공상과학(SF) 영화 ‘아바타’에는 부상으로 인해 다리를 움직이지 못하는 군인이 가상현실(VR)과 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 이용해 뇌와 연결된 또 다른 자아를 움직이는 모습이 나온다. 영화 ‘매트릭스’나 ‘엑스맨’에도 BCI를 활용해 만든 가상 세계가 등장한다. 재활의학자, 신경과학자, 전기·전자공학자로 구성된 연구팀이 BCI를 활용해 뇌 활동을 빠르고 정확하게 음성 및 문자로 전환해 주는 기술을 개발했다.이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 8월 24일자에 2편의 논문으로 실렸다. 한 편은 미국 스탠퍼드대, 하워드 휴스 의학연구소, 세인트루이스 워싱턴대, 브라운대, 하버드대, 매사추세츠 종합병원 공동연구팀이, 다른 한 편은 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대, UC버클리, 영국 재활 의료 기업 스피치 그래픽스 공동연구팀이 진행한 것이다. 전신 마비는 낙상, 충돌 사고 등에 따른 외상이나 척수 종양, 척수염 등의 질병으로 척수가 손상돼 뇌와 척수 간 신호 전달이 끊기면서 발생하는 증상이다. 환자들은 근육 마비로 인해 언어 능력까지 상실하는 경우가 많다. 이 때문에 과학자들은 전신 마비 환자의 운동 능력이나 의사소통을 위한 다양한 기술 개발에 나서고 있다. SF물에서처럼 생각만으로 의사소통하고 사물을 움직이는 BCI 기술이 대표적이다. 그동안 여러 기술이 나와 환자의 뇌 활동에서 음성 정보를 해독하는 일은 가능하지만 속도나 정확성이 떨어지고 사용 어휘가 제한적이라는 한계가 있었다. 스탠퍼드대가 주도한 연구팀은 뇌에 미세 전극을 삽입해 단일 뇌세포의 신경 활동을 수집하고 인공 신경망을 훈련해 환자의 생각을 빠르고 정확하게 컴퓨터 화면에 띄울 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 루게릭병으로 알려진 근위축성 측색경화증을 앓는 환자에게 이 기술을 적용했다. 그 결과 분당 62단어의 속도로 의사소통을 할 수 있음을 확인했다. 일반인의 대화 속도인 분당 약 160단어와는 여전히 차이를 보이지만 이전에 나온 유사한 기술들보다 3.4배 빠른 속도다. 또 단어 오류 정도는 9.1%로, 해독된 50단어 중 3~4단어만 잘못 표시된 수준이다.UCSF 과학자들이 이끈 연구팀은 미세 침이 부착된 전극을 두피에 꽂아 뇌 언어 피질 전체 신호를 감지할 수 있는 장치를 개발했다. 이들이 만든 BCI 기술은 뇌 신호를 해독해 텍스트, 음성, 아바타 세 가지 형태로 보여 준다는 점에서 이전 연구와 차이가 있다. 연구팀은 뇌간 뇌졸중으로 인한 중증 마비 환자에게서 수집한 신경 데이터를 해독한 뒤 인공지능(AI)을 심층학습 모델로 훈련했다. 그 결과 뇌 신호를 분당 평균 78개 단어로 바꿨다. 이는 스탠퍼드대 기술보다도 빨라 자연스러운 대화 속도에 훨씬 가깝다. 1000개 이상 단어가 포함된 문장으로 뇌 신호를 전환할 때 오류 발생률은 25%에 이르렀으며 3만 9000개 이상 단어가 포함된 문장에서는 28%로 나타났다. 속도에 비해 정확도가 다소 떨어졌다. 그렇지만 이 기술은 환자의 뇌파를 비언어적 표정까지 반영하는 아바타로 나타내 훨씬 자연스럽게 의사소통할 수 있다는 장점이 있다. 뇌 과학자인 니컬러스 램지 네덜란드 위트레흐트대 의대 교수는 이번 연구 결과에 대해 “신경 손상과 질환으로 인한 전신 또는 부분 마비로 목소리를 잃은 사람들에게 도움이 될 수 있을 것으로 본다”고 말했다.

지난해 말 통계청이 발표한 ‘2022 생명표’에 따르면 2021년에 태어난 아이들의 평균 기대수명은 83.6년으로 남자아이는 80.6년, 여자아이는 86.6년으로 나타났습니다. 1970년에 태어난 남녀 기대수명은 각각 58.7년, 65.8년으로 반세기 만에 남녀 모두 80세를 넘었습니다. 지금 같은 추세와 과학기술 발달을 고려한다면 백세시대가 되는 것은 시간문제일 뿐입니다. 그렇지만 기대수명 증가만큼 건강수명은 이를 따라가지 못하고 있는 듯싶습니다. ●장수 단백질 클로토, 인지 기능 개선 미국 예일대 의대, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경과학연구소, 웨이크 포리스트대 의대 공동연구팀은 장수 단백질이라고 불리는 ‘클로토’를 한 번 투여하기만 해도 늙은 원숭이의 인지 기능이 개선되는 것을 확인했습니다. 이번 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 노화’ 7월 4일자에 실렸습니다. 클로토는 그리스신화 속 제우스의 딸이자 생명의 실을 관리하는 책임을 맡은 운명의 세 여신 중 첫째입니다. 생명과학 분야에서 클로토는 장수 단백질로 알려져 있습니다. 실제로 앞선 많은 연구에 따르면 클로토는 생쥐의 수명을 연장하는 것이 확인됐습니다. 연구팀은 평균 22세의 늙은 붉은털원숭이 18마리에게 클로토를 체중 1㎏당 10㎍(마이크로그램)의 저용량으로 1회 주사했습니다. 그다음 작업 및 공간 기억력을 측정했습니다. 그 결과 저용량 1회 투여만으로도 인지 기능이 이전에 비해 획기적으로 향상되는 것이 확인됐습니다. 고용량, 다회 투여를 할 경우 효과가 더 좋지 않겠냐고 생각할 수 있지만 연구팀에 따르면 오히려 인지 기능 개선이 전혀 나타나지 않은 것으로 드러났습니다. 이 연구와 같은 약리학적 방법은 임상시험을 거쳐야 하기 때문에 실제 적용하기 위해서는 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다. 그런데 의학적 개입 없이도 고령자의 정신건강을 개선할 수 있는 방법도 나왔습니다. 남아프리카공화국 스텔렌보스대 의학·보건과학부 연구팀은 노인들이 젊은 세대와 정기적으로 만나 상호작용을 갖는 것만으로도 정신건강 개선에 큰 도움이 된다고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 7월 6일자에 실렸습니다. 일반적으로 보호시설에 거주하는 노인들에 대한 정신건강 진단과 치료는 쉽지 않다고 합니다. 연구팀은 양로원에 거주하는 여성 노인 10명을 대상으로 실험했습니다. 연구팀은 실험 참가자들의 불안과 우울 수준을 측정했는데 절반의 여성이 위험 수준인 것으로 나타났습니다. ●젊은이와 만날수록 정신건강 개선 연구팀은 양로원 주변의 유치원 아이들이 일주일에 1회 이상 1시간씩 방문해 노인들과 게임, 퍼즐 맞추기, 독서, 노래 부르기 등의 활동을 함께 하도록 했습니다. 그 결과 노인들의 불안과 우울증은 줄어들고 어린 시절에 대한 기억, 삶에 대한 목적의식 등에서 긍정적 효과를 촉진하는 것으로 확인됐습니다. 많은 사람이 오래 살기를 원합니다. 그렇지만 중요한 것은 단순한 장수가 아니라 건강하게 오래 사는 것입니다. 유병장수가 아닌 무병장수를 위한 많은 연구 결과가 나와 실용화됐으면 합니다.

인류에게 갑자기 다가온 생성형 인공지능(AI)은 전 세계적으로 산업의 판을 바꿀 것으로 예상된다. 그러면 오픈AI, 마이크로소프트, 구글 같은 규모 있는 AI 기술 인프라 기업이 없는 한국은 어떻게 해야 하는가? 원천기술 투자와 별개로 반도체, 자동차, 중공업, 엔지니어링, 건설 등 그동안 대한민국의 성장을 이끌어 온 주력 산업을 생성형 AI로 어떻게 혁신할 것인지 고민해야 한다. 생성형 AI 게임에서 오픈AI의 GPT 같은 AI 엔진기술 못지않게 중요한 자산이 기업들이 오랫동안 축적한 데이터다. 반도체 회사는 다양한 칩의 설계와 제조 과정에서 축적한 방대한 데이터를 가지고 있고, 조선 회사는 배의 설계와 건조 과정에서 나온 데이터를 축적하고 있다. 칩을 설계하는 다수의 팹리스 회사와 칩을 생산하는 소수의 파운드리 회사들이 분업하는 구조로 생태계가 바뀐 반도체 산업의 경우 이 두 그룹의 업무를 효율적으로 연결하는 것이 매우 중요하게 됐다. 축적된 데이터를 활용해 생성형 AI로 이 프로세스를 자동화하는 것이 앞으로 파운드리 사업에서 중요한 차별화 포인트가 될 것이다. 팹리스 회사들에 반도체 설계 소프트웨어를 공급하는 회사들은 이런 혁신을 벌써 시작했다. 조선산업의 경우도 비슷하다. 축적된 데이터와 생성형 AI 기술로 배의 설계와 건조 프로세스의 설계를 자동화하면 생산성과 수익률을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 문제는 이런 판을 바꾸는 혁신을 주도할 전문 지식과 데이터사이언스 능력을 겸비한 인재를 구하기 힘들다는 점이다. 우리 대학의 교육 체계에선 데이터사이언스와 응용 분야의 전공 교육들이 별개로 운영되기 때문이다. 현실적인 해법은 분야별로 허브 성격의 생성형 AI 벤처를 만들어 기존 기업과 연대, 세계시장을 공략하는 솔루션을 개발하는 것이다. 각각의 회사가 독자적으로 성공이 불확실한 길을 가지 않고 경험과 데이터를 모으면 새로운 벤처가 세계시장에서 성공할 가능성이 높아진다. 산업 생태계 혁신 전략 고민과 별개로 데이터사이언스와 도메인 지식을 겸비한 양손잡이 인재 교육에 대해서도 심각하게 고민해야 한다. 이미 UC버클리와 서울대가 10년 전부터 각각 다른 방식으로 양손잡이 인재 양성을 위한 체계를 만들어 왔다. 지난 5월 모든 학부생들에게 데이터사이언스 교육을 개방한 미국 UC 버클리는 2019년 만든 범대학 차원의 CDSS(컴퓨팅 C, 데이터사이언스 DS, 사회 S) 학사 단위를 정식 단과대학으로 승격시켰다. 50년 만의 단과대 설립으로, CDSS 대학은 다른 단과대와 달리 허브 대학이다. 공과대학과 전기컴퓨터공학부(EECS)를 공유하고 문리대, 통계학과와 사회과학 데이터랩을 공유한다. 뿐만 아니라 의대와 병원으로 유명한 인접한 UC샌프란시스코(UCSF)와는 전산 정밀의료 학위 과정을 공유한다. 대학의 사일로 체계를 주립대학인 버클리가 깨기 시작한 것이다. 2019년 필자가 이 대학을 방문했을 때 주립대학의 관료주의 한계는 여전했다. 1년 예산이 200만 달러에 불과했다. 버클리의 변화에 감동한 한 독지가가 2020년 2억 5200만 달러를 기부했다. 이어 이 대학에서 창업한 데카콘 데이터브릭스의 창업자 3명이 7500만 달러를 기부하면서 분위기는 반전됐다. 공공재정에 의존하는 교육의 질에 한계가 있다는 것은 누구나 다 알지만, 대학이 선제적 변화로 사회의 감동을 일으켜 문제를 해결한 것이다. 서울대도 버클리와 같은 때에 빅데이터연구원을 설립하고 2019년 교육부로부터 신규 교수 정원을 받아 2020년 3월 학부 전공에 상관없이 학생을 받는 허브 성격의 데이터사이언스대학원을 출범시켰다. 우리나라에도 버클리와 같은 큰 변화의 바람이 일기를 기대한다.

겨울에서 봄으로 바뀌는 3~4월에는 신체가 계절 변화에 아직 적응하지 못해 춘곤증으로 힘들어하는 이들이 많습니다. 여기에 밤을 대낮처럼 만드는 빛 공해까지 더해지면서 밤새 잠 못 이루고 뒤척일 수밖에 없습니다. 과연 잠은 우리에게 어떤 영향을 미칠까요. 체코 프라하 카렐대, 체코 과학한림원 공동 연구팀은 다소 뻔한 얘기 같지만 잠이 삶의 질과 직결된다는 조사 결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 3월 16일자에 발표했습니다. 연구팀은 2015~2020년에 실시한 체코 총인구조사(CHPS) 데이터 중 2155가구 4523명을 골라 수면 시간, 수면 패턴, 사회적 시차 등 수면의 질과 삶의 만족도, 웰빙, 주관적 건강 인식, 업무 스트레스, 행복감이라는 5가지 삶의 질을 비교했습니다. ‘사회적 시차’는 시간대가 다른 곳을 여행할 때 나타나는 시차처럼 이른 등교·출근이나 잦은 야근같이 사회적으로 요구되는 일정 때문에 개인 고유의 생체 시계와 일치하지 않는 현상을 말합니다. 연구팀이 같은 가구에 속한 가구원들을 모두 조사한 것은 똑같은 생활 환경에 사는 사람이라도 수면의 질에 따라 삶의 질이 어떻게 차이가 나는지를 보기 위해서입니다. 조사 결과 수면시간은 주관적 건강 인식과 행복감에 상당한 영향을 미치는 것으로 확인됐습니다. 사회적 시차와 수면 패턴은 삶의 만족도, 웰빙, 업무 스트레스에 밀접한 영향을 주는 것으로 나타났습니다. 이런저런 이유로 잠을 설치거나 충분히 자지 못했을 때 신경이 날카로워지고 업무나 학습 능률이 떨어지는 것만 봐도 알 수 있습니다. 그런가 하면 프랑스 클로드 베르나르 리옹1대학 신경과학연구센터, 영국 노팅엄대 의대, 스웨덴 웁살라대, 독일 뤼베크대, 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF), 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 애리조나대, 시카고대 공동 연구팀은 예방주사를 맞은 뒤 충분히 잠을 자야 백신 효과를 극대화할 수 있다고 15일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 3월 14일자에 실렸습니다. 연구팀은 미국국립보건원(NIH) 부설 국립생물정보센터에서 운영하는 생명과학·의학 분야 논문 데이터베이스 펍메드(PubMed)에서 백신 효능 관련 논문 165편을 메타 분석했습니다. 특히 인플루엔자, 간염, 코로나19 백신에 대한 수면 시간과 질, 항체 반응의 상관관계를 봤습니다. 분석 결과 백신 접종 이후 성인 권장 수면시간인 7~9시간에 못 미치는 6시간 미만의 잠을 잘 경우 백신 효과 지속 기간이 급격히 줄어드는 것으로 나타났습니다. 코로나19나 인플루엔자 백신은 접종 후 항체 지속 기간이 보통 6개월인데 수면 부족에 시달리는 사람은 2개월에 불과하다는 것입니다. 수면시간과 백신 효능 지속 기간의 상관관계는 여성에게서는 나타나지 않았지만 남성에게서는 강하게 나타났습니다. 이처럼 충분한 수면이 삶의 질을 높여 주고 건강에도 도움이 된다는 연구들이 쏟아지고 있습니다. 이 와중에 한국은 ‘주 69시간 근무’를 검토하고 있으니 한국 기업가나 관료들은 여전히 사람을 기계처럼 생각하는 18세기 산업혁명기 사고방식에 머물러 있는 것 아닌가 싶습니다.

13년 전 놀라운 영상과 아이디어로 전 세계인을 놀라게 한 SF영화 ‘아바타’의 속편이 다음달 개봉된다고 합니다. ‘아바타’에는 부상으로 다리가 움직일 수 없는 군인이 가상현실(VR)과 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 이용해 자신의 뇌와 연결된 또 다른 자아를 움직이는 모습이 나옵니다. 영화 ‘매트릭스’ 역시 BCI 기술로 만들어진 가상현실이 등장합니다. 생각만으로 의사소통을 하고 사물을 움직이는 BCI 기술은 1970년대 초 처음 등장했지만 가시적 성과를 내놓기 시작한 것은 뇌신경과학, 전자공학 기술이 빠르게 발전하기 시작한 21세기부터입니다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대, 웨일 신경과학연구소, UC버클리 전기·전자·컴퓨터공학과 공동 연구팀은 뇌의 움직임을 한 글자가 아니라 한 단어로 인식해 실시간으로 빠르게 문장으로 바꿔 주는 새로운 ‘신경보정술’을 개발했습니다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 11월 9일자에 실렸습니다. 신경보정술은 상실된 신경계 기능을 대체하는 장치입니다. 마비로 인해 말하거나 글씨를 쓸 수 없는 사람들의 의사소통을 돕기 위한 기술입니다. 기존에도 생각을 글자로 옮겨 주는 ‘포인트 앤드 클릭 타이핑’이라는 기술이 있었습니다. 스티븐 호킹 박사가 생전에 사용했던 것처럼 사지마비 환자가 눈동자의 움직임으로 컴퓨터 화면에 표시된 가상 키보드나 마우스를 원하는 글자로 이동시켜 타이핑하는 방식입니다. 엄격히 따지자면 생각이 바로 문장으로 전환되는 것이 아닐 뿐만 아니라 익숙해지는 데 시간이 오래 걸리고 타이핑 정확도는 50% 이하인 것으로 알려져 있습니다. 최근에는 눈동자 움직임이 아니라 환자의 생각을 모니터나 휴대전화에 표시할 수 있는 기술 연구가 활발하지만 해독 가능한 어휘가 제한적이라는 단점이 있습니다. 연구팀은 일반인을 대상으로 단어, 문장과 관련된 뇌 활동을 해독하는 장치를 개발했습니다. 이전처럼 알파벳 단위가 아닌 단어를 인식하는 방식으로 확장한 것입니다. 연구팀은 우뇌와 좌뇌를 연결해 주는 뇌교 부위에 뇌졸중이 생겨 심각한 경련성 사지마비와 언어장애를 겪는 36세의 남성을 대상으로 이번 기술을 실험했습니다. 그 결과 환자는 분당 29.4자의 속도로 1152개 단어로 된 문장을 컴퓨터에 띄우는 데 성공했습니다. 단어 오류율은 6.13%였으며 9000개 단어로 구성된 문장을 표시하는 데도 오류율이 단지 8.23%에 불과한 것으로 나타났습니다. 연구를 이끈 에드워드 창 UCSF 의대 교수(신경외과·신경학)는 “이번 연구의 궁극적 목표는 사지마비나 언어 구사에 문제 있는 환자도 의사소통할 수 있는 능력을 회복시켜 주는 것”이라고 설명했습니다. 이번 연구를 보면서 문득 SF에서처럼 다른 사람의 뇌를 해킹해 무슨 생각을 하고 있는지 빼낼 수 있는 기술도 나오지 않을까 하는 생각이 듭니다. 휴대전화는 보안프로그램으로 차단할 수 있겠지만 작정하고 뇌를 해킹하겠다고 하면 어떻게 해야 할까요. 좋은 의도가 반드시 좋은 결과만 가지고 오는 것이 아닌 것처럼 몸이 불편한 사람을 위한 기술을 나쁜 마음을 먹고 사용하려는 사람이 나타나면 어떻게 막을 수 있을까 하는 생각이 듭니다.

한국 과학자가 포함된 국제 공동 연구팀이 한국인 100만 명의 진단기록을 분석한 결과 치매와 심장질환이 동시에 발생한다는 사실을 확인했다. 한국과학기술정보연구원(KISTI), 가천대 의대, 카이스트, 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF), 이스라엘 벤구리온대 공동 연구팀은 100만 명 규모의 의료데이터와 차세대 유전체 서열분석 기술을 이용해 치매와 관련한 동반질환에 영향을 미치는 유전적 변이를 찾았다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경의학 분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’(Translational Psychiatry)에 게재됐다. 연구팀은 건강보험심사평가원에 있는 100만명 규모의 진단 기록과 대표적인 의학 빅데이터인 영국 바이오뱅크에서 수집한 20만명 규모의 유전변이 데이터와 장기간 추적 인지 및 행동기능 분석, 세포실험 결과, 인공지능 딥러닝 기반의 뇌·심장 MRI 영상분석 데이터를 활용했다. 연구팀은 이 같은 방대한 데이터를 초고성능 컴퓨터를 이용해 분석했다. 그 결과, 심장질환과 알츠하이머 치매는 동반질환 경향이 있음을 확인했으며 관련 유전자를 발견했다. 동반질환은 고혈압과 당뇨처럼 한 환자에게 두 개의 질환이 동시다발적으로 발생하는 패턴을 말한다. 이번 연구는 명확한 질환의 전후 관계를 보여주고 있지는 않지만 심장질환자의 경우 알츠하이머 치매 발병 가능성이 높다는 것을 의미한다. 동반질환 관련 유전자 변이는 두 가지 이상 질환에 관여하는 유전적 변이로, 하나의 유전변이가 있을 경우 다면발현현상으로 두 가지 이상의 질환을 유발할 수 있음을 예측할 수 있다. 연구팀에 따르면 ‘ADIPOQ’라는 유전자가 심장질환과 알츠하이머 치매 발병에 동시에 관여하는 것으로 확인됐다. KISTI 연구팀은 2019년에도 UCSF 연구진과 함께 미국 내 1000만명 규모의 의료 데이터를 활용해 조현병 환자의 동반질환 패턴을 밝혀내기도 했다.

2021년 노벨 생리의학상은 온도와 촉감을 느낄 수 있는 인체 수용체(자극을 받아들이는 세포)를 발견한 미국 과학자 두 명에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 4일(현지시간) 올해 노벨 생리의학상 수상자로 전기생리학자인 데이비드 줄리어스(66) 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 교수와 아뎀 파타푸티언(54) 스크립스연구소 하워드휴스 의학연구원 교수가 선정됐다고 밝혔다. 파타푸티언 교수는 중동 레바논 출신으로는 처음 노벨과학상을 수상했다. 노벨위원회는 “이들은 온도, 압력을 느끼는 분자를 발견함으로써 감각을 통한 느낌이 어떻게 작동하는지 원리를 밝혀내며 인류의 과학 및 의학 발전에 크게 기여했다”고 평가했다. 2004년 미국 린다 벅, 리처드 액설 교수가 후각 수용체와 시스템 구조에 대한 연구로 노벨상을 수상한 이후 17년 만에 감각기능과 관련된 신체 현상을 규명한 기초의학자들이 생리의학상을 수상했다. 줄리어스 교수는 매운맛을 내는 캡사이신이 인체 감각 중 압력과 온도에 관여하는 신경부위를 자극한다는 사실과 이와 관련한 인체 수용체 ‘TRPV1’을 처음 발견했다. 이 연구 덕분에 ‘맵다’는 것이 맛이 아니라 통각을 자극하면서 만들어진다는 사실이 알려지게 됐다. 또 파타푸티언 교수는 열, 냉기와 같은 기계적 자극이 신체에 어떤 현상을 나타내는지를 밝혀냄으로써 감각과 환경의 복잡한 상호작용에 대해 그동안 알려지지 않은 연결고리를 드러냈다. 김신형 세브란스병원 마취통증의학과 교수는 “이번 수상자들이 밝혀낸 것은 새로운 촉각 분자구조라는 기초연구 성과이지만 이에 그친 것이 아니라 난치성 만성통증과 신경병성 통증의 기전 이해에 새로운 시야를 제공했고 미래 통증치료제 개발에 새로운 가능성을 열었다”고 평가했다. 이번 생리의학상 수상자들은 상금 1000만 스웨덴크로나(13억 5340만원)를 반씩 나눠 갖게 된다. 한편 글로벌 정보서비스기업 클래리베이트가 ‘2021년 피인용 우수연구자’ 생리의학분야 연구자 중 한 명으로 한타바이러스를 발견하고 예방백신까지 개발한 이호왕 고려대 명예교수를 선정·발표하자 유력한 노벨생리의학상 후보로 거론되면서 기대감이 높아지기도 했다.

2021년 노벨 생리·의학상은 온도와 촉감을 느낄 수 있는 인체 수용체를 발견한 미국 과학자 2명에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 4일(현지시간) 올해 노벨 생리·의학상 수상자로 전기생리학자인 데이빗 줄리어스(66) 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 교수와 아르뎀 파타포티안(54) 스크립스연구소 하워드휴즈 의학연구원 교수가 선정됐다고 밝혔다. 파타포티안 교수는 중동 레바논 출신으로는 처음 노벨과학상을 수상했다. 노벨위원회는 “이들 2명의 과학자는 인체의 기본적 기능인 열, 압력을 감지하는 분자를 발견하고 그 원리를 밝혀냄으로써 인류의 과학과 의학 발전에 크게 기여했다”고 평가했다. 2004년 미국 린다 벅, 리처드 액설 교수가 후각 수용체와 시스템 구조에 대해 발견한 공로로 노벨상을 수상한 이후 17년만에 감각기능 관련한 신체현상을 규명한 기초의학자들이 생리의학상을 수상했다. 줄리어스 교수는 매운맛을 내는 캡사이신이 인체 감각 중 압력과 온도에 관여하는 신경부위를 자극하고 이와 관련한 신체수용체를 처음 발견했다. 이 연구 덕분에 ‘맵다’는 것이 맛이 아니라 통각을 자극하면서 만들어다는 사실이 알려지게 된 것이다. 또 파타포티안 교수는 열, 냉기와 같은 기계적 자극이 신체에 어떤 현상을 나타내는지를 밝혀냄으로써 감각과 환경의 복잡한 상호작용에 대해 그동안 알려지지 않은 연결고리를 밝혀냈다. 고려대 의대 한희철 교수는 “이번 수상자들이 밝혀낸 것은 캡사이신 수용체와 통증 원리라는 기초연구 성과이지만 이를 기반으로 최근 관절염, 신경통 등 통증관련 치료제 개발로 이어지고 있다”라면서 “인체에서 압력, 열과 관련된 부위는 많기 때문에 이들의 연구가 다양한 방향으로 발전해 나갈 것이라 점을 노벨위원회도 고려했을 것”이라고 설명했다. 김신형 세브란스병원 마취통증의학과 교수도 “이번 수상자들이 밝혀낸 것은 새로운 촉각 분자구조이지만 기초연구 성과로만 그친 것이 아니라 난치성 만성통증과 신경병성 통증의 기전 이해에 새로운 시야를 제공했고 미래 통증치료제 개발에 새로운 가능성을 열었다”고 평가했다. 이번 생리의학상 수상자들은 상금 1000만 스웨덴크로나(13억 5340만원)를 반씩 나눠 갖게 된다. 한편 글로벌 정보서비스기업 클래리베이트가 ‘2021년 피인용 우수연구자’ 생리의학분야 연구자 중 한 명으로 한타바이러스를 발견하고 예방백신까지 개발한 이호왕 고려대 명예교수를 선정·발표하자 유력한 노벨생리의학상 후보로 거론되면서 기대감이 높아지기도 했다. 노벨위원회는 5일 물리학상, 6일 화학상, 7일 문학상, 8일 평화상, 11일 경제학상 수상자를 차례로 발표한다. 시상식은 노벨상을 만든 알프레드 노벨 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름과 노르웨이 오슬로에서 열린다.

우울증으로 불리는 우울장애는 의욕저하와 우울감을 주요 증상으로 하면서 다양한 인지, 정신, 신체적 증상을 일으켜 일상을 어렵게 만드는 신경정신질환이다. 일시적인 우울감과는 다른 우울증은 매우 흔한 정신질환으로 미국이나 유럽 등에서는 우울증을 한 번이라도 겪는 사람이 10.1~16.6%에 이르는 것으로 알려져 있다. 약물치료나 정신치료가 주로 사용되고 있는데 우울증이 심한 경우는 약물치료도 시간이 오래 걸리거나 효과가 없는 경우도 간혹 있다. 과학자들이 미세전기 자극을 이용해 중증 우울증 환자도 치료할 수 있는 방법을 찾아냈다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경과학연구소, 의대 정신과학과, 신경외과, 영상진단학과, 신경학과 공동연구팀은 뇌에 약한 전기자극으로 다른 정신과적 치료로도 개선이 어려운 중증 우울증 환자를 치료할 수 있는 방법을 개발했다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 10월 5일자에 실렸다. 연구팀은 아동 시절 우울증이 발생해 다양한 치료에도 효과를 얻지 못한 36세 여성 우울증 환자를 대상으로 심부뇌자극(DBS) 실험을 했다. 실험에 참여한 여성은 우울증을 측정하는 여러 측정법 중 ‘몽고메리 우울증척도’(MADRS)가 36점으로 중증 치료저항성 우울증 환자이다. MADRS가 0~6점은 정상, 7~19점은 경도, 20~34점은 중등도, 34점 이상은 고도 우울증 환자로 구분된다.이번 연구에 활용된 DBS는 파킨슨병이나 무도병 같이 이상운동을 유발시키는 뇌신경질환 환자의 뇌 특정부위에 전극을 이식한 뒤 적절한 전기자극을 전달해 증상을 호전시키는 치료법이다. DBS는 우울증 환자에게는 거의 시도되지 않았던 치료방법이다. 연구팀은 환자에게 하루에 2~3번씩 10일 동안 저강도 전기자극을 제공한 뒤 뇌파와 행동관찰을 실시했다. 그 결과 약물을 이용해 치료할 때처럼 치료 저항성이 보이지 않았고 뇌파도 정상 수준으로 돌아왔고 우울증 점수도 절반 가량 줄어든 것으로 확인됐다. 이번 기술은 우울증 수준에 맞춰 전기자극의 강도를 조절할 뿐만 아니라 전기자극을 끄거나 켤 수 있다는 장점이 있어 치료 내성이 생기지 않는다는 장점이 있다는 평가를 받고 있다. 연구를 이끈 에드워드 장 UCSF 의대 신경외과 교수는 “좀 더 많은 환자들에 대한 임상연구 사례가 더 필요하지만 이번 연구결과는 우울증을 비롯한 다른 신경정신질환에 대해서도 맞춤형 치료를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

석탄, 석유 등 화석연료 사용은 지구온난화 뿐만 아니라 대기 오염의 직접적 원인이 되고 있다. 깨끗하지 못한 공기질이 건강에 도움이 안 된다는 것은 많은 사람들이 직관적으로 이해하고 있다. 그렇지만 실제 개인 건강이나 공중 보건 차원에서 얼마나 심각한 문제를 일으키고 있는지는 완전히 파악되지 못하고 있는 상황이다. 이런 가운데 대기오염이 영유아의 생명에 심각한 영향을 미치고 있다는 연구결과가 나와 충격을 주고 있다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF), 워싱턴대 공동연구팀은 대기오염으로 인해 매년 전 세계적으로 약 900만 명의 조산아와 저체중아가 태어난다는 분석결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 9월 29일자에 발표했다. 연구팀은 전 세계 각국의 보건의료지표와 함께 실내·외 대기오염 데이터를 모아 메타분석을 실시했다. 이번 연구는 대기오염이 영아의 출생시 체중, 산모의 임신중 건강상태에 어떤 영향을 미치는지에 대한 심층적인 첫 조사이다. 세계보건기구(WHO)는 전 세계인구 90% 이상이 심각한 실외 대기오염 상태에 노출돼 있고 절반 이상이 조리나 난방을 위해 석탄, 동물 배설물, 나무 등을 집 안에서 태우기 때문에 실내공기 오염에도 노출돼 있는 것으로 추정하고 있다. 이와 함꼐 WHO는 매년 전 세계에서 조산아 출산이 1500만명 이상에 이르고 있으며 신생아 사망률의 주요 원인이기도 하다고 지적했다. 또 저체중으로 태어나가너 미숙아로 태어난 아이들은 다양한 질병을 앓을 가능성이 커 삶의 질이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 연구팀의 이번 분석에 따르면 대기오염이 2019년 기준 전 세계 조산아 중 600만명, 저체중아 중에서는 약 300만명이 직접적인 영향을 받았다. 또 실내외 대기오염으로 인해 2019년에 50만명 이상의 신생아가 추가 사망했다고 연구팀은 분석했다. 특히 실내 공기오염이 심각하고 출산율은 높은 동남아시아 지역과 사하라 이남 아프리카에서 이 같은 추세는 심각하게 나타나고 있다고 연구팀은 지적했다. 연구팀의 분석에 따르면 개발도상국들 뿐만 아니라 선진국인 미국에서는 2019년에 실외 대기오염으로 인해 1만 2000명이 조산아로 태어난 것으로 확인됐다. 연구팀은 동남아시아와 남아프리카 지역에서 실내 대기오염을 완화시킨다면 전 세계의 조산아, 저체중아 발생률을 현재보다 78% 이상 낮출 수 있을 것이라고 제시했다. 이번 연구를 이끈 UCSF 세계보건과학연구소의 공중보건 전문가 라케시 고쉬 박사는 “실내외 대기오염에 따른 부담은 엄청난 수준이지만 충분한 노력을 기울이면 대부분 완화될 수 있다”라면서 “이번 연구는 대기오염이 성인들의 만성질환 뿐만 아니라 영유아 질병발생과 사망률의 주요 원인이라는 것을 보여주고 있다는데 큰 의미를 갖는다”라고 설명했다. 고쉬 박사는 “기후변화를 완화시키고 대기오염 수준을 낮추기 위한 조치를 취한다면 영유아들에게 상당한 공중보건상 이익을 줄 수 있다는 점을 이번 연구는 암시하고 있다”라고 덧붙였다.

신장(콩팥)은 노폐물을 걸러주고 체내 수분과 전해질 균형을 유지하는 중요한 역할을 담당하는 장기다. 하지만 불행하게도 신장 역시 여러 가지 질병에 걸려 기능이 떨어지거나 심한 경우 기능을 완전히 상실한다. 신장 기능이 거의 망가지면 결국 신장 이식이나 투석을 할 수밖에 없다. 삶의 질을 생각하면 신장 이식이 가장 이상적인 방법이지만, 평생 면역 억제제를 복용해야 하고 이식할 수 있는 신장을 구해야 하는 문제가 있다.  따라서 과학자들은 체내에 삽입할 수 있는 인공 신장을 개발하기 위해 많은 연구를 진행했다. 사실 신장의 기능을 대신할 수 있는 혈액 투석 기술은 크게 발전해 진짜 신장처럼 피를 걸러 노폐물과 필요 없는 물질을 제거할 수 있다. 다만 부피가 너무 커서 인체에 삽입하기가 힘들 뿐이다. 인공신장 개발은 진짜 신장처럼 작게 만드는 것이 가장 큰 기술적 난제다.미국 캘리포니아대 샌프란시스코캠퍼스(UCSF)의 과학자들은 여러 가지 기술적 난제를 극복하고 인체에 삽입할 수 있을 정도로 작은 인공신장의 프로토타입을 개발하는 데 성공했다. (사진) 연구팀이 개발한 인공신장은 1차로 피를 걸러내는 투과막인 헤모필터(hemofilter)에서 걸러진 소변에서 다시 필수적인 물질과 수분을 재흡수하는 세뇨관으로 구성되어 있다. 신장은 체중의 0.4%에 불과하지만, 하루 180ℓ의 피를 걸러낸다. 하지만 걸러낸 물질을 모두 소변으로 내보내면 손실을 감당할 수 없기 때문에 이를 다시 재흡수해 소변의 양을 하루 1-2L 정도로 줄이는 시스템을 지니고 있다. 아직 사람이 만든 시스템으로는 인간의 세뇨관 세포만큼 효과적으로 물질과 수분을 재흡수하기 어렵기 때문에 연구팀은 세뇨관세포를 배양해 인공신장에 삽입했다. 참고로 헤모필터는 실리콘 반도체막(silicon semiconductor membranes)으로 만드는 데 현재 기술로 대량 생산이 가능하다. 인공신장이 체내에서 진짜 신장처럼 작동하기 위해서 넘어야 할 마지막 관문은 에너지원이다. 연구팀의 해결책은 의외로 간단하다. 그냥 진짜 신장처럼 정맥과 동맥의 압력 차이를 이용한다. 이 인공신장은 큰 동맥에서 피를 받는 관과 걸러낸 피를 큰 정맥으로 흘려보내는 관, 그리고 걸러낸 소변을 방광으로 보내는 관으로 구성되어 있다. 연구팀은 이 인공신장을 동물 모델에서 검증한 후 사람에서 임상시험을 하기 위해 준비하고 있다. 아마 처음에는 진짜 신장의 기능을 100% 대체하기는 어렵겠지만, 점점 성능이 좋아지면 이식 장기 부족이나 면역 억제제 복용이 필요 없는 인공장기 시대를 열지도 모른다. 설령 이번에 임상시험에 실패해도 계속 도전이 필요한 이유다. 

지난해에 이어 코로나19와 함께하는 두 번째 추석이 코앞으로 다가왔다. 올 추석은 지난여름 시작된 4차 대유행이 쉽게 꺾이지 않아 긴장의 끈을 놓을 수 없는 상황이다. 그럼에도 불구하고 ‘더도 말고 덜도 말고 한가위만 같아라’라는 말처럼 추석은 먹을거리가 풍성하고 그동안 만나지 못했던 가족, 친지, 친구들을 한자리에서 만날 수 있는 때이다. 오랜만에 만난 사람들과 음식을 나누다 보면 평소보다 많이 먹게 된다. 이 때문에 전문가들은 명절 과식이 비만의 원인이 될 수 있다고 경고하기도 한다. 과연 그럴까.미국 보스턴아동병원, 하버드대 의대, 하버드대 보건대, 하버드대 진화생물학과, 국립노화연구소(NIA), 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대, 오하이오주립대, 듀크대 의대, 브리검여성병원, 덴마크 코펜하겐대, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 생명과학연구소 공동연구팀은 과식이 비만을 촉발시킬 수는 있지만 알려진 것처럼 직접적 원인은 아니라고 15일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘임상영양학’ 9월 14일자에 실렸다. 미국의 경우 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 성인의 약 70%가 고도비만과 과체중 상태다. 이 때문에 미 농무부(USDA)에서 마련한 ‘미국인을 위한 식이지침 2020~2025’에 따르면 “체중 감량을 위해 섭취하는 칼로리를 줄이고 신체활동을 통해 칼로리 소비를 더 늘려야 한다”고 조언하고 있다. 미국 이외 각국 공중보건 당국은 덜 먹고 더 많이 움직이라고 권고하고 있지만 비만율과 비만 관련 질병 유병률은 꾸준히 증가하고 있다. 사실 체중이 늘어나는 것은 에너지 소비보다 섭취가 많기 때문이라는 생각은 ‘에너지 균형 모델’을 기반으로 하고 있다.연구팀은 1900년대부터 현재까지 비만 관련 연구들을 메타분석한 결과 증가하는 비만율을 낮추기 위해서는 ‘에너지 균형 모델’이 아닌 ‘탄수화물·인슐린 모델’로 접근해야 한다는 결론을 내렸다. 연구팀은 비만을 제대로 이해하기 위해서는 사람들이 얼마나 많이 먹고 있는지보다 무엇을 먹고 있는지, 먹고 있는 식품이 호르몬과 신진대사에 어떤 영향을 미치는지를 살펴야 한다고 강조했다. 모든 종류의 칼로리가 신체에 똑같은 영향을 미친다는 생각을 바탕으로 하고 있는 에너지 균형 모델은 중요한 것을 놓치고 있다는 지적이다. 연구팀이 제시한 탄수화물·인슐린 모델에 따르면 비만은 혈당을 빠르게 높이는 정제 탄수화물의 과도한 섭취 탓에 유발된다. 정제 탄수화물은 인슐린 분비를 증가시키고 글루카곤 분비를 억제시켜 체내 지방세포들이 더 많은 에너지를 저장하도록 하고 근육이나 기타 신진대사 활성조직이 사용할 수 있는 에너지를 줄이도록 신호를 보낸다고 연구팀은 설명했다. 이렇게 되면 뇌는 신체에 충분한 에너지가 공급되지 못하는 것으로 착각해 신진대사를 느리게 만들어 계속 지방세포에 에너지를 비축하고, 배고픔을 느끼게 해 탄수화물 중심의 섭취를 유도한다. 많이 먹어 살이 찌고 그로 인해 계속 먹게 되는 것이 아니라 특정 음식의 섭취로 인해 신체에 에너지가 더 쉽게 축적되고 많은 음식을 섭취하게 된다는 것이다. 이번 연구를 주도한 데이비드 루드윅 하버드대 의대 교수(내분비학)는 “비만으로 골머리를 앓고 있는 많은 나라들에서는 음식의 양보다는 건강하지 못한 식품들의 소비가 증가하고 있다는 점에 주목해야 할 것”이라고 지적했다.

뇌졸중으로 말하는 능력을 잃은지 15년 이상 지난 남성에게 ‘뇌 임플란트’를 이식해 다른 사람들과 의사소통하는 데 도움을 줬다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아대 샌프란시스코캠퍼스(UCSF) 연구진에 따르면 ‘신경보정술’(neuroprosthesis)이라고도 불리는 뇌 임플란트 기술은 현재 단 한 명의 환자에게만 적용됐지만 앞으로 다른 마비 환자들이 의사소통하는데도 도움을 줄 것으로 기대를 모았다. 연구를 주도한 UCSF 신경외과 전문의인 에드워드 장 박사는 성명에서 “우리가 아는 한 이번 성과는 마비로 말할 수 없게 된 사람의 뇌 활동에서 완전한 단어를 직접 해독하는 데 성공한 첫 번째 사례”이라면서 “뇌의 자연스러운 언어능력 체계를 이용해 의사소통 능력을 회복하는 매우 유망한 가능성을 보여준 것”이라고 설명했다. 연구진은 뇌졸중으로 마비 증상이 생겨 20세의 젊은 나이부터 말할 수 없게 된 남성 환자의 언어 능력을 관장하는 뇌 부위에 다수의 전극을 부착했다. UCSF는 성명을 통해 “남성은 뇌졸중 후유장애로 머리와 목 그리고 팔다리의 움직임이 극도로 제한돼 있지만, 야구 모자에 부착한 포인터로 컴퓨터 화면의 글자를 누르는 방식으로 소통해 왔다”면서 “인지 기능은 손상되지 않았다”고 밝혔다. 연구진은 컴퓨터 알고리즘을 이용해 현재 30대 후반인 이 남성 뇌의 전기적 활동을 번역하는 동안 이 남성에게 제한된 어휘를 사용하도록 요청했다. 연구진이 기록한 영상에는 남성 앞에 컴퓨터 화면이 배치돼 있는 모습이 담겨 있다. 연구원이 이 화면을 통해 “좋은 아침”(Good morning)이라고 아침 인사를 건네자 몇 초 뒤 화면에는 남성이 “안녕”(Hello)이라고 생각한 것이 문자로 입력됐다. 연구원이 또 “오늘 기분 어때?”(How are you today?)고 질문하자 남성은 잠시 머뭇거리며 “매우 좋다”(I am very good)고 답했다.이에 대해 연구진은 “우리는 이 참가자의 피질 활동에서 나온 문장을 분당 중간값 15.2개 단어로 실시간 해독하며 단어 오류 비율은 중간값으로 25.6%”이라고 설명했다. 이 장치는 결국 익명을 요구한 환자가 “네”, “아니오”, “가족”, “청소”, “간호사” 등의 단어를 포함한 50개의 단어 어휘를 만드는 데 도움을 줬다. 이는 “아니오, 난 목마르지 않아요”와 같은 완전한 문장으로 확장됐다. 다만 이번 실험에 쓰인 전극은 영구적인 고정 장치가 아니다. 전극은 아직 실험 과정에 있어 두개골의 내부가 아닌 위쪽에 부착한 것으로 연속해서 사용할 수 없는 커다란 장치다. 연구 공동저자인 데이비드 모지스 박사는 “이는 자연적으로 의사 소통을 할 수 없는 사람에게 중요한 기술적 이정표이며 심각한 마비나 언어 장애를 지닌 사람들에게 목소리를 줄 가능성을 보여준다”고 지적했다. 장 박사도 “이 연구는 시작에 불과하다. 환자는 이 연구에 참여한 최초의 참가자”라면서 “이번 연구에서 처음으로 실험을 통해 뇌 임플란트로 언어 능력을 회복하는 것이 가능하다는 점을 증명했다”고 말했다. 이어 “하드웨어 측면에서는 더 많은 정보를 더 빠르게 기록할 수 있는 데이터 해상도를 갖춘 시스템을 구축해야 한다. 알고리즘 측면에서는 뇌에서 나오는 매우 복잡한 신호를 문자가 아니라 실제로 구두로 들을 수 있는 음성 단어로 번역할 시스템이 필요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디신’ 14일자에 실렸다. 사진=UCSF

국내에서는 지난 10일부터 코로나19 얀센 백신 접종이 시작되면서 기존 아스트라제네카, 화이자 백신 접종이 동시에 이뤄지면서 백신접종 인원은 빠르게 증가하고 있다. 백신 접종자에 대한 각종 혜택들을 정부기관이나 지방자치단체, 민간기업 등에서도 내놓고 있어 접종 속도는 가속화될 것으로 전망된다. 이 때문에 올해 안에 집단면역 형성이 가능할 것이라는 희망도 조심스럽게 나오고 있다. 이 같은 상황에서 각국 보건당국은 또다른 고민에 빠졌다. 어른들에게 예방접종을 해 집단면역을 형성하면 아이들도 코로나19에 대해 보호할 수 있을지, 아이들이 코로나19를 퍼트리지나 않을지에 대한 고민 때문에 백신접종 나이를 낮춰야 할지에 대한 것들이다. 11일 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 이 같은 보건당국의 딜레마를 소개하며 전문가들 사이에서도 이와 관련해 논란이 지속되고 있다고 밝혔다. 네이처는 브라질 상파울루주 소도시인 세라나의 사례를 소개하며 성인들이 백신접종을 맞으면 아동의 감염사례도 감소한다고 소개했다. 세라나는 ‘프로젝트S’라고 불리는 중국에서 만든 코로나19 백신인 시노벡에 대한 임상시험을 실시한 곳이다. 시노벡은 다른 백신들에 비해 예방률은 50% 수준으로 낮았고 중증전환이나 변이바이러스를 막지 못하는 것으로 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 백신 접종 덕분에 코로나19 감염환자는 80%, 사망자는 95%나 줄었다고 현지 연구팀에 의해 밝혀졌다. 세라나 인구 4만 5000명 중 성인은 62%에 불과했지만 백신접종 이후 아이들의 감염사례도 비슷한 수준으로 줄어든 것으로 나타났다. 백신접종률이 빠른 속도로 증가하고 있는 미국이나 이미 백신접종률이 높은 이스라엘 같은 곳에서도 올 1~5월까지 18세 미만 아동, 청소년의 코로나19 감염사례는 이전에 비해 84%나 감소한 것으로 나타났다. 실제로 이스라엘의 경우 지난 1월 중순 16세 이상 인구 10만명당 559명이던 감염률이 현재는 10만명당 1.5명으로 급감했으며 지난 3월 전면등교를 실시한 이후에도 현재 아동 감염률도 10만명 당 1.5명 수준에 불과한 것으로 조사됐다. 이에 대해 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 메디컬센터 모니카 간디 교수(감염병)는 “이 같은 사례들은 성인이 예방접종을 한다면 예방접종을 하지 않은 아이들을 비롯해 다른 사람을 보호하는 집단면역이 형성되고 있다는 것을 보여주고 있다”라며 “아이들이 성인들보다 바이러스를 전파시킬 가능성이 낮아 보이는 것이 사실”이라고 설명했다. 그렇지만 다른 전문가들은 이 같은 사실이 백신접종을 하지 않은 아동, 청소년들이 또 다른 확산의 ‘저수지’가 될 가능성이 낮다는 것을 의미하지 않으며 오히려 새로운 변이바이러스 확산의 촉매제 역할을 할 수도 있을 것이라는 우려를 표시하고 있다.영국은 현재 예방접종률이 60%에 이르고 있르고 있는데 5월 말 기준 초중등학교 아동청소년의 코로나 감염률이 10만명당 600건에서 100건으로 떨어졌다. 그렇지만 코로나19 감염에 강한 아동청소년에서 여전히 많은 감염자가 나오고 있는 것은 아이들이 여전히 코로나19 바이러스의 주요 전파자일 수 있다고 전문가들은 지적하고 있다. 영국 레스터대 의대 줄리언 탕 교수(호흡기질환·바이러스학)는 “백신접종 이후 아이들의 감염률도 눈에 띄게 줄고 있기는 하지만 성인들의 감소율처럼 큰 폭으로 떨어지지 않고 있는 것은 여전히 주목해야 할 점이며 이 같은 상황에서 당장 학교의 전면등교를 실시하는 것은 신중하게 접근해야 할 문제”라고 지적했다. 호주 멜버른 머독아동연구소 킴 멀홀랜드 교수(감염병·면역학)는 “아동 중에서 중증 코로나 환자가 나타나고 있지 않다고 해서 ‘감염이나 확산위험이 없다’고 봐서는 안된다”라면서 “더군다나 최근들어 나타나고 있는 다양한 형태의 변이 바이러스들이 아이들에게 미치는 영향도 명확히 알려져 있지 않은 상황이라는 점에 주목해야 할 것”이라고 말했다. 이들은 12세 아동 청소년들에게까지는 최소 1회 백신 접종이 필요하다고 조언하고 있다. 탕 교수는 “아이들에게도 백신을 접종하는 것이 무증상 감염의 잠재적 저장소로서의 위험과 새로운 변종 바이러스 출현을 막아 집단면역을 빠른 시일 내에 확보할 수 있게 해줄 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요즘 주식과 가상화폐의 인기가 워낙 높다보니 간혹 “그 때 왜 그 주식을 팔지 않았을까” “그 때 망설이지 말고 코인을 샀어야 했는데” “그 때 조금 더 투자하려고 했었는데” 등 과거의 선택을 후회하는 말을 하는 사람들을 볼 수 있다. 사람들이 하는 후회의 대부분은 잘못된 선택에 대한 것들이다. 잘못된 선택의 이유는 여러 가지가 있겠지만 신경과학자와 행동경제학자들은 불완전한 기억이 잘못된 선택의 주요 원인이 될 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 하스경영대학원, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경과학부 공동연구팀은 심리학과 행동경제학의 의사결정실험과 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 통해 사람들이 어떤 선택을 할 때 가장 좋아하는 것을 까먹고 우리가 어렴풋이 또는 잘못 기억하고 있는 것에 좌우된다고 14일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNSA’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 2811명의 성인 남녀를 대상으로 패스트푸드, 과일, 운동화, 샐러드 드레싱 등 6가지 종류의 소비재에 대한 선택을 조사했다. 우선 연구팀은 각각의 소비재 범주만 정해주고 좋아하는 브랜드나 종류를 선택하도록 한 ‘외부 메뉴 조건’(EMC) 조사와 소비재 범주 내에서 다양한 종류의 목록을 제시한 뒤 좋아하는 브랜드나 종류를 ‘내부 메뉴 조건’(IMC) 조사를 실시했다. 쉽게 이야기하면 EMC는 주관식, IMC는 객관식 평가라고 할 수 있다. 또 연구팀은 실험에 참가한 사람들 중 32명을 무작위로 선택해 EMC, IMC 조사를 실시하는 동안 뇌에서 어떤 일이 일어나는지 알아보기 위해 fMRI 촬영을 했다. 그 결과 사람들은 자신이 가장 좋아하는 항목보다는 덜 선호하지만 더 쉽게 기억하는 것들을 고른다는 사실이 확인됐다. 패스트푸드 같은 경우 EMC 조건에서는 많은 사람들이 맥도날드를 자신이 좋아하는 브랜드라고 선택했지만 IMC 상황에서는 다른 브랜드보다 맥도날드를 좋아하지 않는 것으로 나타난 것이다. EMC 상황에서는 맥도날드를 좋아한다고 선택한 사람들이 30%였지만 IMC 상황에서는 맥도날드를 좋아한다는 사람은 15%에 불과했고 나머지는 인앤아웃이나 칙필레 등 다른 브랜드들을 좋아한다고 답한 것이다.연구팀 관계자는 “미국인들에게 ‘좋아하는 패스트푸드점 세 개를 빨리 대보라’라고 하면 인앤아웃이나 칙필레를 훨씬 좋아하더라도 많은 사람들이 맥도널드, 웬디스, 버거킹을 대는 경우가 많다”라며 “기억력이 의사결정에 미치는 영향을 조사하기 위해 연구를 시작했다”고 말했다. 이 같은 특성은 과일이나 신발 등 다른 소비재를 선택하는데서도 똑같이 나타났다. fMRI 촬영에서도 사람들은 EMC에서는 뇌의 기억검색 영역과 가치평가 영역이 활성화되고 두 영역간 소통이 강화되는 것으로 나타났지만 IMC에서는 가치평가 영역은 활성화됐지만 기억영역의 활동은 적은 것으로 나타났다. EMC에서는 기억이 상황판단에 직접적으로 관여하는 경향이 강하게 나타난다는 것이다. 연구를 이끈 밍 쉬 UC버클리대 교수는 “IMC 상황이 원하는 것을 정확하게 결정할 있도록 도와주는 것이 사실”이라면서 “인생에서 맞닥뜨리는 대부분의 문제들은 IMC와 같은 객관식 문제가 아니라는 점에 주목한다면 제한적인 사람의 기억력이 의사결정에 지대한 영향을 미칠 수 있다는 것이 이번 연구의 의미”라고 설명했다. 연구에 참여한 행동신경학자인 앤드류 카이저 UCSF 의대 교수도 “사람들이 불완전한 기억 때문에 자신이 정말 원하는 선택을 못하는 경우가 많다는 것을 이번 연구를 통해 확인할 수 있었다”라며 “전통적 경제학 모델에 따르면 사람들은 모든 가능한 옵션에서 여러 가지를 고려한 뒤 합리적 결정을 내린다고 보기 때문에 후회할 일은 거의 없다고 주장하지만 실제로는 미리 주어진 옵션들 중에서 선택하는 것이 아니라 기억을 근거로 선택을 한다는 것”이라고 말했다. 카이저 교수는 “알츠하이머 환자는 기억력이 떨어지면서 의사결정능력도 상실하게 되는데 이번 연구로 의사결정능력이 어떻게 변화할 수 있는지 예측할 수도 있다”라며 “이번 연구결과는 소비자 조사, 공공정책 수립부터 퇴행성 신경질환 관리에 이르기까지 다양한 영역에 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대, 캐나다 매니토바대 의대 공동연구팀은 노화 세포를 제거해 몸속 세포시계를 거꾸로 돌려 노화 때 발생하는 각종 만성질환을 치료할 수 있는 방법을 찾았다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘메드’(Med) 5월 11일자에 실렸다. 연구팀은 면역세포 중 하나인 ‘불변자연살해세포’(iNKT)에 특정 단백질을 결합해 활성화시키면 노화되거나 손상된 세포를 쉽게 제거할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 이번 기술로 비만 생쥐를 치료한 결과 혈당 수치를 비롯한 각종 건강지표가 정상화되는 것을 확인했다. 폐섬유증을 앓는 생쥐의 경우는 손상된 폐세포가 회복되고 치료받지 않은 생쥐보다 생존 기간이 더 길어졌다는 점도 관찰됐다. 이번 기술을 활용하면 노화로 인해 생길 수 있는 각종 질병을 손쉽게 치료할 수 있을 것으로 연구팀은 전망했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“한국의 병원은 환자보다 의료 공급자 중심으로 운영되고, 안전하고 효과적인 치료보다 편의성을 좀 더 강조합니다.” 호텔 로비처럼 으리으리한 대학병원, 잘 꾸민 카페 같은 동네병원. 외형으로만 보면 세계 어느 나라 못잖다. 그런데 사람들은 왜 병원을 다녀온 뒤 고개를 절레절레 흔드는 것일까. 최근 ‘한국인의 종합병원’(생각의힘)을 낸 신재규(사진) 캘리포니아주립대 샌프란시스코(UCSF) 임상약학과 교수는 서울신문과 이메일 인터뷰에서 한국 병원들의 문제에 대해 의료 공급자 중심의 의료체계를 핵심으로 지적했다. 책은 4년 전 갑작스레 췌장암 진단을 받고 돌아가신 어머니의 치료와 돌봄을 위해 저자가 한국으로 와 대학병원, 대형약국, 동네의원, 동네약국 등 여러 의료기관을 두루 찾았던 경험을 토대로 썼다. 1차 의료기관인 동네의원이 위염으로 오인해 한 달 동안 투약 처방을 받았지만, 병세가 나아지지 않자 가족들은 대학병원으로 향한다. 동네병원이 위염으로 진단을 내렸던 터라 대학병원도 위염 전문 의사를 배정했다가 의사를 바꾼 뒤에야 췌장암 판정이 나왔다. 대학병원 의사들은 의무 기록을 미리 읽지도 않고, 현재 복용하고 있는 약에 대해 묻지도 않은 채 환자를 맞기도 했다. 초조한 환자와 가족 대신 모니터를 들여다보던 대학병원 의사는 “항암치료 하면 한 3개월쯤 살겠다”며, 그야말로 ‘남의 일’처럼 대한다. 책에는 환자나 환자 보호자가 직접 진료 3차 의료기관에 진료 예약을 하는 시스템, 환자에 대한 정보 공유 부족, 소견서를 제대로 살피지 않고 이를 받아 처리한 대학병원의 모습을 적나라하게 담았다. 이런 상황이라면, 결국 환자와 환자의 가족은 뒷전으로 밀리기 일쑤였다. 어머니가 황달이 심해 시술을 받아야 하는데, 대학병원은 환자를 금요일에 입원시키고 당일 저녁 11시 MRI 검사 일정을 잡는다. 빠른 처리에 감탄한 것도 잠시, 검사 일정이 이내 토요일 새벽 2시로 바뀐다. 저자는 복도에 쓰여 있는 ‘외래’ 두 글자를 보고 이내 병원의 속내를 깨닫는다. 돈을 벌기 위해 외래 환자를 대상으로 진료 시간 내내 비싼 MRI를 쉬지 않고 돌렸고, 어머니의 검사 일정이 뒤로 밀려난 것이다. 영리 추구에 여념이 없는 대학병원 탓에 저자의 어머니는 새벽에 잠도 제대로 못 잔 채 MRI 검사를 받아야 했다. 월요일 시술을 앞두고 감염 우려가 있는 암환자를 입원시켜 주말을 보내게 해놓고, 의사는 정작 주말 동안 코빼기도 보이지 않은 채 레지전트나 인턴이 분주하게 움직인다.간호사에게서 “환자가 욕창에 걸리지 않게 가족이 환자의 자세를 바꿔줘야 한다”는 말을 듣기도 했다. 살펴보니, 1명의 간호사가 무려 12명의 환자를 담당하고 있었다. 1명의 간호사가 많아야 5명을 돌보는 미국과 달리 환자 가족까지 의료에 동원되는 이유다. “병원이 입원환자들의 돌봄을 모두 담당하는 것이 가장 안전하고 효과적인 환자의 치료입니다. 이를 위해, 필요하면, 병원은 간호사 수를 적절하게 늘리고 간병인들을 직접 고용해야 한다고 생각합니다.” 저자는 미국과 한국의 의료체계와 비교하며 문제점을 조목조목 지적한다. “의사와 간호사 수를 늘린다 해도 의료체계를 개선하지 않으면 안 된다”면서, 특히 1차 의료기간과 의료체계 자체에 문제가 많다고 그는 덧붙였다. “한국은 1차 의료가 사실상 존재하지 않는 것과 마찬가지여서 현재로선 2차 의료 그리고 대학병원의 3차 의료가 어떤 의미가 있는지 의문입니다. 여러 의료제공자 간의 협력과 조정을 주도하고 이끌어낸 역할의 1차 의료제공자 제도를 조속히 확립해야 합니다.” 그의 어머니는 고통스러운 항암치료 탓에 온 가족과 친지들이 모인 마지막 식사도 제대로 하지 못했다. 항암치료가 시작되면 어떤 일이 벌어질지 의사가 잘 알려주지 않았다. 저자는 이를 두고 “아무리 의학지식이 뛰어나도, 환자에게 충분한 정보가 글과 말로 효과적으로 전달되지 않으면 의료사고가 일어날 수 있다”면서 “의대에서 학생을 선발할 때부터 의사소통 능력을 선발기준의 중요한 요소로 포함해야 한다”고 지적했다. 결국, 그의 어머니는 대학 병원을 나와 호스피스 병원에서 임종을 맞는다. 췌장암 진단 이후 동네병원과 대학병원에서는 고통스러웠지만, 그나마 호스피스 병원에서 환자로서 대우를 받으며 편안함을 느꼈다 한다. 그러나 호스피스 병원을 찾는 일 역시 쉽지는 않았다. 환자가 죽음을 맞이하기까지, 한국의 의료체계 전반에서 고민해야 한다고 그는 거듭 강조했다. “제도 안에 있는 사람들은 그 제도와 환경에 익숙해져 있어서 문제가 있는지조차 인지하기 어렵습니다. 그래서 제도 밖에 있는 사람이 제도 안에 있는 사람들보다 문제를 더 잘 볼 수도 있습니다. 우선은 문제가 무엇인지 인식해야 제도 개선도 할 수 있을 겁니다. 모두에게 익숙한 제도에 대해 문제를 제기했다면, 제가 그 역할을 조금이나마 했다고 생각합니다.” 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

췌장암 투병 어머니 이야기 책에 담아“MRI 돌리기 급급… 인턴이 주말 채워수가 낮은 탓 환자당 진료시간 짧아져맘놓고 진료할 수 있게 보상 방안 필요”동네병원에선 위염이었던 게 대학병원에선 췌장암 판정으로 바뀌었다. 금요일에 입원을 시키더니 주말 동안 의사는 코빼기도 안 보였다. 일흔셋 노모는 새벽 두 시에 일어나 MRI 촬영을 해야 했고, 초조하게 결과를 기다리던 환자와 가족 앞에서 의사는 무표정하게 말했다. “항암치료하면 한 3개월쯤 살겠네요.” 신재규 캘리포니아주립대 샌프란시스코(UCSF) 임상약학과 교수는 4년 전 췌장암 진단을 받은 어머니와 한국 병원에서 겪었던 몇 장면을 떠올렸다. 최근 서울신문과의 이메일 인터뷰에서 그는 “환자보다 의료 공급자 중심으로 운영되는 한국 의료체계 자체에 문제가 많다”고 지적했다. 황달이 심해져 입원한 어머니는 외래 환자들에게 밀려 새벽 2시에 MRI 검사를 받았다. 노모를 새벽에 깨워야 했던 신 교수는 복도에 적힌 ‘외래´라는 두 글자를 보고서야 깨달았다. 돈을 벌기 위해 외래 환자를 받아 진료시간 내내 MRI를 돌렸고, 어머니의 검사 일정은 자연히 밀리고 밀렸다. 수술 직전 주말 동안 환자를 돌본 건 레지던트나 인턴 의사였다. 이렇게 직접 경험한 의료체계의 문제점을 신 교수는 책 ‘한국인의 종합병원’(생각의힘)에 꾹꾹 눌러 담았다. 환자나 환자 보호자가 직접 진료 3차 의료기관에 진료 예약을 하는 시스템, 환자에 대한 정보 공유 부족, 소견서를 제대로 살피지 않고 이를 받아 처리한 대학병원의 모습이 적나라하다. 고통스러운 항암치료를 받은 어머니는 결국 대학병원을 나와 호스피스 병원에서 임종을 맞았다. 그나마 호스피스 병원에서 환자로서 대우를 받으며 편안함을 느꼈다 한다. 그렇게 어머니를 보내면서 신 교수는 환자가 죽음을 맞이하기까지 모든 과정을 한국의 의료체계 전반에서 고민해야 한다는 걸 절실히 깨달았다. 혹독한 항암치료를 제대로 된 설명 없이 받아야 했던 어머니를 떠올리며 “의대에서 학생을 선발할 때부터 의사소통 능력을 선발기준의 중요한 요소로 포함해야 한다”고 지적했다. 그는 책을 통해 한국은 진료 수가가 낮아 의사가 환자 한 명당 쓸 수 있는 진료 시간이 짧은 점을 지적하고, 의사가 시간에 쫓기지 않고 환자를 진료해도 경제적으로 불이익을 받지 않도록 보상해 주는 방안이 필요하다고 밝혔다. 무엇보다 국민들이 처음 마주하는 1차 의료기관의 역할에 방점을 찍었다. “제 경험엔 1차 의료가 사실상 존재하지 않았어요. 의료제공자 간의 협력과 조정을 주도하고 이끌어 내는 1차 의료제공자 제도부터 확립해야 합니다.” 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

과학저널 ‘사이언스’는 최근 캘리포니아 남부 지역을 중심으로 발견된 일명 ‘캘리포니아 변이 바이러스’가 감염력과 중증 증상 유발 가능성이 높고 심지어 백신을 무력화시킬 가능성도 큰 최악의 변이 바이러스라고 25일 전했다. 또 미국 뉴욕에서도 백신의 효력을 약화할 수 있는 신종 코로나 변이가 퍼지고 있다는 보도가 나왔다. 캘리포니아 변이를 연구한 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 연구팀은 지난해 9월 1일부터 지난 1월 29일까지 캘리포니아 44개 지역에서 수집한 4000여개의 검체에서 2172개의 유전체, 코로나19 입원 환자 324명의 의료기록을 분석했다. 그 결과 ‘B.1.427’과 ‘B.1.429’로 이름 붙여진 새로운 변이 감염자들이 코로나19 감염 환자에 비해 중환자실에 입원할 가능성이 4.8배 높고, 사망 가능성은 11배 이상인 것으로 조사됐다. 미국 동부에서도 컬럼비아대 메디컬센터 연구팀이 ‘B.1.526’으로 명명된 새로운 바이러스를 지난해 11월 뉴욕에서 채취한 표본에서 발견했다고 CNN이 24일(현지시간) 보도했다. 뉴욕 변이는 백신 저항력이 강한 남아프리카공화국 변이와 비슷한 특징을 보이는 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

과학저널 ‘사이언스’는 최근 캘리포니아 남부 지역을 중심으로 발견된 일명 ‘캘리포니아 변이 바이러스’가 감염력과 중증 증상 유발 가능성이 높고 심지어 백신을 무력화시킬 가능성도 큰 최악의 변이 바이러스라고 25일 전했다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 연구팀은 2020년 9월 1일부터 지난 1월 29일까지 캘리포니아 44개 지역에서 수집한 4000여개의 검체에서 2172개의 유전체를 분석했다. 또 UCSF 부속병원에서 치료를 받거나 입원한 코로나19 환자 324명의 의료기록을 분석했다. 그 결과 ‘B.1.427’과 ‘B.1.429’로 이름 붙여진 새로운 변이 코로나바이러스에 감염된 사람들은 다른 코로나19 바이러스 감염 환자보다 중환자실에 입원할 가능성이 4.8배 높았으며 사망 가능성은 11배 이상인 것으로 조사됐다. 또 변이 바이러스에 감염된 사람들은 호흡기 속 바이러스 양이 다른 코로나 감염환자보다 2배 이상 많아 다른 사람을 더 쉽게 감염시킬 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr