스티븐 스필버그, 톰 크루즈, 키아누 리브스, 레오나르도 다빈치, 파블로 피카소. 이들의 공통점은 뭘까요. 다름 아닌 심각한 난독증을 앓은 경험이 있다는 것입니다. 난독증은 말하는 데는 전혀 문제가 없지만 글을 정확하게 읽지 못하고 철자도 정확하게 쓰기 힘들어하는 일종의 학습장애입니다. 난독증을 겪는 아이들은 문자를 이용한 학습이 본격적으로 시작되는 초등학교에 입학한 뒤 또래들에 비해 학업 수행이 뒤처지면서 교사나 부모에게서 처음 발견되는 게 보통입니다. 신경발달 과정에서 문제가 생겨 나타나는 선천성 난독증과 외상으로 인한 후천성 난독증으로 나뉩니다. 전체 인구의 5~10% 정도, 국내에서도 약 5% 정도가 난독증을 앓고 있다고 합니다. 치료할 수 없다거나 영어권에서만 나타난다든가, 천재성도 함께 갖는 질환이라고 잘못 알려져 있기도 합니다. 조기에 발견해 치료를 시작하면 완치도 가능하지만, 성인이 될 때까지 방치되거나 성인기에 나타난 난독증은 치료가 쉽지 않은 것으로 알려져 있습니다. 그런데 최근 신경생물학자들이 뇌에 가벼운 전기자극을 줘 성인 난독증을 치료하는 방법을 찾았다고 합니다. 스위스 제네바대 신경과학과, 프랑스 렌대학, 국립보건연구소(INSERM), 파스퇴르연구소 청력연구센터, 미국 브라운대 공동연구팀은 뇌에 비침습적 전기자극을 가하면 신경활동이 정상화되면서 음운 처리뿐만 아니라 글자를 정확히 읽을 수 있게 된다는 연구 결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 9월 9일자에 발표했습니다. 연구팀은 성인 난독증 환자들이 낱말에서 말의 최소 단위라고 하는 음소를 인식하지 못한다는 점에 주목했습니다. 연구팀은 성인 난독증 환자 15명과 일반인 15명을 대상으로 뇌파검사(EEG)를 한 결과 난독증을 앓는 사람들은 왼쪽 청각피질이라는 뇌의 소리 처리 영역에서 ‘30㎐(헤르츠)대 저주파 감마파 진동’에 차이를 보인다는 사실을 발견했습니다. 연구팀은 ‘경두개 교류자극 장치’(tACS)를 이용해 난독증 환자에게 닷새 동안 매일 20분씩 30㎐ 뇌파 자극을 했습니다. 그 결과 난독증이 완벽하지는 않지만, 일반인에 가깝게 회복된 것이 관찰됐습니다. 이번 연구를 이끈 신경과학자 안 리스 지로 스위스 제네바대 교수는 “이번 연구는 뇌파와 난독증 사이의 관계를 처음으로 밝혀내고 뇌파 조정으로 증상을 완화할 수 있음을 밝혀냈다는 데 의미가 있다”고 말했습니다. 연구팀은 이번에 찾은 방법과 기존 난독증 치료법을 병행할 경우 성인 난독증 환자도 완치가 가능할 것으로 보고 있습니다. 또 어린아이들도 뇌파 조정으로 난독증을 개선할 수 있는지에 대한 연구를 진행할 계획이라고 밝혔습니다. 코로나19 상황은 언제 끝날지 기약도 없이 9개월 가까이 전 세계적 확산이 이어지고 있습니다. 모두가 어려움을 겪는 요즘 다른 사람에 대한 작은 배려와 이해심은 무엇보다 필요한 덕목임에도 개인이나 자신이 속한 집단의 이익만을 생각하는 이들이 많이 보입니다. 이번 연구에서 볼 수 있듯이 뇌신경과학 발달로 한때 고치기 어려웠던 장애로 알려졌던 난독증도 비교적 간단하게 치료할 수 있는 세상이 됐습니다. 타인에 대한 약간의 배려나 이타심을 자극할 수 있는 기술을 기대하면 안 되는 걸까요. edmondy@seoul.co.kr

당뇨환자들은 매일 혈당 수치를 확인하기 위해 손가락 끝을 바늘로 찔러 혈액을 채취한다. 혈액 한 방울이라고는 하지만 바늘이 피부를 뚫고 들어가는 통증을 매일 겪는 불편함이 있다. 국내 연구진이 혈액 대신 눈물로 간단히 혈당 검사를 할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 정의헌 광주과학기술원(GIST) 의공학과 교수와 이동윤 한양대 생명공학과 교수 공동연구팀은 포도당 농도에 따라 색깔이 달라지는 나노입자를 이용한 혈당 검사 콘택트렌즈 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실렸다. 현재 당뇨환자들이 사용하는 혈당측정기는 손가락 끝에서 혈액 한 방울로 혈당을 검사하는 방식인데 주사기로 혈액을 뽑는 방법보다 단순하고 간편해졌지만 여전히 바늘을 사용하기 때문에 통증과 바늘에 대한 거부감으로 당뇨 관리가 쉽지 않다는 문제가 있다. 연구팀은 눈물 속 포도당과 혈액 속 포도당 농도는 매우 밀접한 관계가 있다는데 착안했다. 연구팀은 포도당 농도에 따라 가시광선 내 반사광이 달라지는 나노입자와 포도당 산화효소를 이용해 콘택트렌즈를 만들었다. 연구팀은 다양한 농도의 포도당 용액을 만들어 용액과 반응한 콘택트렌즈의 색깔 변화를 분석함으로써 눈물 내 포도당 농도 예측 모델을 만들었다. 연구팀은 당뇨를 유발시킨 생쥐로 이번에 개발한 당뇨 측정 콘택트렌즈를 실험했다. 그 결과 혈액을 채취하지 않고 당뇨 측정 콘택트렌즈만으로도 혈당을 정확하게 예측할 수 있다는 것을 확인했다. 정의헌 GIST 교수는 “이번 연구결과는 주사바늘로 피부를 뚫는 침습적 방법 대신 광학기술로 눈물 속 포도당 농도를 측정해 혈당을 비교적 정확하게 예측함으로써 환자의 불편함을 줄일 수 있게 됐다는데 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서울 강남구는 지난해 강남세브란스병원과 함께 오프라인에서 개최했던 ‘명의와 함께하는 건강콘서트’를 올해는 온라인에서도 진행한다고 27일 밝혔다. 첫 번째 온라인 건강콘서트는 석정호 정신건강의학과 교수가 ‘코로나 블루, 어떻게 극복해야 할까요’를 주제로 원인과 대처 방법을 소개하는 내용으로, 이날부터 강남구청 유튜브 채널에서 공개한다. 구는 사회적 거리두기가 끝나는 다음달부터 11월까지 구청 1층 로비에서도 건강콘서트를 연다. 다음달 20일 윤동섭 강남세브란스병원장의 ‘췌장암, 희망은 있다’를 시작으로 이지원 가정의학과 교수의 ‘좋은 밥상이 건강한 다이어트의 첫걸음’(6월 18일), 조한나 신경과 교수의 ‘행복한 100세 시대를 위한 치매 예방법’, 박윤길 재활의학과 교수의 ‘약이 되는 운동, 독이 되는 운동’(10월 15일), 윤영원 심장내과 교수의 ‘비침습적 심장질환 치료 어디까지 왔나’가 이어진다. 김승훈 기자 hunnam@seoul.co.kr

건강 관련 TV 프로그램에서 종종 한의사들이 손, 발, 귀의 특정 부위를 자극하는 지압법을 알려주곤 한다. 누구나 따라하기 쉽고 간편한 지압법. 하지만 진짜 효과가 있는 것일까. 지압(指壓)은 경혈과 압력을 결합한 용어다. 손가락으로 인체의 특정 혈자리를 압박하는 체표자극요법 중 하나이다. 유사한 방법으로는 마사지, 안마, 롤핑 등이 있다. 마사지는 주로 근육이나 근막 등의 연부조직을 치료 부위로 해 근육 결을 따라 문지르거나 누르지만 지압은 주로 특정 경혈에 다양한 강도의 압력을 가해서 치료 효과를 일으킨다. 어느 경혈을 자극하느냐에 따라 국소지압, 분절지압, 전신지압으로 구분할 수 있다. 어깨나 허리처럼 아픈 부위 근처에 위치한 경혈을 지압하는 것을 국소지압법이라 부른다. 이때 위치한 혈자리는 주로 근막유발점과 유사하며 허혈성 압박을 가하는 것이 좋다. 허혈성 압박은 지압을 통해 근육 주위 혈관을 압박해 일시적인 허혈 상태를 만드는 것으로 손을 떼면 순간적으로 혈액 순환이 촉진된다. 이를 통해 피부와 근육의 온도가 상승하고 근막유발점에 산소와 포도당이 공급돼 통증이 줄어든다. 목이나 어깨의 뒤쪽 근육에 위치한 풍지혈이나 견정혈이 이에 해당한다. 체성내장반사를 통해 내장기와 연결된 경혈을 자극하는 지압법은 분절지압법이라고 한다. 우리 몸은 내장에서 오는 신경과 피부에서 오는 신경이 모두 척수에서 만나 뇌로 향하는데 이때 같은 척수 분절에 해당하는 피부 부위를 자극하면 반사를 통해 같은 분절의 내장에 영향을 준다. 이때 내장 주변에 혈류량이 증가하거나 장기 기능이 항진되거나 억제된다고 알려져 있다. 보통 이런 혈자리는 등이나 복부 혹은 다리에 위치해 있는 경우가 많으며, 딱 정해진 위치가 있다기보다는 혈자리 주변에서 좀더 민감해진 지점을 찾아 약 3~5초간 자극하는 것이 좋다. 자극의 강도는 개인마다 다르지만 통증이 강하면 강하게 누르는 것이 좋다고 알려져 있다. 등의 날개뼈와 7번째 흉추 사이에 위치한 격수혈이 이에 해당하며 체했을 경우 격수혈 주변을 누르면 체기가 내려간다. 끝으로 경혈 자극이 뇌를 통해 전신적으로 효과를 일으키는 전신지압법이 있다. 손이나 발 주위 경혈을 자극하면 통증 질환뿐 아니라 우울증이나 불면 등 정신 질환 등에 도움을 줄 수 있다. 또한 간뇌나 연수의 자율신경중추를 자극해 균형이 깨진 자율신경을 조절할 수 있다. 손목 안쪽에 위치한 내관혈은 다양한 원인으로 유발된 오심이나 구토에 효과적이며 입덧을 방지하는 손목밴드도 내관혈 지압을 응용한 형태이다. 지압은 만병통치약이 아니다. 침술이나 주사처럼 침습적으로 피부를 뚫고 깊은 부위의 근육이나 신경을 정확히 자극하기 어려워 의학적 치료에 보조수단으로 활용하는 게 좋다. 또한 지압을 하다가 치료시기를 놓치면 안 되기 때문에 증상이 낫지 않는다면 병원을 찾아 진료를 받는 것이 필요하다.

낯선 곳에서도 지도 한 장만을 들고 길을 잘 찾는 사람이 있는가 하면 몇 번이나 갔던 곳도 매번 새로운 곳을 가는 듯 낯설어 하는 사람들도 있다. 이는 공간지각력이나 공간기억력이 떨어지기 때문이다. 그런데 손전등만 있으면 이런 사람들의 공간기억력을 순식간에 높여줄 수 있는 기술이 있다면 믿을 수 있을까. 아직 동물실험 단계이지만 국내 연구진이 빛을 머리에 비추는 것만으로도 공간기억력을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 사회성뇌과학그룹 연구팀은 외과 수술 없이 비침습적 방법으로 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌신경세포 내 칼슘농도를 조절해 공간기억능력을 향상시키는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 칼슘은 세포 이동, 분열, 유전자 발현, 신경전달물질 분비, 항상성 유지 등 세포기능에 폭넓게 관여하는 주요 물질이다. 세포가 제 기능을 수행하기 위해서는 세포 내 칼슘농도가 적절하게 조절되야 하는데 만약 그 양이 부족해지면 인지장애, 심장부정맥 등 다양한 질환으로 이어지게 된다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 허원도 IBS 초빙연구위원(카이스트 생명과학과 교수)은 이전 연구에서 세포에 빛을 비춰 세포 내 칼슘 농도를 조절할 수 있는 ‘옵토스팀원’ 기술을 개발했다. 옵토스팀원은 빛으로 세포기능을 조절하는 광유전학 기술로 쥐의 머리에 청색 빛을 비춰주면 광수용체 단백질들이 결합되면서 세포 내로 칼슘을 유입시키는 기술이다. 두개골을 여는 등의 외과수술은 아니지만 옵토스팀원 기술을 이용하기 위해서는 체내 광섬유를 삽입하는 과정을 거쳐야 한다. 이번 연구에서는 옵토스팀원에서처럼 광섬유를 심는 정도의 수술도 하지 않고 광수용체 단백질 유전자를 변형시킴으로써 빛에 대한 민감도를 55배 증가시킨 ‘몬스팀원’ 기술을 개발했다. 빛에 대해 민감하게 반응하는 유전자 덕분에 수술 없이 살아있는 쥐의 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌 신경세포 내 칼슘농도 증가 시키고 공간기억력을 향상시키는데 성공했다. 특히 이번 기술은 머리뼈 근처 뇌 피질 뿐만 아니라 뇌 깊숙한 곳에 있는 해마와 시상에 있는 뇌신경세포의 칼슘농도 증가도 이끌어 낸다는 것을 확인했다. 연구팀은 생쥐들에게 공간공포실험을 실시한 결과 몬스팀원 처리를 받은 생쥐들이 그렇지 않은 생쥐들보다 공포기억력이 더 오래간다는 사실을 관찰할 수 있었다. 허원도 교수는 “이번 기술은 뇌세포 칼슘 연구와 뇌인지 과학연구 등에 다양하게 적용될 수 있을 것”이라며 “수술 없이 살아있는 동물의 뇌신경세포를 조절하는 것 뿐만 아니라 향후 세포 수준을 넘어 개체 수준까지 칼슘에 의한 신경행동학적 변화를 규명하는 연구에 활용될 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 결혼을 늦게 하는 만혼 인구가 늘어나면서 출산연령도 함께 늦어지고 있다. 출산이 늦어짐에 따라 태아와 임산부의 건강상태를 진단하기 위한 산전 검사 수요도 증가하는 추세다. 산전 검사는 긴 바늘을 임산부의 배에 찔러 넣어 양수를 20~30㏄ 정도 뽑아내 검사하는 방식이다. 많은 산모들이 해온 검사이기 때문에 안전하기는 하지만 태아가 있는 배에 주사바늘을 찔러 넣는다는데 거부감이나 우려를 갖거나 검사 비용이 비싸다는 것 때문에 꺼리는 경우가 많다. 그런데 국내 연구진이 양수검사 대신 혈액만으로도 태아의 건강을 확인할 수 있는 안전한 방법을 개발해 주목받고 있다. 한국표준과학연구원 바이오분석표준센터, 과학기술연합대학원대학교(UST) 바이오분석과학과 공동연구팀은 혈액 채취만으로 태아의 다운증후군 여부를 판별할 수 있는 비침습적 산전검사(NIPT)용 표준물질을 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지 ‘애널리티컬 케미스트리’ 최신호에 실렸다.NIPT 기술은 임산부 혈액 속에 포함된 5% 미만의 태아 DNA를 검사해 21번 염색체수가 2개인지 3개인지를 판결해내는 기술로 현재도 사용되고 있지만 정확도가 떨어지고 있다. 이 때문에 NIPT 결과 결과 21번 염색체수가 3개일 가능성이 조금이라도 나타날 경우 고위험군으로 판명돼 다시 양수검사를 실시해야 하는 불편함이 있었다. NIPT 검사는 임산부가 산부인과에 가서 혈액을 채취하면 이 혈액이 검사기관으로 옮겨져 분석되는 방식이다. 이 때문에 NIPT 검사기관은 신뢰성 확보가 무엇보다 필요하다. 이 때 활용되는 것이 표준물질인데 검사 결과를 비교해 볼 수 있는 ‘답안지’이다. 이 답안지를 통해 검사기관은 방법의 정확성이나 분석장비의 교정을 통해 분석 정확도를 높이는 것이다. 연구팀은 안정동위원소 표지 DNA를 활용한 DNA 정량분석 기술을 개발해 정제되기 전의 혈청 상태로 다운증후군 여부를 정확히 판별해 낼 수 있는 표준물질을 개발한 것이다. 이번 표준물질의 정확도는 99% 이상인 것으로 확인됐다. 이번에 개발된 다운증후군 표준물질은 NIPT 분석을 실시하는 업체에 제공돼 시범적으로 사용되고 있다.권하정 표준연구원 선임연구원은 “이번에 개발한 방법은 복잡한 매질 속의 DNA 양을 정확하게 측정할 수 있다는 점이 특징으로 산전검사의 품질 향상과 태아의 건강 진단 정확도를 높여 임산부의 부담을 줄이는데 도움을 줄 것”이라며 “태아의 다운증후군 여부 검사 뿐만 아니라 식음료의 품질 평가에도 응용될 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나이가 들면 어쩔 수 없이 기억력이 감소한다. 자연스러운 노화 현상이긴 하지만, 치매처럼 심한 경우나 치매까지는 아니더라도 일상생활에 소소한 어려움을 겪는 경도 인지장애가 진행하면 삶의 질이 떨어지게 된다. 이는 개인적인 문제만이 아니라 가족과 사회의 돌봄이 필요한 문제이기도 하다. 따라서 나이가 들더라도 적당한 수준의 인지기능을 오래 유지하는 일이 중요하지만, 현재까지는 노인에서 기억력 및 인지기능을 획기적으로 높일 수 있는 치료법이 없는 상태다. 노스웨스턴 대학 연구팀은 수년 전부터 자기장을 이용한 뇌 자극을 통해 돌파구를 모색하고 있다. 강한 자기장을 이용해서 두개골을 절개하지 않고 외부에서 뇌를 자극하는 경두개 자기자극기(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS, 이하 TMS)는 우울증이나 중독, 강박 장애 같은 다양한 뇌 질환을 치료하는 데 사용된다. 연구팀은 TMS를 이용해서 수술이나 다른 침습적 처치 없이 뇌의 특정 부위를 자극했다. 물론 인간의 뇌에서 기억력에 관련된 부위는 여러 개지만, 연구팀이 집중한 부위는 뇌의 가장 깊숙한 부분인 해마(hippocampus)다. 이미 2014년 건강한 젊은 사람을 대상으로 TMS를 통한 해마 자극이 기억력을 높일 수 있다는 연구 결과를 발표한 데 이어 최근 노스웨스턴 대학의 조엘 보스가 이끄는 연구팀은 건강한 노인의 뇌를 TMS로 자극해 젊은 사람만큼 기억력을 좋게 만들 수 있다는 연구 결과를 학술지 신경학(Neurology)에 발표했다. 연구팀은 우선 64세에서 80세 사이 건강한 노인 16명을 대상으로 기억력과 관련된 테스트를 진행했다. 젊은 성인의 경우 55점 정도 나오는 테스트에서 노인 대상자는 40점 정도를 기록했다. 이후 5일에 걸쳐 하루 20분씩 TMS를 통해 실제 해마를 자극하거나 혹은 기기만 갖다 대고 실제로는 사용하지 않은 대조군으로 나눠 다시 테스트 한 결과 TMS를 통해 자극을 받은 실험군은 젊은 성인과 비슷한 성적을 보여줬다. 물론 소규모 테스트이고 짧은 시간 동안 반응을 본 것이지만, 인지장애 및 치매 치료의 새로운 돌파구를 시사하는 소견으로 주목된다. 다만 실제 치료에 활용하기 위해서는 장기간에 걸친 치료 효과 및 부작용에 대한 철저한 검증이 필요하다. 단기적으로만 효과가 있거나 장기적으로 심한 부작용이 있으면 곤란하기 때문이다. 약물처럼 복용이 편리한 방법이 아니라 TMS라는 특수 의료장비를 계속해서 사용해야 한다는 점 역시 해결해야할 과제다. 하지만 늘어나는 치매 및 경도 인지기능 인구를 생각하면 매우 긍정적인 소식이라고 할 수 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

나이가 들면 어쩔 수 없이 기억력이 감소한다. 자연스러운 노화 현상이긴 하지만, 치매처럼 심한 경우나 치매까지는 아니더라도 일상생활에 소소한 어려움을 겪는 경도 인지장애가 진행하면 삶의 질이 떨어지게 된다. 이는 개인적인 문제만이 아니라 가족과 사회의 돌봄이 필요한 문제이기도 하다. 따라서 나이가 들더라도 적당한 수준의 인지기능을 오래 유지하는 일이 중요하지만, 현재까지는 노인에서 기억력 및 인지기능을 획기적으로 높일 수 있는 치료법이 없는 상태다. 노스웨스턴 대학 연구팀은 수년 전부터 자기장을 이용한 뇌 자극을 통해 돌파구를 모색하고 있다. 강한 자기장을 이용해서 두개골을 절개하지 않고 외부에서 뇌를 자극하는 경두개 자기자극기(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS, 이하 TMS)는 우울증이나 중독, 강박 장애 같은 다양한 뇌 질환을 치료하는 데 사용된다. 연구팀은 TMS를 이용해서 수술이나 다른 침습적 처치 없이 뇌의 특정 부위를 자극했다. 물론 인간의 뇌에서 기억력에 관련된 부위는 여러 개지만, 연구팀이 집중한 부위는 뇌의 가장 깊숙한 부분인 해마(hippocampus)다. 이미 2014년 건강한 젊은 사람을 대상으로 TMS를 통한 해마 자극이 기억력을 높일 수 있다는 연구 결과를 발표한 데 이어 최근 노스웨스턴 대학의 조엘 보스가 이끄는 연구팀은 건강한 노인의 뇌를 TMS로 자극해 젊은 사람만큼 기억력을 좋게 만들 수 있다는 연구 결과를 학술지 신경학(Neurology)에 발표했다. 연구팀은 우선 64세에서 80세 사이 건강한 노인 16명을 대상으로 기억력과 관련된 테스트를 진행했다. 젊은 성인의 경우 55점 정도 나오는 테스트에서 노인 대상자는 40점 정도를 기록했다. 이후 5일에 걸쳐 하루 20분씩 TMS를 통해 실제 해마를 자극하거나 혹은 기기만 갖다 대고 실제로는 사용하지 않은 대조군으로 나눠 다시 테스트 한 결과 TMS를 통해 자극을 받은 실험군은 젊은 성인과 비슷한 성적을 보여줬다. 물론 소규모 테스트이고 짧은 시간 동안 반응을 본 것이지만, 인지장애 및 치매 치료의 새로운 돌파구를 시사하는 소견으로 주목된다. 다만 실제 치료에 활용하기 위해서는 장기간에 걸친 치료 효과 및 부작용에 대한 철저한 검증이 필요하다. 단기적으로만 효과가 있거나 장기적으로 심한 부작용이 있으면 곤란하기 때문이다. 약물처럼 복용이 편리한 방법이 아니라 TMS라는 특수 의료장비를 계속해서 사용해야 한다는 점 역시 해결해야할 과제다. 하지만 늘어나는 치매 및 경도 인지기능 인구를 생각하면 매우 긍정적인 소식이라고 할 수 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

SF 영화를 보면 빛이나 초음파를 이용해 상대를 조종하거나 뇌파를 변화시키는 장면이 나온다. 사람을 조종하는 것은 아니지만 비정상적인 움직임을 보이는 뇌 부위를 초음파로 자극해 치료할 수 있는 방법이 나왔다. 카이스트 전기및전자공학부, 덴마크 공과대(DTU) 공동연구팀이 초소형, 초경량화시킨 미세초음파소자를 이용해 살아움직이는 쥐의 뇌에 초음파 자극을 줄 수 있는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘뇌 자극’ 3월호에 실릴 계획이다. 기존에는 뇌의 특정 영역을 미세하게 자극할 수 있는 심부뇌자극술과 광유전학을 이용해 빛으로 뇌를 자극하는 자극방법이 있지만 외과수술을 통해 칩이나 자극기기를 삽입해야 하기 때문에 임상에 적용이 쉽지 않다. 반면 경두개전기자극술과 경두개자기자극술은 외과수술 없이 비침습적으로 자극이 가능하지만 자극부위가 지나치게 넓고 뇌 깊이 자극할 수가 없어서 적용에 한계가 있다. 초음파는 비침습적이기 때문에 동물실험이나 인체에도 안전하게 사용할 수 있으며 초음파를 한 점에 집중시킬 수 있어 원하는 부위에 깊이 자극이 가능하다는 장점이 있다. 문제는 초음파 소자가 무거워 생쥐실험을 할 때도 반드시 고정하거나 마취를 시켜야만 했다.연구팀은 미소전자기계시스템(MEMS) 기술을 활용해 1g 미만의 초경량, 초음파 소자를 개발했다. 특히 생쥐의 몸에 맞는 중심주파수, 크기, 초점거리, 초음파 세기를 갖도록 만들었다. 이렇게 만들어진 초음파 소자를 이용해 쥐의 대뇌 운동피질을 자극해 쥐의 앞발을 움직이도록 했다. 그 결과 초음파 강도를 높일수록 운동피질이 더 많이 자극돼 쥐의 앞발이 더 빨리 움직이는 것을 확인했다. 이번 기술을 활용하면 쥐 뇌의 3~4㎜ 깊이까지 초음파가 도달할 수 있으며 쥐 뇌 전체 크기의 25%를 자극할 수 있다고 연구진은 설명했다. 현재 연구팀은 이번에 개발한 기술을 활용해 초음파가 수면에 미치는 영향을 연구 중에 있다. 이현주 카이스트 전기및전자공학부 교수는 “이번에 개발한 초경량 초음파 소자를 활용함으로써 고정되거나 마취된 상태가 아닌 살아움직이는 상태에서 초음파의 영향을 확인할 수 있게 됐다”며 “수면장애, 파킨슨병, 치매, 우울증 같은 여러 뇌 질환의 새로운 치료법 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 뇌졸중 환자의 재활치료에 초음파를 이용하는 방법을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 바이오닉스연구단 김형민 박사팀은 낮은 강도의 초음파로 뇌를 자극해 운동기능을 담당하는 소뇌를 활성화시키고 이를 통해 뇌졸중에 의한 뇌신경 손상을 치료하고 마비증상을 치료할 수 있다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경학 분야 국제학술지 ‘신경재활과 개선’ 최신호에 실렸다. 미국 신경재활학회에 따르면 매년 전 세계 1500만명 정도가 뇌졸중을 앓게 되는데 이 중 3분의 1은 사망에 이르고 또 다른 3분의 1은 영구적인 장애를 갖된다. 특히 뇌졸중으로 인한 행동 장애는 삶의 질 자체를 좌우하게 되기 때문에 뇌졸중에서 재활치료는 매우 중요하다. 더군다나 뇌에는 혈액-뇌 장벽이 있어 약물을 뇌에 직접 주입하기도 쉽지 않다. 연구팀은 급성 뇌졸중의 경우 병변 부위와는 떨어져 있지만 기능적으로 연결돼 있는 소뇌에서 혈류와 대사저하가 관찰된다는 기존 연구들에 착안했다. 연구팀은 뇌졸중을 유발시킨 생쥐를 대상으로 낮은 강도의 집속 초음파로 소뇌를 자극시켰다. 그 결과 마비 증상을 보인 양쪽 앞다리에서 자극에 의한 움직임이 나타났으며 신경이 작동할 때 나타나는 전류를 검출했다. 연구팀은 4주 동안 지속적으로 초음파 자극을 한 생쥐들의 경우 초음파 자극을 받지 않은 생쥐보다 마비증상이 완화되고 운동능력이 향상된 것을 관찰했으며 뇌부종도 감소되는 것을 확인했다. 주사나 침으로 뇌 부위를 직접 자극하는 기존의 침습적 방법과는 달리 이번에 개발한 기술은 수 ㎜ 단위의 국소적 영역까지 선택적으로 자극할 수 있다느 장점이 있다. 김형민 KIST 박사는 “이번 연구를 통해 뇌신경 재활에 있어서 새로운 치료기법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “다만 초음파 뇌자극 기술의 안전성 확보를 위해 사람의 뇌졸중과 유사한 동물모델을 통한 추가 검증과 장기 추적 연구가 필요하다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

의학과 공학이 만나는 지점을 찾아 칼럼을 쓴 지 1년이 됐지만 정작 안과 의사로서 가장 흔히 접하는 ‘백내장’ 이야기를 꺼내지 못했다. 백내장 수술은 2012년부터 줄곧 수술건수 1위다. 이렇게 흔한 백내장 수술은 공학적 밑바탕이 없으면 설명이 불가능하다.백내장은 우리 눈에서 렌즈 역할을 하는 수정체가 뿌옇게 변하고 딱딱하게 굳어지는 질환이다. 주로 노화가 원인이다. 초기에는 눈이 침침하고 빛과 사물이 퍼져 보이며 안개가 낀 것처럼 시야가 희미해지고 어두운 곳보다는 밝은 곳에서 사물이 잘 보이지 않는 ‘주맹증’을 겪는다. 말기에 이르면 육안으로도 동공이 하얗게 보인다. 이것이 백내장이라는 병명의 어원이 됐다. 최악의 경우엔 실명에까지 이를 수 있다. 그러나 의술의 발달로 이런 불행한 사례는 일부 의료취약지대를 제외하면 극히 드물다. 치료의 역사는 상당히 길어서 기원전 6세기 고대 인도에서도 수술이 시행됐다고 한다. 혼탁한 수정체를 뽀족한 물체로 밀어서 눈 속 공간으로 떨어뜨리는 것으로, 현대의학으로 보자면 상당히 아찔한 방법이다. 빛이 들어갈 통로를 확보해 실명을 피하는 방법이지만 오히려 합병증으로 인한 실명이 더 많았을 수도 있다. 이후 18~19세기에 걸쳐 수정체를 낭째 들어내는 ‘낭내적출술’, 수정체낭을 남기고 백내장을 없내는 ‘낭외적출술’로 발전했다. 20세기에 드디어 초음파를 이용해 수정체를 부순 뒤 흡입하는 ‘최소 침습적 초음파유화술’이 개발돼 기본 수술법이 됐다. 현대 백내장 치료는 진단·수술기기, 인공수정체 분야에서 기술혁신이 끊임없이 이뤄지고 있어 눈을 크게 뜨고 관심을 기울이지 않으면 따라가기 어려울 정도다. 레이저 간섭촬영을 이용해 수십 가지 안구 측정치들을 몇 초 이내에 측정하는 것을 시작으로 각막 절개창, 수정체낭 절개, 수정체 파쇄에 초음파나 칼날 대신 레이저를 사용한 지도 이미 수년이 지났다. 혼탁한 수정체를 제거하고 나면 그 자리에는 인공수정체가 들어간다. 인공수정체를 사용하기 전에는 두꺼운 안경이나 콘텍트 렌즈로 굴절력을 보완했다. 1949년 영국 안과 의사 헤럴드 리들리 박사가 한 군인의 눈을 관찰하면서 인공수정체 개발도 본격화됐다. 이 군인의 눈에는 ‘폴리메틸메타크릴레이트’(PMMA) 재질의 비행기 파편이 박혔는데 염증 반응이 나타나지 않았다. 현재는 ‘아크릴레이트’ 재질의 인공수정체를 쓰고 있다. 이 물질은 부드러워 작게 접은 상태로 눈 속에 이식하기 쉽고 다양한 가공이 가능하다는 장점이 있다. 최근에는 다양한 거리의 물체에 초점을 맺게 하는 다초점 인공수정체와 난시교정 인공수정체를 이용한 수술도 시행되고 있다. 이렇게 첨단을 달리는 백내장 수술의 단 열매를 모든 환자들이 누리고 있지는 않다. 방금 언급한 레이저 수술이나 다초점·난시교정 인공수정체 등은 건강보험 대상이 아니기 때문이다. 그래서 백내장 수술비는 뚜렷하게 양극단으로 나뉜다. 물론 이런 신기술들은 시력의 질을 개선하는 데 도움이 된다. 하지만 이를 결정하는 선택권이 지갑 두께에 달려 있는 것도 사실이다. 백내장 수술은 현행 건강보험제도에서 모든 시술을 한 가격으로 묶어 보험을 적용하는 ‘포괄수가제’에 해당한다. 기술 발달은 우리 의식 속도에 비해서도 앞서 있지만 포괄수가제 등 보험제도는 이보다 훨씬 느리다. 기술 투자 비용을 보전하고 과학기술 발전을 고취시키는 차원의 배려가 필요하다. 이로써 의사와 환자의 자유로운 선택권도 함께 보장되지 않을까 생각한다.

사람은 누구나 건강하게 오래 살다가 고통 없이 생을 마감할 수 있기를 원한다. 물론 영원히 죽지 않고 살면 더 좋겠지만, 불로불사의 꿈을 이룰 수 없다면 무병장수라는 소망을 이루기 원하는 것이다. 하지만 나이가 들면 우리가 원하지 않아도 여러 가지 질병이 찾아온다. 그 가운데 치매는 환자 본인은 물론 가족에게도 큰 고통을 주는 무서운 질병이다. 노인에서 발생하는 치매의 가장 흔한 원인 중 하나인 알츠하이머병은 아직 확실한 예방 방법이나 치료 방법이 없다. 현재 나와 있는 약물은 잠시간 인지 기능 저하를 막아줄 뿐 결국 병의 진행을 막을 수 없다. 오하이오 주립 대학의 연구팀은 파킨슨병과 강박 장애에 치료에 사용되는 뇌심부자극술 (Deep brain stimulation, DBS)이 알츠하이머병의 진행을 늦출 수 있을지를 연구하고 있다. 이 장치는 뇌의 깊숙한 장소에 전극을 넣어 자극을 가하는 것으로 뇌에 넣는 페이스메이커(pacemaker, 심박조율기)라고 할 수 있는 독특한 장치다. 이 경우에는 부정맥이 아닌 알츠하이머 병 치료가 목적이다. 연구팀은 본격적인 임상시험에 돌입하기에 앞서 소수의 환자를 대상으로 뇌심부자극술이 고령의 알츠하이머병 환자에서 안전한지 먼저 테스트했다. 이 테스트는 불과 3명의 환자를 대상으로 진행되었는데, 별다른 부작용 없이 18개월간 환자들의 인지기능 저하를 늦출 수 있었다. 이를 바탕으로 연구팀은 더 많은 환자를 대상으로 임상시험을 진행할 계획이다. 현재까지는 뇌심부자극술이 알츠하이머병의 치료에 도움이 될지 판단하기 이르지만, 워낙 마땅한 치료법이 없는 질환이라 과학자들은 할 수 있는 모든 방법을 시도해보고 있다. 약물치료보다 약간 침습적인 방법이긴 하지만, 만약 뇌심부자극술이 효과가 있는 것으로 나타나면 심장이 아닌 머리에 페이스메이커를 단 환자가 늘어날 것으로 예상된다. 생애 마지막 순간에 찾아오는 불청객인 치매는 환자의 인격을 훼손한다는 점에서 매우 무서운 병이다. 모든 사람에게 행복한 삶을 누릴 권리가 있는 것처럼 품위 있고 고통스럽지 않은 죽음 역시 모든 사람이 누려야 하는 권리다. 알츠하이머병을 100% 예방하거나 치료할 수 없다면 진행을 늦출 방법의 개발이 시급한 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

가끔 일하거나 공부를 하다보면 자신도 모르게 음악(또는 음정)을 흥얼거릴 때가 있습니다. 자신도 모르게 깜짝 놀랄 때가 많은데 실제 음악을 듣고 따라서 흥얼거리는 것이 아니라 음악이 없는 상황에서 자신도 모르게 흥얼거릴 때 뇌 속에서는 어떤 일이 일어날까요.최근에 스위스 로잔 연방공과대학(EPFL), 미국 캘리포니아 버클리대(UC 버클리), UC 샌프란시스코, 메릴랜드대, 독일 베를린자유대, 베른대 병원, 프랑스 고등사범대 연구팀이 음악을 들을 때 우리 뇌에서 일어나는 일을 시각화하는데 성공해 뇌과학 분야 국제학술지 ‘세레브럴 코르텍스’(대뇌피질) 최신호에 발표했습니다. 아무렇지도 않아보이는 이 기술은 언어능력을 상실한 사람들이 의사소통하는 것에 도움을 줄 것으로 기대되고 있습니다. 우리가 음악을 들을 때 뇌에서는 고주파와 저주파 같은 정보를 각기 달리 처리해 청각인식과 일치시킨다고 합니다. 예를 들어 사운드가 들려올 때 나타나는 신경 반응을 기록하고 예를 들어 사운드가 들려올 때 나타나는 신경 반응을 기록하고 분석할 수 있기 때문에 노래를 듣는 사람의 뇌 활동을 쉽게 분석할 수 있지만 청각적 자극이 없이 머릿 속으로 음악을 생각하고 연주할 때, 즉 음악을 상상할 때 뇌가 어떻게 작동하는지 이해하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 음악이 머릿 속에서만 연주될 때 소리가 실제로 존재하지 않기 때문에 분석이 사실상 불가능하다는 말로도 해석될 수 있습니다. EPFL의 휴먼-머신 인터페이스 데피테크 재단(CNBI) 연구팀은 새로운 방식으로 머릿 속에서 음악을 연주하고 있을 때 뇌에서 어떤 일이 일어나는지 분석하고 측정하는데 성공했습니다. 연구팀은 뇌전증(간질)을 앓고 있는 경험이 많은 피아니스트를 대상으로 연구를 수행했습니다. 연구팀은 피아니스트에게 소리가 켜진 상태에서 전자 피아노로 음악을 연주하라고 요청한 뒤 음악이 연주되는 동안 해당 뇌 활동을 기록했다. 그 다음에는 피아노 소리가 나지 않도록 묵음으로 해놓고 음악을 듣는다고 상상을 하며 피아니스트에게 같은 곡을 연주하도록 요청했다. 이 때도 다시 뇌활동을 기록했습니다. 특히 두 번째 실험은 음이 들리지 않는 상태에서 환자가 만든 정신적 표현에서 나온 음악을 측정했는데 연구팀은 이 두 가지 다른 방법으로 정보를 수집해 차이점을 비교할 수 있었다고 합니다. 더군다나 일반인들이 보기에 실험이 매우 단순해 보이기는 하지만 환자의 뇌에 전극을 이식하는 ‘침습적’ 방법을 활용했다는 점에 주목할 만합니다. 연구의 1저자인 스테파니 마르틴 연구원은 “뇌에 전극을 이식하는 것은 약물을 사용하기 어려운 뇌전증 환자를 치료하는데 많이 활용된다”며 “이번 연구에 이 환자가 대상이 된 것도 치료목적으로 심어진 전극을 이용해 뇌활동을 측정할 수 있기 때문”이라고 밝혔지요. 이번 연구는 사람들이 머릿 속으로 음악을 상상할 때 뇌의 청각 부분을 다루는 피질과 고음과 저음 같은 청각 정보를 실제 소리에 자극받을 때와 같은 방식으로 처리한다는 작동한다는 것을 보여준 첫 번째 사례입니다.연구자들은 이번 연구를 통해 말하기 능력을 상실한 사람들에게 도움을 줄 수 있을 것이라고 예상하고 있습니다. 뇌의 특정 부위를 자극함으로써 머릿 속 상상을 언어로 표현해 줄 수 있는 시스템을 개발하겠다는 것이지요. 마르틴 연구원은 “언어는 음악보다 훨씬 복잡한 시스템이고 언어 정보는 뇌의 여러 부위에서 작동하고 여러 단계를 거치는 것으로 알려져 있다”며 “이번 연구를 실어증 환자를 대상으로 기계나 컴퓨터와 연결해 언어를 구현할 수 있는지 확인하는 것이 다음 연구단계”라고 말했습니다. 뇌과학이 발달하면서 우리도 모르는 일을 컴퓨터가 알아차리는 일이 생길 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

우리는 수많은 로봇에 둘러싸여 살고 있다. 산업용 로봇이 정밀 제조공정을 담당하고 있고, 당장 우리집 거실 바닥에도 로봇 청소기가 불평 없는 성실함을 발휘하고 있다. 의료 현장에서도 의료정보 수집, 의료결정과정 보조, 수술·재활에 첨단 로봇을 쓰고 있다.로봇이란 ‘사람과 유사한 모습과 기능을 가진 기계’ 또는 ‘스스로 작업하는 능력을 가진 기계’를 말하는데, 체코어로 노동을 뜻하는 ‘robota’가 어원이다. 이런 일반적인 로봇의 정의는 이제 바뀔 때가 됐다. 특정 능력에 있어 사람을 능가하는 기능을 가질 뿐만 아니라 하는 일에 따라 모양과 크기가 폭넓게 달라진다. 의료 분야에서 로봇은 다른 분야보다 앞서 있다. 가장 먼저 떠오르는 의료용 로봇은 2000년대 초반 등장한 수술 로봇 ‘다빈치’를 들 수 있다. 다빈치를 이용한 수술장의 풍경은 조금 생경하다. 의료진은 환자와 멀리 떨어진 조종용 장치에 머리와 두 팔을 넣은 채 수술을 한다. 로봇의 카메라로 환자 몸속을 보며 실제 수술하는 듯한 동작으로 로봇 팔을 조종해 필요한 수술을 시행한다. 고전적 방법으로는 접근할 수 없는 부위의 조작도 가능하며 수술자의 손떨림 등 인간적 실수도 로봇이 보정해 준다. 로봇은 인간이 생각해 낸 물리적 퍼포먼스를 인간의 물리적 한계를 뛰어넘어 수행한다. 매우 작은 로봇이 인체 혈관을 자유롭게 이동한다면 노폐물이나 종양을 선택적으로 정밀하게 제거할 수 있을 것이다. 혈관이 막히는 심근경색, 동맥경화증 등의 질환에서 최소침습적 혈관내 수술로 막힌 부위를 치료할 수도 있다. 이스라엘의 유대사마리아대에서 개발한 ‘바이롭’은 외부 자기장으로 전력을 공급받아 혈류를 통해 이동하며 암세포나 혈전을 제거할 수 있다고 한다. 필요에 따라 여러 개 로봇을 투입할 수 있고 장기간 체내에 머무를 수 있어 지속적인 치료와 모니터링이 가능하다. 2010년 전남대 마이크로의료로봇센터 연구팀은 인간과 혈류와 혈압이 비슷한 돼지 혈관에 직경 1㎜, 길이 5㎜의 마이크로 로봇을 삽입하는 실험을 진행했다. 올해 7월에는 같은 연구팀이 관절연골 재생용 줄기세포를 탑재한 마이크로 로봇을 발표해 세계적인 관심을 유도했다. 최근 나노 기술을 활용해 세포단위에서 활약하는 로봇이 등장해 대중의 관심이 집중되기도 했다. 독일 드레스덴에 위치한 통합나노과학센터 연구팀이 개발한 ‘정자로봇’이 그것이다. 연구팀은 ‘황소 정자’에 금속 실린더를 씌워 온도 변화와 자기장 제어 등을 통해 움직임을 통제했다. 이 로봇의 크기는 60㎛로 매우 작다. 이 기술을 활용하면 남성 불임을 치료할 수 있고 약물 운반용으로도 사용 가능하다. 눈에는 보이지 않는 로봇이 우리 몸속을 돌아다니며 업무를 수행하게 될 시대가 머지않았다는 것이다. 정부는 ‘인공지능 바이오 로봇 의료융합사업’을 내년부터 본격적으로 추진하며 앞으로 5년간 총 420억원을 투입한다. ‘지능형 인체삽입형 헬스케어 기술개발’, ‘스마트 진단, 치료 통합 개발 솔루션’, ‘인공지능(AI) 기반 로봇 융합 헬스케어 기술 개발’ 등 분야별로 2~3개 과제를 선정해 지원할 계획이다. 과거에는 독립적으로 추진해 왔던 연구 과제들이 이번 기회에 서로 연결되고 상호 발전하기를 기대한다. 무엇보다 꾸준하고 안정적인 지원으로 깊이 있는 연속적인 성장이 가능했으면 한다. 가까운 미래의 언젠가 로봇의 무결성과 성실성을 믿으며 수술대에 누울 날이 나와 내 가족에게 올지도 모른다.

과거에는 타인에게 위압감을 주기 위한 수단으로 여겨졌던 문신이 근래에는 문신 인구가 100만 명으로 추정될 만큼 일반인들도 즐겨하는 하나의 패션 트렌드로 자리 잡고 있다. 하지만 문신은 외부 물질을 주입하는 침습적 방식으로 위생이 보장되지 않는 환경에서 시술 시 알레르기, 감염, 이물 반응 등의 부작용이 생길 수 있어 의사 면허를 소지한 사람만 시술할 수 있도록 의료 행위로 규정되고 있다. 국내에서는 대부분의 문신 시술이 불법으로 행해지고 있는 가운데 합법적인 경로로 문신을 할 수 없는 청소년들은 불법 업소를 찾아 문신을 하고 시간이 흐른 뒤 후회하는 경우가 많아 사회적인 문제로 부상하고 있다. 이처럼 충동적인 생각으로 했던 문신으로 인해 학업 및 사회생활에서 제한을 받기 시작하면 지울 수 없는 주홍글씨가 될 수 있다. 이러한 청소년들의 고민을 돕고자 시작된 프로젝트가 바로 ‘사랑의 지우개’다.사랑의 지우개는 경찰청과 대한피부과의사회, 대한피부과학회가 공동으로 주관하고 있는 사회공헌 캠페인으로 소외 계층을 돕고자 하는 피부과 전문의들에 의해 시작됐다. 청소년을 대상으로 한 무료 문신 제거 프로젝트 사랑의 지우개는 경찰청에서 모집된 학생들을 대상으로 재능 기부를 허락한 전국의 피부과 전문의에 의해 지역별로 시행되고 있으며 마인드피부과의원이 선정됐다. 마인드피부과의원은 남, 녀 피부과전문의의 체계적인 진료가 가능하다. 마인드피부과의원의 이홍선 대표 원장은 “미성년자인 청소년들이 보다 안전하고 위생적인 방법으로 문신을 제거할 수 있도록 노하우와 경험을 토대로 시술하고 있다”며 “사랑의 지우개 프로젝트를 통해 외면 받은 청소년들의 상처까지 지워지기 바란다”고 참여 소감을 밝혔다. 이어 마인드피부과의원의 유지영 원장은 “문신을 깔끔하게 제거하기 위해서는 반복 시술이 요구되며 성인에게도 시간적, 비용적 부담이 드는 것이 사실”이라며 “문신 제거에 효과적인 전문 레이저 장비를 이용해 크기에 따라 횟수를 조절, 시술하면 최소 80% 이상의 제거 효과를 기대할 수 있다”고 덧붙였다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

남녀노소 전 국민의 관심사 중 하나가 바로 '다이어트'다. 특히 최근에는 멋진 몸매를 위한 20대부터 탄탄한 몸매 유지를 위한 50대까지 나이와 상관없이 다이어트에 심혈을 기울이고 있다. 이에 헬스, 요가, 필라테스 등 운동에 매진하는 사람들이 많아졌지만 원하는 부위의 살을 취사 선택해서 감량하는 것은 쉬운 일이 아니다. 이에 적극적인 다이어트를 고려하는 이들 사이에서는 지방흡입과 같은 의료 시술이 대안으로 부상하고 있다. 유진성형외과 강태조 원장은 "가장 확실한 방법이 지방흡입이긴 하지만 수술적 처치를 선택하기란 쉽지가 않기 때문에 비침습적인 지방용해주사와 같은 주사도 활발히 시행되고 있다"며 "하지만 주사의 경우 1주 간격으로 4~8주간 여러 차례 시술을 받아야하는 단점도 있다"고 설명했다. 강 원장에 따르면 최근에는 비접촉, 비침습적 접근방식으로 피하지방에 열을 전달시켜 열효과를 집중 전달해 지방을 감소시켜 주는 뱅퀴시와 원하는 부위의 지방세포를 냉각시켜 영구적으로 파괴하는 젤틱을 병행해 지방을 감소시키기도 한다. 뱅퀴시는 미국FDA와 한국 식약처 인증으로 결과값이 검증된 비만 시술 장비로 초음파를 이용해 원하는 부위 1시간 정도 3회 정도 시술로 효과를 기대할 수 있다. 또한 젤틱은 하버드대 소속 연구진들이 개발한 비침습적 지방 제거 시술법으로 미국 식품의약국(FDA)으로부터 지방층 감소로 허가를 획득한 유일한 제품이다. 두 가지 방법 모두 마취나 수술 없이 지방을 제거하는 시술로, 지방세포만을 선택적으로 파괴해 피부혈관 등 주변 조직의 손상이 거의 없다는 특징을 지닌다. 이에 시술을 부위별로 병행할 경우 효과와 만족도의 상승도 기대할 수 있다. 강 원장은 "남성들의 경우 비만 체형뿐만 아니라 여성형 유방에도 비침습적으로 적용할 수 있다"면서 "이 시술들은 지방세포를 파괴하는 방식이기 때문에 요요현상도 적은 것이 특징"이라고 덧붙였다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

안전을 신뢰할 수 있는 우수한 의료 서비스를 제공하기 위해 노력해온 대전 오라클 피부과가 이번에는 미국 하버드 의과대학과 함께 개발한 ‘쿨스컬프팅’ 기술을 대전 충청지역 피부과 최초로 도입해 비만∙체형 관리의 수준을 한 단계 더 높일 것으로 예상된다. 오라클 피부과는 대전에서 첫발을 시작해 지금은 전국 40여 개 지점을 포함해 현재 중국과 홍콩, 대만, 일본 등 아시아 지역에 총 70여 개의 지점을 운영하는 네트워크병원으로 차별화된 한 단계 높은 의료 서비스를 제공해 왔다. ‘쿨스컬프팅’은 지방세포가 근육 조직이나 혈관, 신경 등에 비해 냉기에 더 취약하고, 낮은 온도의 특정한 환경에 노출되면 스스로 파괴돼 몸 밖으로 배출되는 세포자연사가 이뤄진다는 사실에 근거해 미국 하버드 의과대학에서 10년에 걸쳐 개발됐으며 국내에서는 일반적으로 냉동지방분해 혹은 냉각지방분해라고 불린다. 이미 쿨스컬프팅이 개발된 미국을 비롯한 북미 지역과 유럽에서는 비만 치료에 적극적으로 사용되고 있으며 체형 관리를 위해 주기적으로 사용하는 사례가 많은 것으로 알려져 있다. 오라클 피부과 백승주 원장은 "지금까지 극적인 변화를 끌어내기 위해서는 지방흡입과 같은 방법이 주로 이용됐으나 출혈과 즉각적인 일상생활 복귀가 어려워 치료와 관리를 받기 어려웠던 사람들에게 비침습적 방법으로 시술이 진행되는 쿨스컬프팅이 도움이 될 것으로 생각된다"고 설명했다. 미국 FDA의 승인을 받을 당시에도 기타 유사 장비들과는 달리 ‘실제 지방층 감소’로 승인을 받았으며 시술 대상자를 상대로 설문 조사를 한 결과 86% 환자가 한 번 시술로도 효과가 있었다고 논문을 통해 밝힌 바 있다. 백 원장은 “이번 쿨스컬프팅 도입으로 전문적인 치료가 필요했던 비만 환자뿐만 아니라 체형 관리를 위해 부담이 적고, 안전한 관리 프로그램이 필요했던 사람들 모두에게 쿨스컬프팅이 도움이 될 것”이라면서 “안전성에 대한 확실한 검증이 필요한 유사장비의 무분별한 시술로 피해를 보는 경우가 없길 바란다”고 덧붙였다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

필자가 태어날 때만 해도 집안의 제일 웃어른이나 작명소에서 이름을 짓는 게 자연스러운 풍습이었다. 현재 출산을 앞둔 젊은 부모들은 미신이거나 비과학적이라고 여길 수 있지만 요즘도 작명소가 존재하는 걸 보면 이름을 짓는 데 신중을 기하는 것은 예나 지금이나 비슷하다는 생각이 든다.이름이 중요한 것은 의학 연구도 마찬가지다. 연구로 크게 성공하려면 우선적으로 연구를 잘해야 하지만 이름도 잘 지어야 한다는 우스갯소리가 있다. 실제로 유명한 의과학자들 중에서 연구를 열심히 했지만 작명도 잘해서 더욱 유명해진 분들을 많이 볼 수 있다. 예전부터 있었던 개념인데 새로운 용어로 표현하는 것을 보면 내가 모르는 새로운 개념이 언제 나왔던가 싶어 ‘공부를 게을리했나’라는 자책감이 들기도 한다. 최근 주목받고 있는 ‘액체생검’은 실제로 구현됐을 때 매우 유용할 뿐더러 이름까지도 잘 지어진 개념인 것 같다. 액체생검은 혈액이나 소변 등 체액을 이용해 암을 진단하는 방법이다. 실제 진료를 하다 보면 피를 검사해 암을 진단하거나 재발 유무를 알 수 있는 방법이 있는지 물어보는 환자들이 있다. 그런 방법이 있으면 환자들에게 얼마나 좋을까. 나아가 소변을 통해 검사할 수 있으면 금상첨화일 것이다. 소변으로 검사하면 바늘로 혈관을 찌르지 않아도 되고 아까울 것도 없어 더 좋을 것이다. 가끔 대중매체에서 어느 교수팀이 소변으로 암을 진단할 수 있는 방법을 찾아냈다는 발표를 해 대중의 관심이 집중되기도 하지만 아직까지 실제 진료 현장에서 이런 방법을 적용하지는 못하고 있다. 만약 소변에서 암을 진단할 수 있는 방법을 개발한다면, 그 연구자가 오래 살기만 하면 언젠가는 노벨생리의학상을 받을 것이다. 액체생검의 개념을 간단히 설명하면 다음과 같다. 인체에 암세포가 발생해 증식하면 혈관에도 암세포가 존재하게 된다. 혈액 속 암세포에서 유래하는 ‘프리 DNA’를 검출해 암을 진단하는 획기적인 방법이다. 이런 새로운 암 진단법이 가능하게 된 이유는 분자생물학적 연구기법의 발전으로 유전체 분석기술이 눈부시게 향상됐기 때문이다. 액체생검은 암의 전이를 조기에 찾아낼 수 있는 가능성이 있어 더욱 암 연구자들의 관심을 끌고 있다. 현재 암 환자를 치료하는 데 있어 암세포가 다른 장기로 전이되는 것은 해결해야만 하는 매우 중요한 숙제이기 때문이다. 이런 액체생검법이 현실화된다면 암의 조기진단이 가능해져서 암 환자의 생존율은 획기적으로 높아질 것이다. 액체생검이 매우 매력적인 또 다른 이유 가운데 하나는 검사가 매우 간편하다는 것이다. 신체를 찌르는 침습적인 조직 검사법은 종양이 눈에 보이는 크기가 되기 전까지는 검사가 불가능하다. 반면 액체생검은 비침습적이다. 혈액을 채취하거나 소변, 복수, 타액 등 인체 내에 존재하는 액체를 소량만 채취하면 되기 때문이다. 이런 이유로 액체생검법은 매우 획기적이고 이상적인 암 검사법이라고 할 수 있다. 또 항암치료 시 치료 반응을 조기에 예측할 수도 있기 때문에 방사선치료를 시행하는 필자 같은 의사에게도 매우 관심이 많은 분야다. 이런 새로운 분야는 우리나라가 의학이 발전한 미국이나 유럽과도 앞으로 경쟁해 볼 만하다고 생각한다. 하지만 치열한 글로벌 경쟁에서 이기려면 국가 제도의 정비가 필수적이다. 그리고 일관된 정책으로 암 연구자들에게 지속적으로 지원을 해 주는 것도 필요하다고 생각한다. 액체생검이라는 이름이 다른 암 진단법에 비해 친숙한 만큼 앞으로 효과적인 암 진단법으로 자리잡기를 희망한다.

몇 년 전부터 과학자들은 뇌의 특정 부위를 자기장으로 자극해서 기억력을 높일 수 있다는 사실을 발견했습니다. 본래 다른 질병의 치료 목적으로 개발되었던 경두개 자기장 자극(TMS·Transcranial Magnetic Stimulation) 기술을 이용해서 기억력을 향상할 수 있음을 알아낸 것입니다. 과학자들이 이 기술을 사용한 이유는 두개골을 절개하거나 구멍을 뚫는 침습적인 시술 없이 피험자의 뇌 깊숙한 부분까지 전기적으로 자극할 수 있기 때문입니다. 특히 기억력에 중요한 기능을 하는 해마(hippocampus)는 뇌의 안쪽에 있어 다른 방법으로 자극하는 것 자체가 위험합니다. 2014년 노스웨스턴대학의 연구팀은 해마와 연관되어 기억을 저장하는 역할을 하는 대뇌 피질부위를 경두개 자기장 자극 기술로 자극했습니다. 16명의 건강한 사람이 이 연구에 자원했는데, 사실 이들이 모르는 비밀이 있었습니다. 실제로 피험자들은 두 그룹으로 나뉘어 진짜 자기장 자극을 한 사람과 하지 않은 사람으로 구분되었던 것입니다. 자기장은 느낄 수 없으므로 참가자는 자신이 진짜 자극을 받았는지 알 수 없습니다. 물론 연구 결과는 실제 자극을 받은 사람의 기억력이 좋아지는 것으로 나타났습니다. 이를 전후로 여러 연구 결과가 발표되었습니다. 작년에는 다국적 연구팀이 TMS 기술을 이용해서 잊어버린 기억력을 다시 기억해 낼 수 있다는 것을 보여줬고 최근에는 다시 노스웨스턴대학의 연구팀이 HPM(hippocampal posterior-medial) 네트워크를 TMS로 자극해서 기억력 가운데서 사물의 크기, 모양, 색상을 기억하는 능력을 높이는 데 성공했습니다. 물론 이런 기억력 향상은 24시간 이내의 단기인 경우가 대부분입니다. 그래서 수험생들에게는 아쉬운 소식이지만, 아직 학습 능력 향상을 위해 사용하기는 시기상조입니다. 물론 과학자들의 목적 역시 시험 성적을 높이는 것이 아니라 좀 더 근본적인 것입니다. 과학자들의 첫 번째 목표는 우리 인간의 기억이 어떻게 저장되고 다시 호출되는지를 인체에 해를 끼치지 않고 연구하는 것입니다. 두 번째 과제는 알츠하이머 환자를 비롯한 기억력과 인지 능력 장애로 어려움을 겪는 환자를 도울 방법을 찾아내는 것입니다. 아마도 후자가 이런 연구를 진행하는 가장 시급한 목표일 것입니다. 물론 당장에는 어려운 목표지만, 다른 과학 기술 분야와 마찬가지로 뇌 과학의 발전 역시 우리가 예측하기 어렵습니다. 어쩌면 지금처럼 연구가 계속되면 질병을 치료하는 것은 물론 머리를 좋게 만드는 기계가 나올지도 모르는 일입니다. 그것이 인류에게 축복이 될지 아니면 재앙이 될지는 모르겠지만, 우리가 이런 기술을 개발할 만큼 현명하고 또 이 기술을 현명하게 사용할 수 있을 만큼 지혜가 있다면 더 좋은 세상을 만드는 데 쓰일 수 있을 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

생각만으로 움직이는 ‘로봇 팔’을 개발 중인 미국 미네소타대 연구진이 큰 성과를 거뒀다고 미국 과학전문 매체 사이언스데일리가 14일(현지시간) 전했다. 이 연구로 전 세계 수많은 마비 환자나 신경 퇴행성 질환 환자에게 도움이 되리라는 기대감이 모아지고 있다. 연구 책임자인 빈 히 미네소타대 교수(의공학과)는 “세계 최초로 뇌 임플란트 수술을 하지 않고도 생각 만으로 복잡한 3차원 환경에서도 사물에 손을 뻗어 쥘 수 있는 로봇 팔을 움직일 수 있었다”고 말했다. 연구진은 이 연구에 64개의 전극을 장착한 특수 모자를 착용하는 것으로 두뇌의 미세한 전기적 활동을 기록할 수 있는 비침습적 기술 ‘뇌파전위기록술’(EEG)을 사용했다. 여기에 뇌와 컴퓨터를 서로 연결하는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’(BCI) 기술을 기반으로 한 고도 신호 처리와 기계 학습을 통해 피험자들의 생각을 행동으로 변환할 수 있었다. 연구진은 이번 기술을 확립하기 위해 건강한 성인남녀 8명을 대상으로 일련의 실험을 진행했다. 피험자들은 자기 팔을 움직이는 상상으로 실제 3차원 공간의 로봇 팔을 제어하는 훈련을 받았다. 이들은 컴퓨터 화면의 가상 커서를 제어하는 방법을 배우기 시작했고 이후 실제 테이블의 일정한 위치에 놓인 사물을 대상으로 로봇 팔을 제어해 집어드는 방법을 배웠다. 결국, 이들은 자기 생각만으로 로봇 팔을 움직여 테이블 위에 무작위로 놓인 사물을 집어 3층 선반 위에 옮기는 작업까지 성공할 수 있었다. 그 결과, 피험자 8명 모두 로봇 팔을 제어하는 데 성공했다. 성공률은 일정한 위치에 놓인 물체를 집어드는 것이 평균 80% 이상, 테이블 위에 무작위로 놓은 물체를 선반 위까지 옮기는 것은 평균 70% 이상을 기록했다. 이에 대해 빈 히 교수는 “모든 피험자가 완벽하게 비침습적 기술로 작업을 완수했다는 점에서 이번 연구는 흥미롭다”면서 “우리는 이 기술에 마비가 있거나 신경 퇴행성 질환을 가진 사람들이 외과적 임플란트 수술 없이 자립하는데 도움이 되는 커다란 잠재력이 있다고 생각한다”고 말했다. 연구진은 “뇌-컴퓨터 인터페이스를 기반으로 한 이번 기술은 운동 능력을 지배하는 대뇌 영역인 운동 피질의 지리적 특성으로 인해 작동한다”고 말했다. 인간이 움직이거나 움직임에 대해 생각할 때 운동 피질의 뉴런(신경 세포)은 미세 전류를 생성한다. 서로 다른 움직임에 대해 생각하면 새로운 묶음의 뉴런들이 활성화되는 데 이는 이전 연구에서 기능성 MRI를 사용한 교차 검증으로 확인된 현상이다. 고도 신호 처리를 사용해 이런 묶음을 분류하면 연구진 사용한 뇌-컴퓨터 인터페이스의 기초가 된다고 빈 히 교수는 말했다. 이번 연구는 빈 히 교수가 3년 전 피험자들이 EEG 기술을 통해 소형 드론을 비행하는 데 성공한 기존 연구에 바탕을 두고 있다. 빈 히 교수는 “3년 전, 우리는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 기반으로 한 이 기술을 사용해 사물을 잡아 옮기는 더욱 복잡한 로봇 팔을 제어하는 것을 확신하지 못했다”면서 “우리는 이번 연구에서 높은 성공률로 이 기술을 활용할 수 있다는 것을 확인하고 깜짝 놀랄 정도로 기뻤다”고 말했다. 이제 그는 인간의 신체에 부착한 뇌 제어 방식의 로봇 팔다리를 실현하는 기술을 개발하거나 이번 기술이 뇌졸중이나 마비가 있는 사람의 경우 어떻게 작동하는지를 조사할 예정이다. 이번 연구성과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 최신호(12월 14일자)에 실렸다. 사진=미네소타대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr