 논문을 본인이 철회한 사실이 있다는 것을 검증 과정에서 알았지만, 여러 장점 때문에 발탁하게 됐다”고 말했다. 이번 인선에 대한 과학계 평가는 비교적 호의적이다. 신성철 카이스트 총장은 “연 20조원에 달하는 국가 연구개발(R&D) 예산을 다루고 4차 산업혁명을 성공적으로 이끌려면 국제 감각도 있어야 한다”며 “임 본부장은 국제적으로 인정받는 학자인 데다 합리적인 성격이기에 잘 이끌어 갈 것”이라고 평가했다. 임일영 기자 argus@seoul.co.kr 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

문재인 대통령은 31일 ‘황우석 사태’에 연루돼 논란을 빚다 사퇴한 박기영 전 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장 후임에 임대식(52) 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 교수를 임명했다.임 본부장 임명은 박 전 본부장이 사퇴한 지 20일 만에 이뤄졌다. 문 대통령은 또 국가과학기술자문회의 부의장에 염한웅(51) 포항공대 물리학과 교수, 국가과학기술심의회 위원장에 백경희(61) 고려대 생명과학부 교수를 각각 발탁했다. 임 신임 본부장은 한국분자세포생물학회 학술위원장과 KAIST 생명과학과 지정 석좌교수를 거쳐 히포(Hippo) 세포분열·분화창의연구단 단장으로 일해왔다. 임 본부장은 서울 출신으로 영일고와 서울대 미생물학과를 졸업했다. 이후 미국 텍사스주립대에서 생화학·분자유전학 박사학위를 취득했다. 염 부의장은 연세대 물리학과 교수와 국가과학기술자문회의 위원을 지냈으며, 기초과학연구원 원자제어저차원전자계연구단 단장으로 재임해왔다. 서울 출신으로 서라벌고와 서울대 물리학과를 졸업했고 포항공대에서 물리학 석사를, 일본 도호쿠대에서 물리학 박사를 각각 받았다. 백 위원장은 서울 출신으로, 한국식물학회 및 한국식물병리학회 이사와 고려대 식물신호네트워크연구센터장을 지낸 바 있다. 숙명여고와 서울대 미생물학과를 졸업하고 미국 매사추세츠공대에서 분자생물학 박사학위를 받았다. 이슬기 기자 seulgi@seoul.co.kr

대검찰청은 서울 코엑스에서 다음달 2일까지 ‘동·서양의 교류’를 주제로 제27회 국제법유전학회(ISFG) 총회를 개최한다고 29일 밝혔다. 1968년 결성된 ISFG는 전 세계 유전자 감식 전문기관들이 따르는 기술 표준과 가이드라인을 제정하는 등 법유전학 분야 세계 최고 권위 학회다. 이번 총회에는 66개국 700여명의 전문가가 참석한다.문무일 검찰총장은 개회사에서 “서울 총회의 성과를 바탕으로, 진술증거 위주의 전통적 수사 방식으로부터 유전자 감식 등 과학적 증거에 기반한 수사로의 패러다임 전환에 더욱 박차를 가하겠다”고 밝혔다. 문 총장은 지난 8일 검찰 개혁을 주제로 한 기자간담회에서 수사 방식 변화를 강조했다. 이번 총회에서는 국제실종자위원회의 토머스 파슨스 박사가 ‘유전자 감식을 통한 인권과 정의’를, ‘이노센트 프로젝트’(Innocence Project·무죄입증 프로젝트)에 참여하고 있는 수전 프리드먼 변호사가 ‘유전자 감식을 통한 누명 벗기’ 등의 강연을 진행한다. 국내에선 신경진 연세대 교수가 ‘차세대 염기서열 분석 기술’에 대해 강의할 예정이다. 김동현 기자 moses@seoul.co.kr

정밀의학은 환자의 유전·면역 특성이나 환자의 환경과 생활 방식 등을 반영해 가장 적절한 예방법이나 치료법을 제공하는 의학이다. 정밀의학을 암환자에게 적용할 때는 환자 개인의 특성뿐만 아니라 환자가 갖고 있는 암의 특성을 함께 고려해야 한다.현재 암 치료에서 정밀의학은 환자 개인의 특성이 아닌 암의 특성을 찾는 것에서 출발한다. 정상세포와 다르게 암세포만이 갖고 있는 유전학적, 면역학적, 대사학적 등의 차이를 구별해 암세포만 공격한다. 가까운 미래에는 암환자가 원래 갖고 있는 개인 특성과 발생한 암의 특성을 모두 파악하고, 각 환자에게 맞는 치료를 제공하는 진정한 ‘개인맞춤의학’을 제공할 것이다. 지난 30년간 과학기술이 빠르게 발전하면서 이런 구별 능력이 크게 향상됐다. 앞으로는 더욱 빠르고 쉽게, 그리고 가능한 낮은 가격으로 환자 치료에 쓸 수 있도록 진화할 것이다. 그 대표적 기술 중 하나가 ‘차세대염기서열기술’이다. 과거에는 암세포가 갖고 있는 유전자 이상을 하나씩밖에 살펴보지 못했는데, 차세대염기서열기술을 통해 다양한 유전자 변화를 동시에 빠르게 확인할 수 있게 됐다. 또 결과를 분석해 적절한 치료법을 적절한 시기에 제공할 수 있게 된다. 경우에 따라서는 약제 효과에 영향을 끼칠 수 있는 다른 유전자 변화나 발현을 함께 확인해 보다 적합한 치료법을 적용할 수 있다. 실제 얼마 전 네이처지에 암환자 500명으로부터 얻은 암세포와 정상세포 유전자 분석결과가 발표됐다. 환자 1명당 평균 119개 유전자 돌연변이가 암세포에서 생긴 것으로 나타났다. 이번 연구에서 더 주목할 만한 두 가지 연구 결과가 있다. 암환자들의 정상세포 분석 결과 전체 환자의 12%가 암을 유발할 수 있는 특정 유전자 소인을 갖고 있다는 것을 확인한 것이다. 앞으로 암을 일으킬 수 있는 유전자 소인을 가진 사람을 조기 진단하고 발견할 수 있는 길이 열렸다. 유전자 이상뿐만 아니라 종양의 면역반응과 종양의 미세한 환경과 관련한 다양한 유전 정보도 함께 알 수 있게 돼 면역치료제 등을 쓸 수 있는 이론적 기반이 한층 더 강화됐다. 정밀의학을 암환자에게 적용할 때 생길 수 있는 문제가 있다. 최적이라는 치료법으로 정말 최선의 결과를 낼 수 있는지에 대한 의문이다. 다행히 최근 암학술지 ‘캔서 디스커버리’에 이를 극복할 수 있는 방법을 제시한 연구 결과가 발표됐다. 연구팀은 암환자로부터 얻은 종양 조직을 둘로 나눠 하나는 유전자 분석 등의 검사를 시행하고 다른 하나는 실험실에서 따로 배양했다. 3차원 배양 시스템을 쓰면 암세포를 환자 몸 안에 있는 것처럼 외부에서 배양할 수 있다. 그리고 정상세포와 암세포를 함께 분석해 사용 가능한 다양한 약제나 치료법들을 확인했다. 배양한 암세포 분석결과를 바탕으로 160개 물질을 암세포에 적용해 환자에게 효과가 있을 것으로 예상되는 약제와 병합요법들을 찾아냈다. 아쉽게도 이번에 얻은 결과를 바로 환자에게 적용하지 못했지만, 환자의 종양조직을 이식한 쥐에서는 찾아낸 약제와 치료법이 효과가 있음을 확인했다. 가까운 미래에는 보편적으로 환자에게 이런 치료전략을 적용하게 된다. 정밀의학이 다가오고 있는지에 대해 의문을 가질 필요가 없다. 다만 속도가 매우 빨라 얼마나 빨리 다가올지 예측하기가 쉽지 않다. 우리는 충분히 대비가 되어 있는지, 어떤 준비를 하고 있는지가 궁금할 뿐이다.

임신 중 특정 화학물질에 노출되면 지능이 낮은 아이를 낳을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이 특정 물질은 브롬화 난연제의 대표격인 ‘폴리브롬화 디페닐에테르류’(PBDEs)로, 화재 발생 시 지연을 목적으로 주로 플라스틱과 섬유, 그리고 전기·전자제품 등의 방염처리에 쓰이는 내연제(방연제)다. 미국과 캐나다의 공동 연구진은 어머니와 아이 약 3000쌍을 대상으로 한 연구 15건을 검토, 이 중 4건에서 해당 물질에 관한 노출과 아이의 지능지수(IQ) 수준 사이의 연관성을 분석했다. 특히 그중 한 건은 2001년 9월 11일 미국 뉴욕 세계무역센터 테러 때 현장에 있던 임신부들로서 화재 발생 시 PBDEs에 노출됐던 것으로 확인됐다. 그 결과, 임신 중 PBDEs에 관한 노출이 10배 증가하면 태어난 아이의 IQ는 3.7점 떨어지는 것으로 나타났다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 미국 캘리포니아주립대 샌프란시스코캠퍼스의 교수인 트레이시 우드러프 박사는 “전체 연구 범위에서 IQ가 몇 점만 떨어져도 조기 개입이 필요한 아이와 평생 동안 개인적이고 경제적인 부담에 직면할 수 있는 가족이 늘어난다는 것을 의미한다”고 말했다. 또 우드러프 박사는 “이번 결과는 직접적인 인과관계를 보여주는 것이 아니라 단순히 강력한 상관관계를 보여주는 것”이라고 설명했다. 그렇지만 연구진은 관련 증거의 견고성과 일관성 같은 요인을 고려했다고 언급했다. 미국 환경청(EPA)에 따르면, PBDEs는 사용이 금지되고 단계적으로 폐기되고 있기는 하지만 장기간 환경에 남아 노출될 수 있다. 이에 대해 우드러프 박사는 “모든 사람이 PBDEs에 노출돼 있는데 이는 잠재적으로 수많은 사람의 IQ가 낮아졌으며 이는 몇 세대에 걸쳐 영향을 미칠 것”이라고 설명했다. 연구진은 이번 논문 배경 주석에서 “지난 40년간 자폐증과 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD)와 같은 신경발달장애가 유행처럼 증가했다”면서 “유전학이나 개선된 진단, 또는 알려진 환경 위험 요인만으로 이런 상승을 완벽하게 설명할 수 없다”고 언급했다. 이번 연구에 공동저자로 참여한 캐나다 사이먼프레이저대의 교수인 브루스 랜피어 박사는 “모든 어린이 중에서 IQ가 미세하게 떨어져도 IQ가 70 이하인 어린이 수가 크게 증가한 것일 수 있으며 이는 발달 장애로 간주된다”고 말했다. 이어 “아이들은 PBDEs뿐만 아니라 납과 수은, 대기오염 물질, 농약 등에도 동시에 노출된다”면서 “일부 아이는 상당히 높은 수준의 화학물질에 노출되는데 특히 이런 노출이 종종 집중되는 빈곤 지역일수록 그 영향이 상당할 수 있다”고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘환경보건전망’(Environmental Health Perspectives) 최신호(8월 3일자)에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 기초과학연구원 유전체교정연구단이 참여한 국제 공동연구팀이 돌연사의 주요 원인으로 꼽히는 비후성 심근증을 초래하는 유전자 변이를 인간 배아에서 교정해 정상 유전자로 복구시키는 연구 결과를 ‘네이처’에 발표했다. 이전에도 ‘크리스퍼 유전자 가위’로 인간 배아 유전자 교정을 시도한 사례가 있었으나 유전자 가위의 정확성에 문제가 있었고 교정된 세포와 교정되지 않은 세포가 섞이는 ‘모자이크 현상’이 나타나는 한계도 있었다. 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 구성하는 단백질과 가이드 RNA를 수정 후가 아니라 수정과 동시에 난자에 도입함으로써 이런 문제를 극복했다. 또 자체 개발한 절단 유전체 시퀀싱 방법을 통해 변이 유전자만 교정하고 다른 유전자에는 영향을 미치지 않는다는 사실을 입증했다. 이번 연구는 배아 단계에서 유전자 가위의 효율성과 안전성을 확인하기 위한 목적으로 허용됐으며, 관리 규정에 따라 실험 후 모든 배아는 폐기됐다. 그러나 유전자 가위가 도입된 배아와 도입되지 않은 배아 사이에 배반포 발달에 있어 차이가 없었기 때문에 만약 산모에 착상했다면 변이가 교정된 건강한 아이가 출산될 가능성이 매우 높았다.유전자 가위를 이용해 배아의 변이 유전자를 고치는 방식은 비후성 심근증에 국한되지 않고 대부분의 유전병에 보편적으로 활용될 수 있다. 유전자 가위를 구성하는 가이드 RNA만 맞춤형으로 새로 합성하면 되기 때문이다. 1만여개가 넘는 유전질환의 대물림을 원천 차단할 수 있는 길이 열린 것이다. 배아 유전자 교정은 전 세계 수천만명에 달하는 유전질환자들과 그 가족들에게 희망을 주는 성과임은 분명하나 생명윤리 차원에서 몇 가지 우려와 논란이 있는 것도 사실이다. 첫째, 인간 난자와 배아를 실험에 사용하는 것이 바람직하지 않다는 의견이다. 다른 적절한 대안이 있다면 인간 생식세포를 사용하지 않아야 한다는 데 전적으로 동의한다. 그러나 지난 수년 동안 생쥐와 원숭이 등 다양한 동물 배아 유전자를 교정한 사례가 학술지에 보고됐으나 이들 동물과 인간 유전자는 염기서열이 달라 인간 배아에서 유전자 가위의 안전성과 효율성을 확인할 수 없었다. 더욱이 인간 배아 연구를 통해 이번에 새롭게 알게 된 성과가 많아 네이처에 발표할 수 있었다. 이번 연구를 위해 귀중한 난자를 기증한 해외 여성들에게 진심으로 감사드린다. 둘째, 착상 전 유전자검사(PGD)란 방법이 있는데 굳이 배아 유전자 교정을 할 필요가 있는지에 대한 의문을 제기할 수 있다. 이번 논문에 분명히 밝혔지만 유전자 가위는 PGD의 대안이 아니라 PGD와 함께 사용돼 착상에 적합한 건강한 배아의 비율을 높일 수 있다. 인공수정이 항상 성공하는 것이 아니기 때문에 착상에 적합한 배아의 숫자를 늘리는 것은 큰 의미가 있다. 셋째, 국내 생명윤리법은 인간 배아 연구를 포괄적으로 금지하고 있는데 국내 연구진이 이를 피하기 위해 유전자 가위를 해외 연구진에 제공하고 배아 실험 후 DNA를 들여와 분석한 것이 편법이란 지적도 있다. 연구진은 이에 대해 변호사에게 자문을 한 결과 법적으로 문제 될 게 없다는 답변을 받았다. 2015년 말 미국 국립과학원과 영국 왕립과학원, 중국 과학원은 인간 배아 연구는 허용하되 임상에 적용하는 것은 시기상조라는 성명서를 발표했다. 이번 논문 발표 뒤 하루 만에 유전학 관련 국제학회 11개는 공동성명을 통해 각국 정부가 인간 배아 연구를 금지해서는 안 되고 연구비 지원도 필요하다고 밝혔다. 우리 사회도 이런 국제적 논의에 부합하도록 관련 법과 제도를 정비할 필요가 있다. 연구 활성화와 의료·생명공학산업 발전, 일자리 창출 등을 위해서도 필요하지만 무엇보다 수십만명에 달하는 국내 환자와 가족들이 매일 흘리는 눈물, 후손들이 받게 될 고통을 더이상 외면해서는 안 된다.

　황반은 망막 가운데 부분에 있는 지름 3㎜ 정도의 타원형 반점으로 색깔을 구분하고 물체를 인식하는 등 시력에서 매우 중요한 역할을 하는 눈의 한 부위다. 나이가 들면서 황반의 기능이 떨어지는 황반변성이 생기면 심할 경우 밝고 어두운 것만 겨우 구분할 수 있게 된다.　미국 하버드 의대 하워드휴즈 메디컬센터 유전학 및 안과학 연구팀이 닭의 배아를 분석해 눈이 사물을 어떻게 구분하고 색깔을 인식하는지와 관련한 메커니즘을 밝혀냈다. 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘디벨롭먼털 셀’ 22일자에 발표됐다. 　사람의 망막에는 막대 모양의 간상세포와 원뿔 모양의 원추세포가 있다. 간상세포는 빛을 감지하는 역할을 하고 원추세포는 색깔을 구분하는 역할을 한다. 원추세포에 이상이 있을 경우 색맹이나 색약현상이 나타나는 것이다. 황반은 거의 원추세포로만 구성돼 있는데 닭도 마찬가지인 것으로 알려져 있다. 　연구팀은 닭의 배아세포를 이용해 눈으로 분화되는 과정을 관찰했다. 이 과정에서 비타민 A의 유도체인 ‘레티노산’이 필요하다는 사실을 확인했다. 또 원추세포가 만들어지는 과정에서 ‘RALDHs’라는 효소가 증가한다는 것도 알게 됐다. 레티노산과 RALDHs 효소의 양이 서로 균형을 맞춰 나타나야 좋은 시력을 갖는 눈이 형성된다는 설명이다. 나이가 들면서 황반변성이 나타나거나 시력이 약화되는 것은 이 과정에 문제가 생기기 때문으로 연구팀은 분석했다. 　콘스탄스 셉코 교수는 “이번 연구는 우리 눈이 형상 뿐만 아니라 색깔까지 구분해 내는지에 대한 구체적인 메커니즘을 밝혀낸 첫 번째 연구로 황반변성과 같이 망막에서 나타나는 각종 질병의 치료 방법과 재생의학 분야에서 건강한 사람의 눈을 모델링하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간의 신약이나 화장품 등을 개발하는데 주로 쓰이는 생쥐(mouse)나 쥐(rat) 또는 유전적 형질 및 인간 수명 연구에 흔히 활용되는 과실파리나 기생충 대신 새롭게 주목받을 것으로 예상되는 동물이 있다. 미국 스탠포드의과대학 연구진이 주목한 것은 쥐리머(mouse lemur)다. 영장목 난쟁이리머과의 이 동물은 마다가스카르에만 서식하며 몸집은 생쥐의 절반 정도다. 세계에서 가장 작은 영장류로도 알려져 있다. 눈이 크고 꼬리가 긴 것이 특징이고, 종마다 조금씩 차이가 있긴 하나 털에 붉은빛이나 갈색, 회색 등이 돈다. 고양이와 다람쥐, 쥐 등을 합친 듯한 귀여운 외모 덕분에 애니메이션 캐릭터로 활용되기도 했다. 쥐리머에도 여러 종(種)이 있는데, 비교적 몸집이 큰 리머는 현재 멸종위기에 처해 있다. 스탠포드대학 연구진은 향후 몇 년 안에 동물실험을 위한 실험용 생쥐나 쥐를 쥐리머로 대체할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 특히 이 동물은 각종 암이나 알츠하이머(치매), 뇌졸중 등과 같은 질병을 연구하는데 큰 도움을 줄 것으로 기대를 모은다. 이유는 기존의 실험용 동물에 비해 쥐리머의 생물학적 구조가 인간과 훨씬 유사하기 때문이다. 특히 나이가 든 쥐리머에게서는 치매가 나타나는데, 치매의 증상이나 치매가 발병하는 시기 등이 인간과 매우 닮은 것으로 밝혀졌다. 쥐리머와 관련한 연구를 이끈 마크 크랜스나우 박사는 “지난 30~40년 간 생쥐나 쥐, 과실파리나 기생충 등은 인체 해부 및 임상실험을 대신해 실험실에서 자주 쓰였다. 하지만 쥐리머는 이들을 대체해 영장류의 생물학적 특징과 행동 등을 훨씬 잘 이해할 수 있는 특징을 가졌다”고 설명했다. 이어 “인간을 포함하는 영장류 연구에 있어서 가장 중요한 질문의 답을 쥐리머가 가지고 있을 것”이라고 덧붙였다. 크랜스나우 박사는 2009년부터 폐 질환을 연구할 때 흔히 사용되는 실험용 동물을 대체할 만한 다른 동물을 물색해 왔다. 그는 “쥐리머가 영장류인데다 나이가 들면 치매 증상을 보인다는 것을 알게 됐다. 치매 증상은 다른 동물 종에서는 비교적 드물게 관찰되기 때문에, 쥐리머는 실험용 동물로서 더욱 흥미롭다”고 설명했다. 다만 이미 리머과의 다른 종이 멸종위기에 처해 있는데다 윤리적 이유로 동물실험 반대를 주장하는 동물보호단체의 반발도 예상되는 만큼, 쥐리머를 실험용으로 활용하는 방안이 현실화될 지는 미지수다. 쥐리머와 관련한 연구 결과는 미국유전학협회가 발간하는 학술지인 ‘저널 제네틱스’(journal Genetics) 6월호에 실릴 예정이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

'세계에서 가장 외로운 달팽이'라는 별칭을 가진 달팽이의 외사랑이 결국 비극(?)으로 끝났다. 지난 17일(현지시간) 영국 BBC 등 현지언론은 달팽이 제레미가 또 짝을 찾지 못한 채 외로운 신세가 됐다고 보도했다. 갈색 정원 달팽이종인 제레미는 현지에서 흔하디 흔한 종이지만 세계에서 가장 유명한 달팽이다. 그 이유는 극히 희귀한 돌연변이이기 때문. 제레미가 국제적인 뉴스가 된 것은 영국 노팅엄대학 진화 유전학자인 앵거스 데이비슨 교수 덕이다. 지난해 가을 데이비슨 교수는 런던의 퇴비 더미서 흔한 갈색 정원 달팽이를 발견했다. 그러나 달팽이 전문가이기도 한 데이비슨 교수의 눈에 이 달팽이는 무엇인가 특별했다. 바로 등의 껍질이 일반적인 달팽이처럼 시계방향이 아닌 반시계 반향으로 나 있었던 것. 확률적으로 보면 100만 분의 1의 해당되는 극히 귀하신 몸. 이에 데이비슨 교수는 달팽이를 제레미로 명명해 키우기 시작했으며 언론들은 ‘왼손잡이 달팽이’라는 재미있는 이름을 붙여 보도했다. 그러나 제레미는 껍질 뿐 아니라 생식기 또한 반대 방향에 위치해 다른 달팽이와 교미하기가 힘들었다. 달팽이는 암컷과 수컷의 성기를 모두 가진 자웅동체지만 알을 낳기 위해서는 짝짓기를 한다. 결과적으로 보면 제레미는 짝을 찾을 확률이 거의 없어 평생 '모태솔로'로 살아야 할 팔자였던 셈이다. 제레미를 위해 공개 구혼에 나선 사람이 데이비슨 교수였다. 지난해 10월 교수는 제레미의 짝을 찾아주는 사람에게 자신의 논문에 이름을 올려주겠다는 선물도 내걸었고 놀랍게도 다음달 '왼손잡이' 달팽이 두 마리가 런던 인근과 스페인 농장에서 날아왔다. 이렇게 해피엔딩으로 끝날 줄 알았던 제레미의 사연은 그러나 눈물 없이는 볼 수 없는 삼각관계 드라마가 됐다. 제레미를 위해 온 두 마리 달팽이가 서로 눈이 맞아 알까지 낳았기 때문이다. 데이비슨 교수는 "마치 친한 친구에게 여자친구를 소개시켜줬다가 서로 눈이 맞은 '잘못된 만남'을 연상시킨다"면서 "결과가 실망스럽지만 제레미를 위해, 또 과학적 연구를 위해 짝을 찾는 노력을 포기하지 않을 것"이라고 밝혔다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국내 연구팀이 한국인의 유방암과 난소암을 유발하는 새로운 유전자 돌연변이를 규명했다. 박지수 연세암병원 암예방센터 교수와 이승태 연세대 세브란스병원 진단검사의학과 교수팀은 ‘c.5339T>C p.Leu1780Pro변이’를 보유한 한국인이 유방암·난소암 발병 위험이 높다는 사실을 확인했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘암 연구와 치료’ 최근호에 실렸다 연구팀은 2008년 1월부터 지난해 1월까지 연세암병원에서 유방암이나 난소암을 진단받은 745명과 건강한 1314명의 유전자를 미국 의료유전학·유전체학회 가이드라인을 활용해 분석했다. 그 결과 유방암·난소암 환자 그룹의 유전자 변이 비율이 정상인 그룹보다 41.2배 높았다. 유전자 변이 환자군의 데이터를 분석한 결과 만 40세까지 유방암을 진단받을 확률이 73.6%에 이르는 것으로 확인됐다고 연구팀은 설명했다. 유전자 변이가 없는 사람은 만 40세 이전에 유방암을 진단받을 가능성이 1% 미만이라는 점을 고려하면 매우 높은 수치다. 이 유전자 변이는 유독 한국인에게서 발견되는데 그동안의 유방암, 난소암 관련 유전자 분석 연구는 외국 환자의 데이터를 기반으로 진행돼 변이 성격을 제대로 규명하지 못했다. 박 교수는 “한국인의 유방암·난소암 발병 위험성과 관련한 새로운 유전자 돌연변이를 발견해 검사 정확도를 높일 수 있게 됐다”며 “암 발견과 예방에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

상대적으로 폐쇄적이던 국내 제약업계에 신약 개발을 위한 ‘오픈 이노베이션’(개방형 혁신) 바람이 불고 있다. 오픈 이노베이션이란 기업이 연구개발(R&D) 과정에서 대학이나 다른 기업, 연구소 등 외부의 기술과 지식을 조달하는 경영전략이다. 외부 자원을 유입하는 동시에 내부 자원을 외부와 공유하는 양방향 교류가 이뤄진다는 점에서 한쪽 방향으로의 유입이 이뤄지는 ‘아웃소싱’과 차별화된다.유한양행은 면역항암제 분야를 중심으로 국내외 바이오벤처회사와 R&D 파트너십을 강화하는 오픈 이노베이션을 통해 미국을 비롯한 해외 진출의 발판을 다지고 있다. 2015년에 제노스코, 바이오니아, 제넥신 등 해외 기업과 기술이전·지분투자 등을 통해 혁신신약 파이프라인을 강화한 바 있으며, 지난해에는 미국 바이오업체 소렌토와 R&D를 기반으로 하는 합작 벤처회사 이뮨온시아를 설립하기도 했다. ●R&D 기반 임상연구 벤처도 연내 가동 이를 통해 유한양행은 지난해 제노스코사로부터 기술 도입된 비소세포폐암 표적치료제 ‘YH25448’에 대한 전임상 연구를 완료하고 12월 임상 연구계획을 승인받아 올해 초 임상1상에 진입한 상태다. 이뮨온시아도 지난해 하반기 설립을 완료하고 본격적인 임상연구를 위한 정비에 속도를 내고 있다. 업계에서는 이르면 올해 안으로 첫 후보물질의 임상 돌입이 가능할 것으로 내다보고 있다. 한미약품도 지난해 6월 100억원을 들여 개발 초기 단계의 신약 후보물질을 발굴하고 신생 제약·바이오 벤처에 투자하는 역할을 맡을 한미벤처스를 설립했다. 앞서 한미약품은 미국의 바이오벤처 ‘알레그로에’에 2000만 달러를 투자해 망막질환 치료제 루미네이트를 공동 개발하는 등 협업을 통한 가시적인 성과를 보인 바 있다. 동아ST는 지난해 2월 스웨덴의 바이오벤처 비악티가와 공동연구 및 기술이전 계약을 체결하고 후성유전학 기반 차세대 항암제 개발에 나섰다. 비악티가가 보유하고 있는 선도물질에 대한 최적화연구를 비롯해 전임상, 임상 등 항암 신약개발 과정을 함께 진행해 나간다는 계획이다. 또 5월에는 삼성서울병원, 메디포스트와 미숙아 뇌실 내 출혈(IVH)에 대한 줄기세포치료제를 공동 개발하는 협약을 체결했다. 3개 기관이 IVH 줄기세포치료제를 공동개발하고 동아ST가 IVH 적응증에 대한 전 세계 독점 개발 및 판매권을 갖는다. ●유전성 난청 치료 후보물질 공동 연구 지난 2월에는 연세의료원과 희귀질환인 유전성 난청 치료제 후보물질 도출을 위한 공동 연구 계약을 체결했다. 선도물질의 탐색은 연세의료원에서, 이후 최종 후보물질의 도출은 동아ST에서 맡는다. 최근에는 에이비엘바이오 항체신약 개발을 위한 양해각서(MOU)를 체결하기도 했다. 에이비엘바이오가 보유한 초기 단계의 항체신약 후보물질에 대한 공동 연구와 추가적인 신규 과제의 발굴을 진행하고, 임상개발과 상업화를 담당한다는 내용이 골자다. 대웅제약은 2015년 1월 줄기세포치료제 분야에서는 국내 최초로 강스템바이오텍과 제대혈 동종줄기세포치료제 ‘퓨어스템’에 대한 국내외 판권 및 공동개발 계약을 맺은 데 이어 4월에는 양사가 함께 중국 심양의학원과 협약을 체결해 중국시장 진출 기반을 마련했다. 같은 해 7월에는 독일 의료기기업체 헤라우스 메디컬과 퇴행성 관절염 체료제를, 지난해 6월에는 서울대학교병원과 줄기세포치료제 상용화를 위한 MOU를 각각 체결하기도 했다. ●적혈구 생성인자 제제 올부터 印尼판매 또 지난해 11월에는 국립 인도네시아 대학, 인도네시아 반둥공과대학과 각각 바이오의약품 개발 및 교육 분야 협력에 대한 MOU를 체결했다. 이어 12월 인도네시아 식약청(BPOM)으로부터 적혈구 생성인자 제제인 에포디온의 품목허가를 취득해 올해 1월부터 판매를 시작했다. 이 밖에도 대웅제약은 지난해 10월 경기 용인시에 외부 전문가와 함께 연구를 진행할 수 있는 설비를 갖춘 대웅바이오센터를 추가 개소하는 등 오픈 이노베이션 확대에 박차를 가하고 있다. 녹십자는 2006년부터 제넥신과 지속형 빈혈치료제 GX-E2의 공동 개발을 이어 와 현재 임상2상이 진행 중이다. 지난해 중국, 인도네시아 등지에 기술 수출이 이뤄지면서 국내 제약사와 바이오벤처 사이의 오픈 이노베이션 성공 사례로 평가받고 있다. 레고켐바이오와 공동개발 중인 항응혈제 GC2107도 최근 미국에서 임상1상을 완료했다. 오픈 이노베이션 전략의 일환으로 바이오벤처에 대한 투자도 지속적으로 추진하고 있다. 2005년 면역치료제 개발전문기업 바이오리더스에 투자를 시작한 데 이어 2011년 마크로제닉스, 2013년 아르고스와 유바이오로직스, 최근 싸이퍼롬에 이르기까지 다수의 기업에 투자가 이뤄졌다. 국내 제약사들이 오픈 이노베이션에 잇따라 뛰어드는 이유는 신약 개발의 위험부담 때문이다. 이미 노바티스, 화이자, 로슈 등 세계적 제약사들은 실패의 위험과 R&D 비용을 줄이는 방편으로 오픈 이노베이션을 적극 추진해 왔다. 반면 단순 복제약 위주로 몸집을 키워 왔던 국내 제약업계는 그동안 외부로의 기술이나 전략 유출을 우려해 이를 꺼려 왔다. 그러나 점차 경쟁력 강화를 위한 신약 개발의 필요성이 대두되면서 오픈 이노베이션이 효율적인 방편으로 급부상하고 있다. 신약을 개발할 때는 평균 약 10년 정도의 시간과 조 단위의 대규모 자본이 투입되는 반면 성공 확률이 극히 낮은데, 협업을 하면 투자비용을 줄이는 동시에 성공 확률을 높일 수 있기 때문이다. 제약업계 관계자는 “아무리 규모가 큰 제약사도 모든 분야에서 연구개발을 혼자 진행하는 것은 사실상 불가능하기 때문에 역량을 갖춘 외부 자원을 적절히 활용하려는 시도가 늘고 있다”며 “특히 해외 진출에 있어서 규제 이해도가 높고 인허가 노하우를 갖춘 다국적기업과의 협업이 선호되는 추세”라고 말했다. 김희리 기자 hitit@seoul.co.kr

우리는 누구나 크고 작은 스트레스를 겪으며 산다. 면접시험 등 긴장감이 고조되는 상황에 처하면 자신도 모르게 천천히 심호흡을 하며 마음을 가다듬으려 한다. 정신의학에서는 공황장애와 같은 불안장애 환자에게 복식호흡을 치료법으로 활용하기도 한다. 잠시라도 숨을 쉴 수 없다는 느낌을 갖게 되면 심한 공포감을 느끼게 된다. 그래서 호흡과 뇌기능, 특히 정서 상태는 깊은 관련이 있는 듯하다. 뇌 속에 호흡을 조절하는 부위가 있다는 것이 밝혀진 것은 지금으로부터 25년 전이다. 잭 펠드먼 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 교수는 뇌간에서 호흡을 조절하는 3000여개의 신경세포를 발견해 ‘뵈트징어 복합체’라고 명명했다. 이렇게 호흡중추를 발견했지만 당시만 해도 여전히 한숨, 하품, 킁킁거림, 웃음, 울음 등 다양한 호흡패턴이 어떻게 발생하는지 밝히진 못했다. 또 호흡중추의 신경세포체인 ‘뉴런’들이 뇌의 다른 부위와 어떻게 상호작용하고 있는지 규명하지 못해 호흡과 신체, 정신과의 연관성은 여전히 미스터리였다. 지난해 초 펠드먼 교수는 마크 크라스노 미국 스탠퍼드의대 교수와 호흡중추 내에서 ‘한숨’을 유발하는 뉴런들을 찾아냈다. 최근 크라스노 교수팀은 호흡중추의 뉴런을 유전학적 방법으로 조사해 각성 유도 효과가 있는 뉴런을 밝혀냈다. 이 뉴런들은 호흡중추 내 다른 뉴런들의 신호를 모니터링하면서 빠른 호흡이 감지되면 각성 센터인 ‘청반’이라는 뇌 부위로 신호를 보내 정신이 번쩍 들도록 만든다. 이어서 청반이 자율신경계를 자극하면 심장이 빠르게 뛰고, 입이 바짝 마르며, 호흡이 빨라짐과 동시에 심리적 불안감이 나타난다. 결과적으로 몸과 마음 모두 높은 긴장 상태가 된다. 이 뉴런들의 기능을 좀더 정확히 알기 위해 해당 뉴런을 제거한 생쥐 모델을 만들어 낯선 환경에 노출시키자 생쥐는 ‘쿨하게’ 아무런 반응을 보이지 않았다. 의식적으로 호흡을 천천히 함으로써 이 뉴런들의 활성화를 차단하면 청반의 안정화를 유도할 수 있고 긴장과 스트레스 반응을 최소화할 수 있다는 뜻이다. 생쥐의 두뇌 속 깊은 곳에 모여 있는 신경세포체가 생각하고, 느끼고, 행동하는 것까지 폭넓게 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 사람을 대상으로 호흡과 정서 상태의 관계를 설명하는 연구 결과도 최근 발표됐다. 제이 고트프리드 노스웨스턴대 교수팀은 피험자를 모집해 호흡센서를 부착한 상태로 컴퓨터 화면에 0.1초 동안 나타나는 얼굴 사진의 정서 상태를 판단하거나 기억력을 측정하는 테스트를 진행했다. 그 결과 놀랍게도 공포에 대해 빠르고 정확하게 반응하는 것은 주로 숨을 들이마실 때였다. 긴박한 상황에서 의식적으로 코로 숨을 들이마심으로써 반응속도를 빠르게 할 수 있다는 뜻이다. 반대로 긴장을 늦추고 싶을 때는 날숨을 천천히 내뱉음으로써 공포를 담당하는 부위의 활성도를 낮출 수 있을 것이다. 일반적으로 숨을 쉬는 것은 우리 몸에 산소를 공급하기 위한 행동으로 알려졌다. 하지만 우리는 경험적인 지혜로 숨을 통해 마음을 다스리기도 한다. 숨의 속도와 숨 쉬는 방법을 조절해 긴장을 줄이고 평정심을 유지한다. 심장이 일정한 리듬으로 뛰고 있듯 호흡도 일정한 리듬으로 나타난다. 한 가지 다른 점이 있다면 심장의 리듬은 마음대로 조절할 수 없지만, 호흡은 상당 부분 의식적으로 조절할 수 있다는 점이다. 요즘 부쩍 평정심을 찾고 감정에 치우치지 않는 냉철한 판단을 하는 것이 필요하다는 생각이 든다. 바쁜 일상 속에서 잠시 눈을 감고 깊은 심호흡을 해 보는 것은 어떨까.

‘FABP7’ 유전자 없는 사람이 더 숙면 생체시계 유전자 ‘CRY1’ 돌연변이 땐 수면 장애 발생… 수면 패턴도 불규칙 “불면증, 유전자 치료로 고칠 날 올 것”햇살이 따뜻한 봄이면 시도 때도 없이 졸음이 쏟아지는 춘곤증에 시달리는 사람들이 많다. 춘곤증은 환경변화로 인한 신체 적응과정이다. 이 때문에 1~2주 정도 지나면 사라지는 경우가 많은데 간혹 한 달 이상 지속되는 이들도 있다. 다양한 요인의 스트레스 때문에 불면증과 수면 부족에 시달리는 이들이 늘고 있기도 하다. 실제로 한 통계에 따르면 국내 불면증 환자는 400만명에 이르며 이 가운데 80% 이상은 불면증이 1년 이상 지속돼 수면 치료가 필요한 상태라고 한다. 잠은 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적일 뿐만 아니라 고갈된 신경전달물질을 보충해 활발한 뇌 활동을 할 수 있게 도와주기도 한다. 뇌과학의 발달은 잠이 우리 몸과 뇌에 미치는 영향에 대해 많이 알려줬지만 빙산의 일각일 뿐이다. 이 때문에 “만약 잠이 우리 몸에 정말로 중요한 기능을 하지 않는다면 진화가 만들어 낸 가장 큰 실수”라고 말하는 생물학자들도 있다. 이런 가운데 잠의 비밀을 풀어낼 단초를 제공하는 논문들이 잇따라 발표돼 주목받고 있다. 미국과 일본 공동연구진은 포유류의 뇌에 있는 ‘제7형 지방산 결합 단백질’(FABP7)이 수면의 질을 결정한다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 5일자에 발표했다. 연구에는 미국 워싱턴주립대 의대, 펜실베이니아대 의대, 위스콘신 매디슨대, 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학연구소, 시가대 의대, 도호쿠대 의대 연구진이 참여했다. 연구팀은 FABP7 유전자를 제거한 생쥐와 일반 생쥐의 수면 패턴을 비교해 본 결과 FABP7 유전자가 없는 생쥐들이 훨씬 숙면을 취한다는 것을 발견했다. FABP7 유전자가 사람의 숙면에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 일본 오사카 지방의 한 무역회사에 근무하는 성인 남성 310명의 수면패턴과 DNA 분석을 실시했다. 그 결과 FABP7이 부족하거나 손상된 사람이 깊은 잠을 잔다는 사실을 알게 됐다. 이 현상은 초파리 실험에서도 확인됐다. 또 미국 록펠러대, 코넬대 의대, 터키 빌켄트대 공동연구진은 생체시계 유전자인 ‘CRY1’에 돌연변이가 생기면 수면 장애가 발생하거나 수면 패턴이 바뀐다는 연구 결과를 세계적 권위의 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 6일자에 발표했다. 새벽 늦게 자고 아침에 일어나기 힘들어하는 ‘올빼미형 인간’의 수면패턴과 DNA를 분석한 결과 이는 일종의 수면 지연장애로 판단했다. 연구팀이 터키인 6개 가구의 수면패턴을 분석한 결과 올빼미형 인간들은 CRY1 유전자에 돌연변이가 발생해 있어 늦은 시간에 잠자리에 들었고 수면패턴도 불규칙하다는 사실을 밝혀냈다. 제이슨 가트너 워싱턴주립대 의대 교수는 “잠은 진화 과정에서 동물의 유전자에 새겨진 일종의 문양으로, 이번 연구를 통해 모든 종들이 공통적으로 갖고 있는 수면 메커니즘이 있다는 것을 추정할 수 있다”며 “심한 불면증 환자를 유전자 치료로 고치는 날이 올 것”이라고 말했다. 마이클 영 록펠러대 유전학 교수는 “유전적 문제가 있다고 해서 수면 패턴을 바꿀 수 없는 것은 아니다”라며 “불규칙한 수면 패턴과 습관을 바꾸려는 노력과 잠자리 환경을 개선한다면 수면 문제를 일정 부분 해결할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대의 인공지능(AI) 기술은 가히 혁신적이라고 할 만큼 다양한 분야에 적용되고 있다. 현실적인 문제 해결의 도구로서 AI는 이제 장애인을 비롯한 사회적 약자에게까지 편의를 제공할 정도로 발전했다. 이것은 AI의 특성이 반영된 자연스러운 결과다. 인간의 인식·추론·판단을 대체하는 AI 기술은 장애로 인해 부족한 기능을 보완해 줄 수 있기 때문이다.대표적인 예로 유튜브(미국 구글의 동영상 사이트)의 자막 서비스가 있다. 이것은 음성을 자막화하는 기술인데 2009년에 처음 소개된 이래 하루에 약 1500만번 활용될 정도로 저변이 확대됐다. 최근 유튜브는 구글의 기계학습 기법을 활용해 자막 서비스를 한층 강화했다. 박수 소리, 웃음, 노크 소리부터 동물의 울음, 한숨 소리까지 인식해 청각장애인이 영상을 더 잘 이해하고 즐길 수 있는 환경을 제공한다. 또한 이미지나 영상을 설명하는 AI 기술은 시각장애인에게 도움을 줄 수 있다. 이미지 인식 분야는 이미 인간의 인지능력을 능가할 정도로 성숙했다. 이에 따라 이미지를 설명하는 ‘이미지 번역’ 기술 역시 상용화 수준에 근접해 정밀한 상황 묘사로 시각장애인에게 실감 있는 정보를 전달한다. 최근에는 이미지보다 더 복잡한 계산을 요구하는 영상으로까지 확대돼 각종 국제 경진대회가 개최되는 등 활발한 연구개발이 진행되고 있다. 이용자 편의를 위해 영상을 일목요연하게 요약하는 기술도 개발되고 있다고 한다. 한편 2011년 퀴즈쇼 ‘제퍼디’에서 우승했던 미국 IBM의 AI ‘왓슨’은 자폐증 환자를 돕는 기능을 익히고 있다. 과거의 기술이 자폐증의 원인을 규명하고 유전학적으로 치료하는 데 중점을 뒀다면, 현재의 IBM 왓슨은 자폐증 환자와 효과적으로 의사소통을 하는 수준을 지향하고 있다. 예를 들면 자폐증 환자가 구사하는 언어와 표현을 학습해 환자의 의도를 파악한다. 자폐증 환자와 의사소통을 하기 위해 목소리의 억양을 조정하는 등 대상에 최적화된 기술도 제공한다. 사회적 약자를 위한 AI 기술은 우리가 반드시 지향해야 할 기술이다. 이는 AI를 인류에 이로운 방향으로 활용하자는 ‘오픈(Open)AI’의 철학과도 일치한다. 오픈AI는 테슬라 모터스의 최고경영자 일론 머스크와 와이콤비네이터의 샘 올트먼이 출자한 비영리단체다. 오픈AI의 역할은 AI를 악의적으로 이용할 경우에 대비해 모두가 공유할 수 있는 AI 기술을 공개하는 데 있다. 기계가 인간을 지배할 것이라는 막연한 두려움보다는 AI 기술을 활용해 보편적인 공익을 추구하는 문화가 확산돼야 할 것이다.

美·벨기에·아일랜드 연구팀 “인류 코 모양 차이 기후변화 탓” 美·네덜란드 대학연구진도 “지구 더워지면 포유류 몸 작아져” ‘종의 기원’으로 유명한 영국의 진화학자 찰스 다윈은 1835년 남미 갈라파고스 제도를 여행하면서 섬에 사는 핀치새 13종의 부리가 다르다는 사실을 발견했다. 다윈은 핀치새들의 부리 모양이 먹이 종류에 따라 다른 것을 보고 진화에 대한 아이디어를 얻어 자연선택설을 주장하고 비둘기 교배실험 등을 통해 부리 모양 변화가 가능하다는 것을 발견했다.●핀치새 부리모양 연구로 진화론 뒷받침 이후 미국 프린스턴대 진화생물학자인 피터, 로즈메리 그랜트 부부는 1973년부터 지금까지도 갈라파고스 제도의 작은 섬 대프니메이저에서 2000여 마리의 핀치새를 연구하고 있다. 핀치의 몸무게, 깃털 색, 부리 크기, 먹이 종류, 짝짓기 습관과 상대 등을 모두 데이터로 만들어 2009년 다윈의 진화론을 뒷받침하는 연구결과를 발표했다. 이들의 연구결과는 미국 과학저술가 조너선 와이너의 ‘핀치의 부리’라는 책으로 대중들에게 알려지게 됐다. 미국과 스웨덴 국제연구진은 갈라파고스 제도에 사는 핀치새 15종 120마리의 유전체 분석을 통해 ALX1이라는 유전자에서 나타나는 변이 때문에 부리에 변화가 생긴다는 사실을 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표해 다윈과 그랜트 부부의 연구를 뒷받침하기도 했다. 진화론의 핵심은 모든 생명체는 환경에 따라 진화한다는 ‘자연선택설’이다. 식생의 변화에 따른 적응이 진화인데 이는 기후변화로 인해 발생한다는 것이다. 지난 16일 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘PLOS 유전학’에는 사람의 코 모양도 기후변화에 따른 진화의 산물이라는 논문이 실리기도 했다.●지역 혈통별 3D 얼굴 촬영 특징 비교 미국 펜실베이니아주립대, 일리노이 어바나-샴페인대, 벨기에 UZ루벵, 아일랜드 더블린 트리니티칼리지 공동연구진은 추운 고위도 지방과 더운 저위도 지방 사람들의 코 모양이 기후에 따라 달라졌다는 연구결과를 발표했다. 연구진은 남아시아, 동아시아, 서아프리카, 북유럽 혈통을 가진 476명의 3차원(3D) 얼굴 사진을 촬영해 특징을 비교했다. 그 결과 따뜻하고 습한 지역에서 살았던 민족은 콧구멍의 폭이 상대적으로 넓은데 반해 북유럽처럼 춥고 건조한 환경에 사는 민족은 상대적으로 좁은 콧구멍을 가진 것이 발견됐다. 고위도 지방에 사는 사람의 콧구멍이 좁은 이유는 몸에 좋지 않은 차고 건조한 공기를 최소한으로 흡입함으로써 콧속 수분 함량과 온기를 유지하기 위한 것으로 해석됐다. 아슬란 자이디 펜실베이니아주립대 유전학 교수는 “현재 인류의 코 모양 차이는 기후변화에 대한 자연선택으로 결정됐다”며 “그렇지만 현대에 들어와서 기후변화에 대응할 수 있는 다양한 과학과 의학이 등장하면서 기후에 대한 적응 형태가 달라질 수 있다”고 말했다. 또 미국 뉴햄프셔대, 콜로라도칼리지, 미시간대, 네덜란드 델프트공과대 공동연구진도 기후변화와 인류의 변화에 대한 재미있는 연구결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 15일자에 발표했다. 연구진은 지구가 뜨거워질수록 포유류의 몸집은 작아진다는 사실을 밝혀냈다.●포유류 몸집 작아지자 치아도 작아져 지금으로부터 5600만년 전 지구는 갑자기 평균온도가 5~8도 급상승하는 팔레오세-에오세 최고온기(PETM)를 맞게 됐다. 원래 온도로 되돌아가는 데 10만년 이상 걸렸는데 이 과정에서 지구상 수많은 생명체가 사라지고 포유류가 전 세계로 퍼져 나가게 됐다. 살아남은 포유류들은 모두 몸집이 작아진 것으로 추정되고 있다. 연구팀은 몸집과 치아 크기가 직접 연관성을 갖는다는 데 착안했다. PETM 전과 후의 말 치아 화석을 비교한 결과 PEMT 이전보다 이후의 치아화석이 30% 정도 작다는 것을 확인했다. 그 이후 PETM 때만큼은 아니지만 다시 더워진 5300만년 전 에오세 최고온기 2기(ETM2)에도 이전보다 14% 정도 치아의 크기가 작아진 것을 발견했다. 연구팀은 지구온난화기에 몸집이 작아지는 현상은 포유동물들에게서 나타나는 공통적인 진화반응으로 해석했다. 플로리다 자연사박물관 고생물학자 조너선 블로흐 박사는 “이번 연구결과는 기후변화가 포유류의 크기 변화를 가져올 수 있다는 사실을 확인한 것”이라며 “이 연구결과를 바탕으로 지구 온난화를 통해 미래에 동식물에 일어날 수 있는 변화를 예측할 수 있는 동시에 기후변화의 가장 확실한 결과는 포유류의 체격 변화라는 것을 알 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정부가 2013년부터 4년간 누리과정비 11조∼12조원 정도를 투입해 유치원과 어린이집에 다니는 3~5세를 지원하고 있다. 2016년 10월 현재 이 연령의 유아 70만 4138명 중 만 3세의 98%, 만 4세의 88%, 만 5세의 91%가 유치원·어린이집에 다니고 있다. 이로 인해 우리나라는 유아교육을 보편화하는 데 성공한 나라가 됐다. 동남아 국가들의 부러움을 사고 있을 뿐 아니라 유아교육 정책입안자들이 앞다투어 배우러 오는 나라이기도 하다. 하지만 최근 충격적인 소식이 들렸다. 경기 지역의 일부 유치원·어린이집이 페이퍼컴퍼니를 설립하거나 경비를 개인 선물·의류 구입, 가족여행비로 쓰는 경우가 드러났다. 급식 위생관리가 부실한 경우도 많았다. 전국에 있는 8930개 유치원, 4만 2517개 어린이집의 0.002%에 불과한 극히 일부분에서 일어난 문제점이지만 학부모들은 “아니 돈을 그렇게 많이 벌어?”하며 불신감을 일반화했다. 이런 상황에도 정부가 재정지원을 계속해야 할까? 대답은 ‘그렇다’이다. 규모가 큰 곳 일부를 제외하면 전국 영유아교육기관 거의 대부분은 영세하다. 정부 지원금이 있어야 질 좋은 교재 및 교구를 준비해 교육 수준을 높일 수 있다. 부모들도 교육비 부담이 줄었다며 반긴다. 이 연령대 아이들을 둔 주변 젊은 부모들의 실제 반응이다. 재정운용의 공공성·투명성·책임성은 지속적인 점검에 의해 차차 확보하면 될 일이다. 재정지원이 더욱 중요한 이유는 만 0~2세 영아 때문이다. 후성유전학자·신경범죄학자·정신건강의학자들이 뇌세포를 연구한 결과 생후 1000일에 뇌신경세포가 폭발적으로 연결돼 이 시기의 교육이 중요하다고 하지만, 우리 정부는 이 일의 중요성을 간과한다. 또 정신건강의학자들은 태어나기 전부터 아기들에게 애착을 형성하도록 하는 게 중요하다고 주장한다. 2012년 이후부터 후성유전학자들은 출생 직후부터 만 2세 이전에 뇌에 행복감과 공감이 자리잡는 등 인성이 뿌리내린다고 강조하기 시작했다. 신경범죄학자들 역시 아기 때부터 뇌의 감정조절 장치가 올바른 방향으로 작동하도록 양육해야 미래의 공격성·폭력성을 줄일 수 있다고도 한다. 양질의 초기 교육을 강조하는 실험 결과는 많지만 이 일은 저절로 되는 것이 아니다. 가정에서는 부모와 가족들이 따뜻한 마음으로 보살펴야 하고, 어린이집에서 대부분의 영아기를 보내야 하는 아기들은 대리엄마인 교사들이 이 중요한 일을 해내야 한다. 영아의 발달에 적합한 방식으로 말 걸어주고 호기심을 일으키고 또래와 문제가 발생할 때 감정 조절하는 방법을 이 어른들이 아이들에게 알려주어야 한다. 엄마·아빠·교사, 아니 우리나라 어른들 모두 아기 사랑하는 방법을 배워서 그 방법을 몸에 익혀 실행할 수 있어야만 한다. 그런데 우리나라는 만 0~2세를 위한 그 무엇도 준비되어 있지 않다. 그러니 3~5세 교육처럼 0~2세도 교육부가 담당해 제대로 해보자고 말하고 싶다. 보건복지부가 해도 되지 않겠느냐는 의견도 있겠지만, 교육부가 하는 것이 합당하다. 무엇보다도 1915년부터 유아교사 양성, 교사연수, 장학지도, 0~2세 및 3~5세 영유아들의 발달에 대한 구체적인 연구가 교육부 및 교수들에 의해 계속 진행되어 왔기 때문에 복지부보다는 시행착오를 덜 거치며 이 일을 해낼 수 있다. 부모 교육 및 영아 교육 프로그램을 갖고 있는 교육부와 대학 유아교육학과·보육과·아동학과 교수들이 서로 협력하면서 지속적으로 연구하고, 또 엄마·아빠·교사들을 교육하며 0~2세 아이들을 제대로 키워보자. 저출산으로 아기들이 대폭 줄어든 지금, 우리들은 서로 전공이 다른 이들의 기싸움이나 예산액에 매달리는 부처 이기주의가 언젠가 해결되기를 바라며 기다릴 시간이 없다. 단 한 명의 아이라도 놓칠 수 없기 때문이다.

인간의 뇌는 약 860억개의 신경세포로 이뤄져 있다. 올해 세계 인구가 75억명이라고 하니 우리 뇌에는 세계 인구의 12배에 가까운 신경세포가 살고 있다는 의미다. 이렇게 많은 뉴런이 어떻게 조직화돼 감각, 운동, 사고, 감정을 통합해 기능하는지 불가사의한 일이다. 1920년대 독일 예나대의 정신과 의사인 한스 베르거는 세계 최초로 인간의 뇌에서 일어나는 전기적 작용을 실시간으로 기록하는 ‘뇌파 측정기’를 개발했다. 후두엽에서 생기는 ‘알파파’, 깊은 수면 중 발생하는 ‘델타파’와 렘수면에서 생기는 ‘세타파’, 각성 시기에 뚜렷한 ‘베타파’, 선택적 집중 과정에 나타나는 ‘감마파’에 이르기까지 다양한 뇌 활동의 리듬이 밝혀졌다. 여기서 감마파 영역의 뇌 활동은 인지기능뿐만 아니라 여러 가지 정신질환과도 관련돼 있어 주목할 만하다. 감마파는 대뇌피질의 ‘억제성 신경세포’와 ‘흥분성 신경세포’의 상호작용에서 발생하며, 특히 억제성 신경세포의 기능이 떨어질 때 생성 능력이 감소한다. 뇌 과학은 억제성 신경세포가 정상적으로 작동해야 뇌세포들이 일제히 억제되고 일제히 활성화되는 동기화가 가능하다는 사실을 밝혀냈다. 필자는 이런 관점에서 전두엽 아래쪽의 ‘기저전뇌’에서 특정 억제성 세포군이 대뇌피질의 감마파를 조절하는 데 결정적인 역할을 한다는 것을 밝혀낸 바 있다. 오케스트라처럼 대뇌피질의 신경세포가 리듬을 이뤄 작동하도록 돕는 ‘지휘자 신경세포’가 존재하는 것이다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 리후에이 차이 박사팀은 최근 ‘광유전학’을 이용해 치매 치료 가능성을 실험했다. 기억을 담당하는 ‘해마’ 부위의 억제성 신경세포에 빛에 반응하는 단백질 ‘채널로돕신’을 발현시킨 뒤 40㎐의 빛으로 자극을 준 것이다. 예상대로 뇌파에서 40㎐의 리듬이 증가하는 소견이 발견됐고, 치매 유발물질로 알려진 ‘아밀로이드 베타’ 단백질은 유의미하게 감소했다. 더 흥미로운 사실은 뇌 속에서 이물질을 제거하는 ‘미세아교세포’가 함께 활성화됐고 이 세포가 다량의 아밀로이드 베타 단백질을 포식하고 있는 것이 포착된 것이다. 연구팀은 여기서 멈추지 않고 외부 조명으로 40㎐의 뇌파 리듬을 주면 어떤 결과가 나오는지 실험해 보기로 했다. 실험 생쥐를 40㎐로 깜빡이는 조명을 설치한 상자 안에 두고 하루 1시간씩 일주일간 노출시키는 실험을 수행했다. 이 실험에서도 같은 결과가 나왔다. 아직 낙관하기에는 이르지만, 뇌 리듬을 활용해 치매를 비롯한 신경정신과 질환의 치료에 한 걸음 다가갈 수 있는 가능성을 엿본 것이다. 뇌파 리듬은 사람과 첨단 공학기술을 연결해 주는 매개체로 이용되기도 한다. 즉, 뇌파 리듬을 분석해 어떤 행동을 하려는지, 어떤 말을 하려는지 미리 알아낼 수도 있다. 이런 기술을 응용해 뇌와 기계 또는 뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 작동시키는 첨단 기술이 개발되고 있다. 드라마나 영화에서 심전도가 1자를 그리면서 ‘삐’ 소리를 내는 장면으로 죽음을 표현하는 것을 흔히 본다. 하지만 심전도가 정상이라도 뇌파가 리듬을 보이지 않고 일자를 그린다면 의학적으로는 뇌사의 증거로 판단한다. 어쩌면 우리는 삶과 죽음을 구별하는 중요한 단서를 리듬에서 찾고 있는지도 모른다. 리듬은 ‘시간’이라는 변수와 ‘반복성’을 주요 요소로 갖고 있다. 다시 말해 시간 축을 향한 반복적인 활동이 바로 건강의 지표일 수 있는 것이다. 우리의 심장과 뇌가 그러하듯 외부 조건의 변화에도 리듬을 잃지 않고 조화롭게 반응할 수 있을 때 비로소 건강하다 할 수 있음을 잊지 말아야 하겠다.