실험참가자 회상시 동일부분 활성 특정 세포 자극 개별기억 분석까지 새해가 시작되면 지난 한 해를 되돌아보고 새로운 계획을 세우거나 못다 이룬 목표를 달성하겠다고 결심합니다. 사실 지난해를 되돌아 본다고 해서 365일 일어난 모든 사건들을 기억해내지는 못합니다. 어떤 기억은 방금 일어났던 일처럼 또렷하지만 그런 일이 있었나 싶을 정도로 까맣게 잊는 경우가 더 많지요.같은 상황을 겪은 지인들과 이야기를 하다 보면 같은 상황에 대해서도 서로 다른 해석을 내놓거나 전혀 다른 기억을 갖고 있는 경우가 있어 당황할 때가 종종 있습니다. 미국 존스홉킨스대 뇌과학과 제니스 첸 박사는 사람들에게 영국 BBC에서 방송한 인기 드라마 ‘셜록’ 시즌1의 한 에피소드를 함께 보도록 한 뒤 특정한 장면을 회상해 설명하는 실험을 해 ‘네이처 뉴로사이언스’에 발표한 적이 있습니다. 실험 결과, 사람들마다 똑같은 장면을 다르게 기억하고 해석한다는 사실이 밝혀졌습니다. 첸 박사는 실험 대상자들이 기억을 되살리며 설명하는 동안 뇌를 자기공명영상(MRI)으로 촬영했는데 서로 다른 기억과 해석을 내놓기는 하지만 똑같은 영역이 비슷하게 활성화된다는 사실도 확인됐습니다. 최근 10년간 신경과학 분야와 영상진단 기술이 발달하면서 개별 기억들이 어떻게 만들어지고 다른 기억들에 영향을 주는지에 대한 기본 법칙을 밝히려는 시도들이 많아지고 있습니다. 어느 정도 성과도 거두고 있지요. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 지난 10일자에 이 같은 기억 연구의 동향에 대해 자세한 분석 기사를 실었습니다. 네이처에 따르면 지금까지 연구는 기억과 관련된 뇌의 위치나 일반적인 기억 형성 메커니즘을 찾는 데 집중됐지만 최근 들어서는 ‘하나’의 개별 기억을 추적하는 연구가 붐을 이루고 있다고 합니다. 흔히 기억이란 정보를 단순히 모아놓는 주머니나 저장이라고 생각하기 쉽습니다. 그렇지만 기억은 뇌의 한 영역에만 국한되지 않는 고도의 분산과 융합 과정이라고 합니다. 개별 사건들이 뉴런을 자극시켜 비슷한 기억들을 불러내 융합되면서 새로운 기억을 형성하고 강화한다는 것입니다. 그렇기 때문에 특정 기억 하나만을 ‘콕’ 집어서 추적하는 것은 쉽지 않은 일이었습니다. 최근에는 빛으로 특정 신경세포만 자극해 연구할 수 있는 광유전학 기술과 영상진단 및 인공지능(AI)을 통한 분석기술이 발전하면서 개별 기억만 골라내 분석하는 것이 가능해지고 있다고 합니다. 그 덕분에 하나의 기억이 어떻게 상호작용해 시간에 따라 변화하는지까지 추적할 수 있다고도 하네요. 이렇듯 뇌과학의 발달과 기억의 비밀이 하나하나 풀려가면서 나이가 들거나 질병을 앓았을 때 왜 기억력이 떨어지는지, 범죄 수사과정에서 증인의 기억이 어떻게 왜곡되는지도 밝혀낼 수 있을 것입니다. 결국 학습 효율을 높이고 기억력을 증진시킬 수 있는 방법을 찾아내겠지요. 러시아 출신의 세계적인 신경심리학자 알렉산드르 루리야 박사가 만난 ‘모든 것을 기억할 수 있는 남자’ 솔로몬 셰레셰브스키의 삶을 보면 많은 것을 기억하고 있는 것이 결코 축복이 되지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 망각하는 능력이 없어 과거의 현실이 눈앞에 생생하게 펼쳐졌던 셰레셰브스키는 몽상에 빠져 살다가 결국 정신병원에서 생을 마감했다고 합니다. 학생이나 기억하는 것보다는 잊는 것이 많아지는 나이대의 사람들에게는 그런 무한한 기억력이 부럽기는 할 것입니다. 그렇지만 곰곰이 생각해 보면 적당히 기억하고 적당히 잊을 수 있다는 것이 행복의 지름길이 아닐까 싶기도 합니다. edmondy@seoul.co.kr

희귀 소아암으로 죽어가는 5살짜리 손녀딸, 그리고 침대 바로 옆 의자에 앉아 또 다른 병으로 신음하고 있는 소녀의 할아버지. 두 비극을 담은 한 장의 사진 속 사연이 네티즌들의 심금을 울리고 있다.　사진을 공개한 사람은 다름 아닌 ‘앨리파커’라는 소녀의 엄마. 운동신경세포 질환을 겪고 있는 앨리의 아버지는 더 이상 말을 할 수 없다. 사진 속 일그러진 그의 얼굴 표정에서 심각한 고통을 느끼고 있음을 알 수 있다. 게다가 딸이 걸린 병은 치료와 생존율이 가장 희박한 ‘산재성 내재성 뇌교종’(diffuse intrinsic pontine glioma)이란 치명적인 소아 뇌종양.　 앨리는 이 두 사람이 수 주내로 죽을 수 있다는 사실을 알고 세상의 모든 것이 무너져 버린 듯한 심정이었다. 하지만 그녀는 딸처럼 유년기에 희귀암으로 고통받고 있는 아이들과 그 가족들을 위로하기 위해 용기 내어 몇 장의 사진을 공개했다.　 지난해 12월 뇌종양 진단을 받은 딸 ‘브레일린’은 며칠 전부터 상태가 악화됐다. 앨리는 몇 주 내에 딸과 아버지에게 작별 인사를 해야 한다는 사실을 직시하면서 “지금 이 세상은 정말 끔찍한 곳”이라고 분노했다. 하지만 그녀는 두 사람의 행복했던 시절의 사진들을 보면서 “이 두 사람은 내가 알고 있는 사람 중 가장 강한 사람들”이라며 마음을 다잡았다.　앨리는 “작년은 우리 가족에겐 매우 힘든 한 해였다. 올해는 얼마나 더 어려울지 설명할 수 조차 없지만 이미 시작된 거 같다”고 말했다. 또한 “며칠 후에 나는 사랑스러운 딸을 묻어야 할 것이고, 몇 달 아니 몇 주가 될지 모르지만 아버지 또한 그렇게 보내야 할 거 같다. 확실한 건 올해 안에 나의 두 영웅들이 모두 죽는다는 것이다”라고 덧붙였다.　“어떻게 이런 일이 우리에게 일어날 수 있나요?, 우리 중 누가 이러한 시련을 당하는 게 당연한가요?”, “그들이 왜 우리를 떠나야 하는가요, 우리가 해야 할 일은 도대체 무엇인가?” 등 그녀는 낙담과 체념, 아픔의 상처가 고스란히 반영된 말들을 쏟아내기도 했다. 하지만 플로리다 주 펜사콜라 출신의 그녀 가족은 이러한 아픔을 극복하기 위해 ‘체념’이 아닌 ‘긍정적인 마음의 변화’를 택했다. 최근 멕시코에서 획기적인 실험 치료법이 나왔다는 소식에 이들은 온라인 기금 모금 사이트인 ‘고 펀드 미’(Go Fund Me)를 통해 기부금을 마련했다. 하지만 딸이 살 수 있다는 희망의 빛도 잠시, 치료를 받기도 전에 의료진들은 브레일린의 종양에서 출혈을 발견했다. 결국 치료는 무산됐다. 다행스럽게도 현재까지 브레일린은 아직 살아 있으며 혈압, 맥박, 체온 등은 정상적인 상태를 유지하고 있다. 그녀는 여전히 인공호흡기에 의존하며 생명 연장을 유지하고 있다.　 앨리는 “딸은 아직도 우리와 함께 있고 병마와 잘 싸우고 있다. 여전히 강하다”고 말하며 새로운 치료법에 대한 희망의 끈을 놓지 않고 있다. 그녀는 산재성 내재성 뇌교종(DIPG) 질병에 대한 인식 제고와 자금 지원을 위해 활발한 활동 중이며 ‘Braylynn ‘s Battalion’란 이름으로 페이스북도 개설했다.　 “이러한 일은 누구에게도 일어나지 않아야 합니다. 이 세상에는 내가 현재 당하고 있는 아픔들을 똑같이 느껴야 할 만큼 악한 사람은 없습니다”, “내 딸은 충분히 행복한 삶을 누릴 자격이 있습니다. 이 병으로 고통받고 있는 모든 다른 아이들을 위해 누군가는 그 치료법을 꼭 알아내야 합니다“라는 엄마로서의 간절한 소망을 밝혔다.　 이 내용을 접한 많은 네티즌은 “너무 가슴 아픈 사연입니다. 하지만 치료법이 곧 나타날 걸로 확신합니다”, “힘내라 브레일린, 너는 꼭 회복될 거다” 등 많은 응원의 메시를 남겼다.사진·영상=Tracy Pearly Peterson 페이스북 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

아산사회복지재단은 제11회 아산의학상 수상자로 기초의학 부문에 김은준(왼쪽) 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 석좌교수, 임상의학 부문에 방영주(오른쪽) 서울대 의대 종양내과 교수를 선정했다고 10일 밝혔다. 김 교수는 인간 뇌 속의 신경세포를 연결하는 ‘시냅스’가 만들어지고 작동하는 원리를 1995년 세계 최초로 규명했다. 이후 주의력결핍과잉행동장애(ADHD)가 뇌의 신경 시냅스 단백질이 부족해 발생한다는 사실과 특정 신경전달 수용체가 과도하게 증가하면 사회성 결여로 연결될 수 있다는 사실을 입증했다. 방 교수는 위암에 대한 새로운 항암치료 연구를 수행해 표적항암제와 면역항암제의 치료 효과를 입증한 공로를 인정받았다. 방 교수가 개발한 위암 수술 후 보조화학요법은 위암 재발률을 44% 줄여 우리나라와 미국 등 여러 나라의 표준치료법으로 자리잡았다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

요리된 생선이 꿈틀대는 끔찍한 순간이 포착됐다. 지난 4일(현지시간) 영국 데일리메일에 따르면 최근 중국 후난성 중남부 헝양시의 한 음식점에서 튀겨진 생선이 움직이는 영상이 웨이보에 게재됐다. 지난해 12월 말에 게재된 영상에는 튀겨진 채 쟁반 위에 놓여진 물고기들의 모습이 보인다. 튀겨진 생선 4마리. 그들 중 1마리가 갑자기 꿈틀대기 시작한다. 튀겨진 생선의 배가 갈라지며 두 조각으로 나뉜다. 생선의 계속된 움직임에 주변 여성이 생선의 부서짐 걱정하며 “안돼!”란 말을 반복한다. 해당 영상을 접한 네티즌들은 “살아 있는 물고기를 튀기는 것은 너무 잔인하다”, “왜 튀기기 전에 물고기를 죽이지 않았을까요?”, “신경세포가 죽을 만큼 이 생선은 충분하게 튀겨지지 않았다” 등의 비판적인 댓글을 달았다. 사진·영상= The AIO Entertainment youtube 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

새해 인사로 가장 많이 주고받는 덕담 중 하나는 건강에 관한 것이다. ‘소원 성취’도 좋고, ‘대박 기원’도 좋으나 아픈 데 없이 건강해야 무엇이든 의미가 있을 테니 말이다. 건강을 위해서 운동, 식이요법, 건강보조제 등 다양한 방법이 활용되고 있지만 건강을 유지하는 기본은 역시 충분한 수면이다. 잠이 부족하면 심장이나 뇌혈관 질환, 당뇨, 고혈압, 비만 등의 위험이 커진다는 사실은 이미 널리 알려져 있다. 이에 더해 뇌 속 알츠하이머성 치매 유발 물질 분비가 늘어난다는 연구 결과가 최근 나왔다.미국 워싱턴주립대 의대 신경학과 랜덜 베이트먼 석좌교수팀은 밤에 잠을 자지 않고 깨어 있으면 뇌가 알츠하이머 유발 단백질 성분인 베타아밀로이드를 청소하는 것보다 생산하는 양이 많아져 남은 양이 쌓이게 된다는 연구 논문을 국제학술지 ‘신경학회보’에 게재했다. 베타아밀로이드는 뇌의 정상적 활동에 따른 부산물로, 이 성분이 지속적으로 쌓이면 뇌신경세포와 신경회로가 손상될 수 있다. 기존에도 수면 부족이 베타아밀로이드 수치에 영향을 미친다는 연구 결과들이 나왔지만 베이트먼 교수팀은 이 메커니즘을 보다 정교하게 규명함으로써 수면 장애가 인지력 저하와 치매 위험을 키우는 요인이라는 점을 분명히 제시했다. 미국 국립수면재단이 권고하는 성인 수면 시간은 7∼9시간이다. 한국갤럽이 지난해 7월 국내 만 19세 이상 성인 1004명을 대상으로 실시한 수면 실태 조사를 보면 평균 수면 시간이 6시간 24분에 불과했다. 청소년들도 잠이 부족하긴 마찬가지다. 서울시의 2015년 조사에서 서울 거주 청소년의 평균 수면 시간은 6시간 6분이었다. 수면장애로 병원을 찾는 환자들도 꾸준히 늘고 있다. 국민건강보험공단에 따르면 2016년 수면장애 환자 수는 49만 4000여명으로, 2012년 35만 8000명에 비해 약 38% 증가했다. 한국은 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 노동 시간은 두 번째로 길고, 수면 시간은 가장 짧은 나라다. 과거 근면과 성실을 발판으로 눈부신 경제발전을 일군 덕에 아직도 잠을 줄여 공부하고, 일하는 것을 미덕으로 여기는 풍토가 남아 있다. 하지만 창의력과 집중력이 중시되는 시대에는 투입되는 시간과 생산성이 정비례하지 않는 경우가 많다. 적당한 휴식, 충분한 수면은 건강 유지에 꼭 필요한 요인일 뿐 아니라 생산성 향상에도 긍정적인 요소라는 점을 인식하고, 그에 맞춰 사회 시스템을 변화시키는 게 중요하다. 새해에는 모든 이들이 ‘잠 잘자는 복’을 누리길 기원한다.

새해에는 ‘담배를 끊겠다’ ‘술을 줄이겠다’ ‘운동을 하겠다’ 등 다양한 결심을 하지만 작심삼일로 끝나기 일쑤다. 그런 지키기 어려운 결심보다는 좀 더 지키기 쉽고 뇌 건강에도 도움이 되는 ‘잠을 더 많이 자겠다’는 결심을 하는 것은 어떨까.잠이 부족하면 알츠하이머 치매를 유발하는 단백질이 점점 늘어난다는 연구결과가 발표됐기 때문이다. 미국 워싱턴주립대 의대 신경학과 랜덜 베이트먼 석좌교수팀은 밤잠을 이루지 못하고 깨어있는 경우 뇌가 알츠하이머 유발 단백질을 더 많이 생산해 축적된다는 연구결과를 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 최신호에 발표했다. 베타아밀로이드 단백질은 뇌의 정상적 활동에 따른 부산물이지만 이 단백질이 많아질 경우 찌꺼기인 플라그가 뇌 곳곳에 쌓이면서 뇌신경세포와 신경망이 손상된다. 기존에도 깊은 잠을 자는 동안 뇌가 베타아밀로이드를 제거하고 수면무호흡증 같은 수면장애가 있는 사람들의 경우 이 단백질이 일반인들보다 더 많이 쌓이게 된다는 연구결과가 나오기도 했다. 연구팀은 30~60세 남녀 8명을 대상으로 정상적인 수면을 취하도록 하고 뇌와 척수액에서 베타아밀로이드 수치를 측정했다. 4~6개월 뒤에는 밤에 깊은 잠을 자지 못하도록 하거나 밤을 새도록 한 상태에서 똑같은 측정을 했다. 그 결과 잠을 제대로 이루지 못했을 경우 베타아밀로이드 수치는 정상적으로 잠을 잤을 때보다 25~30%나 높은 것으로 나타났다. 이는 유전적으로 알츠하이머 치매증상이 발병하는 사람의 뇌 속에 있는 수치와 같은 수준이라고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 또 깨어 있을 때와 잠을 잘 때 뇌의 베타아밀로이드 청소율은 동일하지만 깨어 있을 때는 생산량이 훨씬 더 많아 결국 수치가 높아진다는 점도 발견했다. 기존에 잠이 부족하면 청소능력이 떨어지기 때문이라는 분석과는 다른 결과였다. 연구팀은 수면보조제를 복용하고 잠을 들 경우는 정상적으로 잠을 들었을 때와는 달리 베타아밀로이드 감소량이 많지 않은 것을 확인했다. 베이트먼 교수는 “이번 연구결과는 수면장애가 베타아밀로이드 생산-청소 메커니즘을 교란시켜 인지능력 저하와 알츠하이머 위험을 키우는 요인임을 분명히 보여준다”며 “수면 부족이나 수면장애처럼 만성적으로 잠이 부족하면 베타아밀로이드가 증가하지만 하루 밤 정도의 불면이나 밤샘은 알츠하이머 발병에 전반적 영향을 주지는 않을 것”이라고 말했다. 연구팀은 이번 연구결과가 만성 수면장애 환자들의 뇌 속에 쌓이는 베타아밀로이드 플라그 제거 방법을 알아내는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간의 가장 친한 친구라고 하면 개가 떠오른다. 오래전부터 인간과 가장 가까이 지내왔기 때문이다. 올해 나온 DNA 연구에도 4만 년 전 늑대 무리에서 분기했다고 하니 그야말로 가장 오랜 친구인 셈이다. 그렇다면 다른 동물도 아닌 개가 특히 우리와 가장 친해진 비결은 무엇일까. 올 한 해 개와 인간을 주제로 한 세계 여러 나라의 연구진이 발표한 연구를 정리해봤다. ● 인간 마음 잘 안다? 성격 파악에 감정 동화까지 개는 어떨 때 보면 정말 인간 같다. 지난 3월 스위스 취리히대 연구진은 개가 인간의 성격을 파악해 이용할 수 있는지 살폈다. 섭외한 개들에게 임의로 먹이를 빼앗는 ‘경쟁자’나 먹이를 양보하는 ‘협조자’인 사람을 배정하고 각각 맛있는 소시지가 든 상자와 맛있는 비스킷이 들어있는 상자, 그리고 아무것도 없는 빈 상자 쪽으로 인도하게 했다. 이후 주인과 원하는 상자 쪽으로 가면 내용물을 먹게 했다. 그 결과, 개는 경쟁자를 협조자보다 빈 상자로 인도할 확률이 높았다. 또 협조자를 경쟁자보다 협조자를 소시지 상자로 데려갈 확률도 높았다. 이런 경향은 실험을 반복할수록 짙어졌다. 심지어 개는 인간의 감정에 쉽게 동화했다. 지난 4월 오스트리아 빈수의대 연구진은 개가 사람이나 다른 개가 내는 감정적인 소리에 자기감정을 맞추는 경향이 있다고 발표했다. 개는 특히 부정적인 소리에 더 민감하게 반응하고 부정적인 정서 상태를 보였다. 심지어 다른 개보다 사람 소리가 날 때 반응이 컸다. 이는 개가 긍정적이거나 부정적인 정서를 나타내는 소리를 구별할 뿐만 아니라 특히 인간의 감정에 민감함을 보여준다. 이 연구에서 개는 사람과 개의 부정적인 소리에 ‘정서 전이’ 패턴을 보였다. 정서 전이는 공감의 기본 요소로, 두 개체 사이에 자동적인 동시에 무의식적으로 정서 상태가 일치함을 뜻한다. 특히 이는 사람을 포함한 영장류부터 설치류에 이르기까지 다양한 종에서도 입증됐다. ● 독심술 아닌 소통 노력파…꾸준히 메시지 보내 개는 독심술이라도 쓰는 것일까. 사실은 우리와 소통하려 애쓰고 있을 뿐이다. 영국 포츠머스대 연구진은 개는 인간에게 관심 받으려 표정을 활용한다는 연구 결과를 발표했다. 이는 표정을 인간과 소통하는 도구로 활용한다는 것이다. 사람을 앞에 둔 개의 표정 변화를 관찰한 결과, 사람이 자신을 쳐다보면 표정이 다양하게 변했다. 반면 사람이 등을 돌리거나 다른 곳을 바라보면 개의 표정 변화 역시 줄었다. 특히 개는 눈을 크게 뜨거나 혀를 내밀 때가 많았는데 이는 우리의 관심을 받고 싶어 하는 행동이 분명하나 각 표정에 따른 뜻은 알아내지 못했다. 그런데 개가 혀를 내미는 행동에는 상대를 진정시키려는 의도가 있는 듯싶다. 영국 링컨대와 브라질 상파울루대 연구진은 개가 혀를 날름거리거나 입술을 핥는 행동은 화 난 사람의 얼굴을 봤을 때 의사소통을 시도하는 것이며, 사람의 감정을 인식하는 것과 연관성이 있음을 밝혀냈다. 특히 개는 사람의 얼굴과 목소리에 더 반응했는데 화 난 사람의 얼굴을 보면 혀를 날름거리는 행동을 자주 보였다. ● 다른 동물보다 똑똑…경험 바탕으로 친구 되기로? 어쩌면 개는 과거 경험을 통해 우리와 친구가 되기로 했던 것일지도 모르겠다. 미국 테네시주 밴더빌트대 연구진에 따르면, 개의 대뇌피질 뉴런(신경세포)은 약 5억 3000만 개인 반면 고양이의 것은 약 2억 5000만 개로 나타났다. 그 개수는 사고력과 기획력, 복잡한 행동력 등과 연관성이 있으며 지능을 정하는 데 큰 역할을 한다. 참고로 인간은 그 개수는 160억 개에 이른다. 연구진은 “인간을 포함한 동물이 지닌 뉴런의 개수는 그 동물의 지적 정신 상태와 행동 능력 등을 정하며, 과거 경험을 바탕으로 앞으로의 일을 예측하는 사고력의 수준이 달라진다”면서 “다만 뇌가 크다고 해서 대뇌피질의 뉴런 개수가 많다고는 볼 수 없다”고 설명했다. 예를 들면 골든래트리버가 자기보다 몸집이 3배 큰 불곰보다 대뇌피질 뉴런이 더 많다. 또 뇌의 크기와 대뇌피질 뉴런의 개수를 비율로 보면 가장 똑똑한 포유류 중 하나는 라쿤이다. 라쿤의 뇌 크기는 고양이 정도에 불과하지만 대뇌피질 뉴런 개수는 개와 거의 비슷하다. 그렇다고 해서 고양이가 멍청하다는 말은 아니다. 최근 일본 교토대 연구진은 고양이도 개만큼 똑똑하다는 연구 결과를 발표했다. 고양이도 개처럼 어디서 무엇을 먹었는지를 정확히 기억했는데 이는 일화적 기억이라고 한다. 개인이 경험한 사건을 공간적, 시간적 맥락에서 기억하는 것을 말한다. 또 고양이는 개처럼 사람의 제스처, 표정, 감정에 반응하는 게 실험 결과로 드러났다. 개에게는 특별한 뭔가가 있는 것 같다. 앞으로도 많은 연구를 통해 개에 관한 새로운 사실이 계속해서 드러나길 바라본다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

소리의 과학/세스 S 호로비츠 지음/노태복 옮김/에이도스/400쪽/2만 2000원 태초에 ‘굉음’이 있었다. 진공상태의 우주와 달리 45억년 전 지구는 탄생 순간부터 시끄러웠다. 신생 지구를 강타하는 소행성들의 융단폭격으로 뜯겨 나간 지표 덩어리는 잔해가 돼 하늘로 솟구쳤고, 지구가 냉각되는 과정에서 빗소리가 등장했다. 신간 ‘소리의 과학’을 쓴 음향신경과학자이자 음악가인 세스 S 호로비츠는 2009년 나사의 한 연구소에서 초속 15㎞로 발사체를 날릴 수 있는 버티컬 건으로 지구의 탄생 과정을 재현했다. 실험이 반복될 때마다 그가 설치한 초음파 마이크에는 쿵, 투두둑, 쉬이익 등의 소리가 녹음됐고, 그러다 어느 순간부터 거친 소음이 미친 듯이 연속됐다. 그건 지구가 노래를 부르는 장엄한 사운드트랙이었다. 우리는 흔히 인류의 생존 능력을 시각과 연결시킨다. 빛의 속도는 초속 30만㎞로, 공기 중의 소리 속도(초속 340m)보다 88만배 이상 빠르다. 인간이 청각보다 시각에 더 빠르게 반응할 것으로 생각되지만 실제로는 정반대다. 청각이 시각보다 훨씬 빠르고 정교하다.인간의 뇌는 시각적 정보에는 초당 15~25번의 변화만 인식하지만 소리에 대해서는 초당 수천 번의 변화도 지각한다. 귀 안에 있는 유모세포는 초당 5000번까지의 진동을 느낄 수 있고, 외부 소리가 청신경을 거쳐 우리 뇌에 인지될 때까지의 시간은 50밀리초도 채 걸리지 않는다. 게다가 청각은 촉각, 후각, 미각보다 인지 범위도 훨씬 넓다.이 책은 30년간 소리에 빠져 지내 온 과학자가 풀어놓는 소리에 관한 거의 모든 이 야기와 더불어 소리와 인류 진화의 연관 관계를 과학적 통찰로 전개하고 있다. 지구상에 특수하게 제작된 공간을 빼고 소리가 존재하지 않는 곳은 없다. 모든 생명체는 소리로 소통하며, 정보를 파악하고 진화해 왔다. 시각 능력이 거의 없는 동굴물고기나 인더스강돌고래 등 후각과 미각이 제한적인 동물은 있지만 청각이 없는 생명체(청각 상실 환자를 뺀)는 존재하지 않는다. 저자가 진화와 생존의 비밀을 청각에서 찾는 이유다. 24시간 작동하는 경보 시스템 역할을 하는 청각이 진화적 유산이라는 걸 체감하는 건 의외로 손쉽다. 맹수들의 으르렁대는 저주파 소리는 인간에게 본능적으로 두려움을 준다. 침묵과 정적은 긴장감을 고조시키고, 발명된 지 300년도 채 되지 않은 칠판을 긁는 소리는 우리를 몸서리치게 한다. 저자는 온갖 소음이 가득 찬 연회장에서도 친한 사람의 목소리를 곧바로 알아채는 우리의 능력도 진화의 산물이라고 설명한다. 특히 흥미로운 건 머릿속 ‘뇌’도 소리를 낸다는 사실이다. 뇌가 만들어 내는 소리를 녹음하는 데 성공한 저자는 이를 “마음이 빚어내는 노래”라고 표현했다. 뇌에 전극을 밀어 넣고, 신경세포의 전기적 변화를 소리로 변환시킨 결과 신경단위인 뉴런마다 제각각 소리를 낸다는 것이었다. 그중에는 규칙적인 딸깍거림도 있고, 때로는 죽어 가는(기능이 소멸된) 뉴런의 애처로운 ‘유언’도 있었다. 각 뇌의 발달 상태, 건강, 활동 상황에 따라 특정 부위의 신호는 증폭하거나 감쇄하면서 제각각 다른 소리들이 화음을 빚어냈다. 물론 저자는 “어떤 과학자도 뇌나 마음이 무엇인지 여전히 밝혀내지 못했고, 뉴런들이 내는 소리들은 실제로는 세포막의 이온 채널이 칼륨을 방출하는 것이어서 큰 의미는 없다”고 말한다. 하지만 그는 뉴런들이 오케스트라처럼 저마다 개성을 드러내는 소리를 내는 건 마음의 활동이라고 평하며, 이는 흡사 성간우주만큼 광대한 미지의 영역이라고 덧붙였다. 그래서 소리를 많이 내는 동물일수록 행동이 복잡하고, 사회성이 강화된다는 게 저자의 설명이다. 그러니 당신의 수다스러움은 어쩌면 당신이 지적이고, 특별히 사교적인 존재로 자부하는 징표일 수 있는 셈이다. 우리가 품을 수 있는 소리에 대한 대부분의 궁금증에 답하고 있는 이 책을 읽다 보면 청각은 지구의 생명체가 위대한 진화적 도약을 하는 지렛대가 됐다는 걸 깨닫게 된다. 미국 과학저술가 메리 로치의 위트 있는 추천사로 글을 맺는다. “귀가 있다면 이 책을 읽어 보시라.” 안동환 기자 ipsofacto@seoul.co.kr

우리나라는 2003년부터 경제협력개발기구(OECD) 국가 중 가장 자살률이 높은 나라라는 오명을 안고 있다. 높은 자살률의 이면에는 ‘우울증’이라는 질병이 도사리고 있다. 하지만 놀랍게도 우리나라의 우울증 치료율은 매우 낮다. 2015년 항우울제 사용량을 국가별로 비교한 자료에서 우리나라는 28개 조사국 가운데 두 번째로 낮았다. ‘정신력으로 버텨야지’라는 잘못된 인식으로 치료를 기피하다 돌이킬 수 없는 깊은 우울증에 이르는 사례가 적지 않다. 우울증이 일어나는 뇌과학적 이유와 치료 원리를 이해하면 병원을 찾는 발걸음이 한결 가벼워질 수 있다. 먼저 우울증이 무엇인지 알아보자. 우울한 기분이 들거나 매사에 재미가 없어지는 것은 우울증에서 가장 흔하지만 과소평가되기 쉬운 증상이다. 소화불량, 두통, 과호흡, 가슴 답답함, 피로 등과 같은 신체 증상이 흔히 발생하는데 이런 증상을 보고 우울증을 떠올리는 건 쉽지 않다. 그러다 보니 정신건강의학과 대신 내과나 가정의학과를 먼저 방문해 먼 길을 돌아오는 우울증 환자들을 종종 본다. 어떻게 하면 우울증을 빨리 알아챌 수 있을까. 가장 중요한 단서 중 하나는 ‘기간’이다. 우울한 감정이 2주 이상 지속된다면 우울증을 의심해 봐야 한다. 두 번째 단서는 증상의 ‘심각도’이다. 우울한 기분을 넘어 먹고 자는 기본적 삶의 기능에 이상이 온다면 치료가 필요한 우울증을 의심해야 한다. 우리는 사별, 실직, 힘든 대인관계, 업무 스트레스 등 다양한 심리적 스트레스 속에서 살아간다. 이때 스트레스 호르몬인 ‘코르티솔’이 급상승한다. 코르티솔은 뇌활동을 조절함으로써 스트레스 극복에 도움을 준다. 그러나 코르티솔이 장기간 높은 농도로 유지되면 ‘세로토닌 뉴런’의 활성이 저하돼 우울증을 유발한다. 우울증에 걸린 뇌는 정상적 뇌와 다른 상태를 보인다. 특히 신경전달물질의 불균형이 발생한다. 세로토닌은 수면, 식욕, 기분을 조절하고 통증을 줄여 주는 역할을 하며 농도가 낮아지면 우울증과 자살 위험을 높인다. 불안감을 높이는 ‘노르에피네프린’이나 의욕을 갖는 데 필요한 ‘도파민’도 우울증과 관련돼 있다. 약물치료는 이런 화학적 불균형을 바로잡아 정상적 뇌기능을 되찾는 데 도움을 준다. 우울증과 관련한 주요 뇌 부위를 꼽는다면 편도체, 시상, 해마가 있다. 편도체는 감정과 관계가 많은 부위로 분노, 쾌락, 슬픔, 공포, 성욕 등을 관장한다. 우울증에서는 부정적 자극에 특히 편도체 활성이 크게 증가한다. 시상은 감각정보를 대뇌피질로 전달하는 정거장 역할을 하는데 이는 양극성장애와 관련이 높다는 보고가 있다. 해마는 장기기억, 회상에 중요한 뇌 부위인데 우울증 환자의 해마 크기는 10%가량 작다. 스트레스에 의해 새 신경세포 생성이 억제되기 때문이다. 항우울제 효과가 바로 나타나지 않고 2~3주가 필요한 이유도 이와 관련이 있다. 항우울제를 복용한 뒤 기분이 좋아지려면 새 신경세포가 만들어지고 신경망 연결성이 강화돼야 한다. 항우울제 치료 초기에는 이런 특성을 이해하고 꾸준히 치료하는 것이 중요하다. 어쩌면 우울증 치료에 있어 가장 중요한 단계는 우울증을 병으로 인지하는 것인지도 모르겠다. 우울증 치료법은 발전하고 있지만 정작 환자가 치료를 위해 문을 두드릴 수 없다면 그 혜택을 누릴 수 없다. 조기 진단, 조기 치료로 우울증을 빨리 극복하고 다시 행복한 일상을 찾게 되는 사례가 많아지기를 기대한다.

전기·가스로 뇌 자극해 공포감 삭제 ‘제논 가스’로 새로운 기억 만들기도 세계 각국 연구진 연구결과 쏟아내 20년 전 시작된 ‘가상현실 치료법’도현대인은 끔찍한 범죄와 테러, 자연재해 등에 시시각각 노출돼 살아간다. 이 과정에서 원치 않게 겪은 경험과 기억은 뇌에 강제 저장되고, 이러한 나쁜 기억은 인간의 일상을 어지럽히고 망친다. 전쟁을 겪은 군인은 고막을 울리는 큰 소리만 나도 갑작스럽게 주변 사람을 공격하거나 불안에 떨고, 성폭행을 겪은 여성은 사람들로 붐비는 길거리에서 남성과 스치기만 해도 공포와 두려움에 무너져 내린다. 지진과 화산으로 가족의 울타리를 잃은 아이, 교통사고로 신체 일부를 잃은 운전자도 마찬가지다. 어쩌면 지워지는 것이 더 나을지도 모를 그날의 기억에서 좀처럼 벗어나지 못한다. 이러한 기억은 결국 트라우마가 되고 외상후스트레스장애(PTSD)로 발전한다. 우리 뇌에서 나쁜 기억을 저장하고 이것을 트라우마화(化)하는 데 가장 중심적 역할을 하는 부위는 대뇌에 있는 아몬드 모양의 편도체다. 편도체가 손상된 인간과 일부 동물은 감정, 특히 공포를 느끼지 못한다. 예컨대 편도체 또는 편도체의 시냅스(2개의 신경세포가 접합하는 부위)가 망가진 쥐는 고양이가 자신을 잡아먹는 그 순간까지 공포를 느끼기는커녕 장난을 친다. 이러한 발견을 토대로 세계 각국 연구진은 뇌의 특정부위를 전기 또는 레이저, 가스로 자극해 공포심 또는 공포심을 준 나쁜 기억에 대한 공포를 억제하고, 더 나아가 이를 지울 수 있다는 연구 결과들을 쏟아내고 있다. 미국 하버드대 의대 연구진은 2014년 제논 가스에 노출된 쥐들에게서 공포를 느끼던 환경에 대한 반응이 지속적으로 감소하는 현상을 발견했다. 무색·무취의 불연성 기체인 제논 가스는 의료용부터 가구 제작까지 폭넓게 사용되는 가스인데, 이것에 노출되면 공포의 기억과 관련된 특정 단백질 수용체를 차단해 나쁜 기억을 없애준다는 것이다. 트라우마가 된 기억을 떠올리는 순간, 제논 가스가 뇌가 해당 기억을 완전히 차단하고 새로운 기억을 만들도록 유도할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 이 밖에도 레이저나 전기 자극을 나쁜 기억 지우개로 활용하면 트라우마를 완화시킬 수 있다는 연구결과는 쏟아지고 있지만, 대부분은 쥐 등 동물을 이용한 실험이다. 두개골을 열고 복잡한 회로로 이뤄진 뇌에서 ‘공포기억 저장소’를 찾는 일은 여전히 쉽지 않기 때문이다. 전문가들이 보다 완벽하고 안전한 나쁜 기억 지우개를 찾는 사이, 지금 이 순간에도 셀 수 없을 만큼 많은 사람들이 나쁜 기억과 연관된 트라우마에 시달리고 있다. 트라우마로 인한 PTSD는 시각과 청각, 촉각, 미각 등 다양한 경로로 발현되며 이는 한 사람의 일상을 완전히 무너뜨리기에 충분하다. 영국 브리티시컬럼비아대학 연구진이 지난해 50대 이상 성인 4598명을 대상으로 조사한 결과, 어린 시절 학대나 따돌림 등의 경험으로 트라우마가 생긴 사람일수록 노화 및 수명과 직접적으로 연관이 있는 텔로미어의 길이가 짧다는 것을 확인했다. 즉 다양한 트라우마적 문제들이 몸에 각인처럼 남고, 이것이 텔로미어의 길이를 짧아지게 해 수명을 단축시킨다는 것. 자녀의 죽음이나 목숨을 위협하는 사고 또는 질병, 신체적 공격 등의 외상적 사건을 겪은 여성은 이러한 사건을 겪어보지 않은 여성에 비해 비만이 될 위험이 11% 높다는 미국 캘리포니아대학의 연구결과도 있다. 수명에도 영향을 미칠 수 있다는 나쁜 기억을 지우는 것에 있어서 최근 각광받는 기술이 바로 ‘가상현실 치료’다. 1990년대 중반에 처음 시작된 이 치료법은 과학의 발전으로 더욱 현실감이 높은 가상현실을 만들어냄으로써 전쟁 및 테러 생존자들에게 꾸준히 실시되고 있다. 무엇보다도 중요한 것은 나쁜 기억을 정면으로 직시하고 이를 뛰어넘게 도와주는 주위의 손길이다. 이 과정에서 전문가 처방에 따른 약물의 도움을 받는 것을 부끄럽거나 감춰야 하는 또 다른 비밀이라고 인식하지 않도록 도와야 한다. 망각을 두고 ‘신의 선물’이라 부르기도 한다. 때로는 망각이 기억보다 더 나을 때가 있을지도 모른다. 하지만 시간이 흘렀다고 다 잊혀졌을 거라는 섣부른 판단은 금물이다. 이미 몇 년의 시간이 흐른 세월호 참사나 경주·포항 지진 피해자들에 시간은 단순히 숫자에 불과하다. 기억, 그것도 나쁜 기억의 생명력은 생각보다 질길 수 있다. 망각은 신의 선물일 수 있지만, 그 선물을 언제, 어떻게 받고 쓸지 결정하는 것은 인간 그 자신이다. huimin0217@seoul.co.kr

인간과 가장 밀접한 반려동물인 개와 고양이 중 어느 쪽이 더 똑똑할까? 미국 테네시주 밴더빌트대학 연구진에 따르면 동물의 대뇌피질(대뇌반구의 표면에 있는 얇은 회백질 층)에 있는 뉴런(신경세포)의 개수가 지능을 결정짓는데 중대한 역할을 한다. 특히 사고능력과 계획 능력, 복잡한 행동 능력 등이 이 대뇌피질의 뉴런 개수와 연관이 있다. 연구 결과 개는 5억 3000만개의 대뇌피질 뉴런이 있는 반면, 고양이는 2억 5000만개인 것으로 나타났다. 개가 고양이에 비해 2배 더 똑똑할 확률이 높다는 뜻이다. 참고로 인간의 대뇌피질 뉴런 개수는 160억 개에 이른다. 연구진은 “인간을 포함한 동물이 가지고 있는 신경세포의 개수가 이 동물의 지적 정신 상태와 행동 능력 등을 결정하며, 과거의 경험을 바탕으로 앞으로의 일을 예측하는 수준의 사고능력의 수준이 달라진다”면서 “다만 뇌가 크다고 해서 대뇌피질의 신경세포 개수가 많다고는 볼 수 없다”고 설명했다. 연구진에 따르면 골든리트리버는 자신보다 몸집이 3배에 달하는 불곰보다 더 많은 대뇌피질 신경세포를 가지고 있다. 또 뇌의 크기와 대뇌피질 신경세포 개수의 비율로 봤을 때 가장 똑똑한 포유류 중 하나는 라쿤인 것으로 조사됐다. 식육목 미국너구리과의 포유류인 라쿤은 뇌 크기가 고양이 정도에 불과하지만, 대뇌피질 신경세포 개수는 개와 거의 유사한 것으로 나타났다. 연구진은 “개가 고양이에 비해 더 많은 대뇌피질 신경세포를 가지고 있는 것은 사실이지만, 우리 연구는 결정적으로 개가 고양이보다 더 많이 똑똑하다는 것을 의미하는 것은 아니다. 지능이라는 것은 매우 미묘하고 주관적인 측정일 수 있기 때문”이라고 전했다. 이어 “하지만 우리는 생물학적으로 누가 더 똑똑한지를 이야기 할 때 고려할 만한 요소(대뇌피질 신경세포 개수)가 있다는 사실을 알게 됐다”고 덧붙였다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

현대인은 끔직한 범죄와 테러, 자연재해 등에 시시각각 노출돼 살아간다. 이 과정에서 원치 않게 겪은 경험과 기억은 뇌에 강제 저장되고, 이러한 나쁜 기억은 인간의 일상을 어지럽히고 망친다. 전쟁을 겪은 군인은 고막을 울리는 큰 소리만 나도 갑작스럽게 주변 사람을 공격하거나 불안에 떨고, 성폭행을 겪은 여성은 사람들로 붐비는 길거리에서 남성과 스치기만 해도 공포와 두려움에 무너져 내린다. 지진과 화산으로 가족의 울타리를 잃은 아이, 교통사고로 신체 일부를 잃은 운전자도 마찬가지다. 어쩌면 지워지는 것이 더 나을지도 모를 그날의 기억에서 좀처럼 벗어나지 못한다. 이러한 기억은 결국 트라우마, 즉 외상 후 스트레스장애(이하 PTSD)로 발전한다. 우리 뇌에서 나쁜 기억을 저장하고 이것을 트라우마화(化) 하는 데 가장 중심적 역할을 하는 부위는 대뇌에 있는 아몬드 모양의 편도체다. 편도체가 손상된 인간과 일부 동물은 감정, 특히 공포를 느끼지 못한다. 예컨대 편도체 또는 편도체의 시냅스(2개의 신경세포가 접합하는 부위)가 망가진 쥐는 고양이가 자신을 잡아먹는 그 순간까지 공포를 느끼기는커녕 장난을 친다. 이러한 발견을 토대로 세계 각국 연구진은 뇌의 특정부위를 전기 또는 레이저, 가스로 자극해 공포심 또는 공포심을 준 나쁜 기억에 대한 공포를 억제하고, 더 나아가 이를 지울 수 있다는 연구 결과들을 쏟아내고 있다. 미국 하버드대 의대 연구진은 2014년 제논가스에 노출된 쥐들에게서 공포를 느끼던 환경에 대한 반응이 지속적으로 감소하는 현상을 발견했다. 무색·무취의 불연성 기체인 제논가스는 의료용부터 가구 제작까지 폭넓게 사용되는 가스인데, 이것에 노출되면 공포의 기억과 관련된 특정 단백질 수용체를 차단해 나쁜 기억을 없애준다는 것이다. 트라우마가 된 기억을 떠올리는 순간, 제논가스가 뇌가 해당 기억을 완전히 차단하고 새로운 기억을 만들도록 유도할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 이밖에도 레이저나 전기 자극을 나쁜 기억 지우개로 활용하면 트라우마를 완화시킬 수 있다는 연구결과는 쏟아지고 있지만, 대부분은 쥐 등 동물을 이용한 실험이다. 두개골을 열고 복잡한 회로로 이뤄진 뇌에서 ‘공포기억 저장소’를 찾는 일은 여전히 쉽지 않기 때문이다. 전문가들이 보다 완벽하고 안전한 나쁜 기억 지우개를 찾는 사이, 지금 이 순간에도 셀 수 없을 만큼 많은 사람들이 나쁜 기억과 연관된 트라우마에 시달리고 있다. 트라우마로 인한 PTSD는 시각과 청각, 촉각, 미각 등 다양한 경로로 발현되며 이는 한 사람의 일상을 완전히 무너뜨리기에 충분하다. 영국 브리티시컬럼비아대학 연구진이 지난해 50대 이상 성인 4598명을 대상으로 조사한 결과, 어린 시절 학대나 따돌림 등의 경험으로 트라우마가 생긴 사람일수록 노화 및 수명과 직접적으로 연관이 있는 텔로미어의 길이가 짧다는 것을 확인했다. 즉 다양한 트라우마적 문제들이 몸에 각인처럼 남고, 이것이 텔로미어의 길이를 짧아지게 해 수명을 단축시킨다는 것. 자녀의 죽음이나 목숨을 위협하는 사고 또는 질병, 신체적 공격 등의 외상적 사건을 겪은 여성은 이러한 사건을 겪어보지 않은 여성에 비해 비만이 될 위험이 11% 높다는 미국 캘리포니아대학의 연구결과도 있다. 수명에도 영향을 미칠 수 있다는 나쁜 기억을 지우는 것에 있어서 최근 각광받는 기술이 바로 ‘가상현실 치료’다. 1990년대 중반에 처음 시작된 이 치료법은 과학의 발전으로 더욱 현실감이 높은 가상현실을 만들어냄으로서 전쟁 및 테러 생존자들에게 꾸준히 실시되고 있다. 무엇보다도 중요한 것은 나쁜 기억을 정면으로 직시하고 이를 뛰어넘게 도와주는 주위의 손길이다. 이 과정에서 전문가 처방에 따른 약물의 도움을 받는 것이 부끄럽거나 감춰야 하는 또 다른 비밀이라고 인식하지 않도록 도와야 한다. 망각을 두고 ‘신의 선물’이라 부르기도 한다. 때로는 망각이 기억보다 더 나을 때가 있을지도 모른다. 하지만 시간이 흘렀다고 다 잊혀졌을 거라는 섣부른 판단은 금물이다. 이미 몇 년의 시간이 흐른 세월호 참사나 경주·포항 지진 피해자들에게 시간은 단순히 숫자에 불과하다. 기억, 그것도 나쁜 기억의 생명력은 생각보다 질길 수 있다. 망각은 신의 선물일 수 있지만, 그 선물을 언제, 어떻게 받고 쓸지 결정하는 것은 인간 그 자신이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

일본 연구진이 유도만능줄기세포(iPSc)와 파킨슨, 천식, 간질약을 함께 사용하면 치매 발병률을 획기적으로 낮출 수 있다는 연구결과를 발표했다.일본 교토대 iPS세포연구소 이노우에 하루히사 교수팀이 유도만능줄기세포 치료와 함께 파킨슨, 천식, 간질 치료제를 함께 복용할 경우 알츠하이머 치매를 치료할 수 있을 것이라는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 22일자에 발표했다. 치매의 50%를 차지하는 알츠하이머 치매는 뇌에 베타 아밀로이드라는 단백질이 침착되면서 발병하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 알츠하이머 치매 환자의 피부, 혈액세포를 역분화시켜 알츠하이머 환자의 대뇌피질 신경세포를 만들었다. 여기에 현재 사용되고 있는 각종 의약품 1258종을 반응시켜 알츠하이머를 유발시키는 베타 아밀로이드 단백질이 줄어드는지를 관찰했다. 그 결과 파킨슨병, 천식, 간질약을 한 번에 반응시킬 경우 베타아밀로이드 단백질이 30~40%나 줄어드는 것을 확인한 것이다. 이노우에 교수는 “이번 연구는 세포실험을 한 것일 뿐 기본적인 동물실험도 거치지 않았기 때문에 3개 약물의 병용이 실제 환자에게 효과가 있을지는 아직 알 수 없다”며 “더군다나 3개 약을 함께 먹었을 때 나올 수 있는 부작용에 대한 조사 역시 거쳐야 하기 때문에 바로 치료약으로 활용할 수는 없다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“한 잔의 술에 시름을 잊고~”시름을 잊게 하기 위해 낮 술 한 잔을 기울이는 이들을 종종 볼 수 있다. 그런데 시름을 잊으려는 한 잔 술이 잦다보면 뇌에서 더이상 새로운 신경세포를 만들어 내지 못해 판단력 등 뇌기능을 떨어뜨릴 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 텍사스대 의대 신경과학 및 세포생물학과 연구진은 잦은 음주가 새로운 신경세포를 만들어 내는 뇌의 성체 줄기세포 성장을 차단하고 사멸시켜 판단력이나 기억력 같은 뇌기능을 저하시킨다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘스템 셀 리포츠’ 최신호에 발표됐다. 연구팀은 생쥐를 이용해 실험한 결과 알코올에 자주 노출된 쥐들은 뇌실의 밑부분인 뇌실하대(subventricular zone)의 성체줄기세포가 크게 망가진다는 사실을 확인했다. 뇌실하대는 동물의 뇌에는 종양과 신경퇴행질환으로부터 뇌를 보호하기 위해 새로운 뇌세포가 만들어지는 2개의 뇌 영역 중 하나다. 특히 암컷 생쥐가 수컷 생쥐보다 음주로 인한 뇌줄기세포 파괴가 심한 것으로 조사됐다. 암컷 생쥐들은 수컷 생쥐보다 심하게 술에 취한 행동을 보였고 뇌실하대 부분의 줄기세포 숫자도 훨씬 많이 줄어든 것을 연구팀은 확인했다. 연구팀은 “그동안 뇌의 신경세포 수는 출생 초기에 고정되기 때문에 알코올에 의해 뇌 손상을 치료하는 최선의 방법은 남은 신경세포를 보호하는 것 밖에 없다고 생각해왔다”며 “성인의 뇌에는 줄기세포가 있어서 새로운 신경세포를 만들어 내지만 알코올로 인해 뇌 줄기세포 자체가 파괴되면 뇌손상을 보호할 수 있는 방법이 없다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

매년 같은 날 돌아오는 크리스마스지만 이 9살 소년에게는 조금 일찍 찾아왔다. 남들보다 먼저 맞이한 크리스마스를 이 소년은 이제 더이상 볼 수 없을지도 모른다. 6일(현지시간) 미국 매체 굿하우스키핑, NBC, 폭스뉴스 등 외신은 말기암 환자인 제이콥 톰슨의 크리스마스 소원이 전 세계 사람들의 따뜻한 관심과 사랑으로 일찍 실현됐다고 보도했다. 제이콥은 5살 때 신경아 세포종 4기(stage 4 neuroblastoma) 진단을 받았다. 초기에 신경세포에 형성된 악성종양은 4년간의 치료가 무색해질만큼 머리와 엉덩이까지 퍼졌다. 상태가 악화돼 더이상의 치료도 불가능해졌다. 그리고 지난달 11일 미국 메인주 포틀랜드의 바바라 부시 아동병원에 ‘마지막으로’ 입원했다. 제이콥의 엄마 미쉘과 아빠 로저는 아들의 안타까운 사연을 담아 온라인 후원기금 마련 사이트 ‘고 펀드 미’(Go Fund Me) 페이지를 만들었다. 엄마 미쉘은 “남편 로저와 난 의사에게서 아들 제이콥과 가능한 많은 시간을 함께 보내야 한다는 말을 들었다. 의사는 ‘제이콥이 이번 달을 넘길 수 없을지도 모르니 아들의 죽음을 대비해야 한다’는 말도 함께 전했다”며 가슴아파했다. 이어 “제이콥이 지금 당장 원하는 건 다가올 크리스마스를 축하하는 것이다. 유독 크리스마스를 사랑하는 아들은 크리스마스 카드를 받고 싶다는 생애 마지막 소원을 빌었다”고 덧붙였다. 제이콥의 간절한 바람을 이해한 가족들은 먼저 병실을 크리스마스 분위기가 물씬 나는 공간으로 바꿨다. 크리스마스 트리부터 산타의 방문까지. 그러나 크리스마스의 대미를 장식한 선물은 지난 며칠 사이 전 세계에서 쏟아진 정성과 사랑이였다. 하루만에 1만4000장의 카드가 전해졌고, 유명인사와 스포츠 선수들로부터의 특별 영상편지, 제이콥이 가장 좋아하는 동물인 펭귄 관련 장난감, 선물 등이 줄을 이었다. ‘크리스마스 소원이 이뤄질 수 있음을, 세상에는 좋은 사람들이 많다는 점’을 알려주고 싶어 페이스북을 통해 도움을 요청한 엄마는 “우리는 매우 축복받은 사람들이다. 호의와 관용, 지속적인 지원을 보내주신 여러분께 감사드린다”며 인사를 전했다. 제이콥을 지지하고 싶다면, 그가 즐거운 크리스마스를 보내길 희망한다면 아래 주소로 당신의 카드를 보내길 바란다. 온라인 사진 인화업체 셔터플라이는 이번 달 12일까지 운임료를 포함해 사람들이 무료로 카드를 만들수 있는 기회를 제공하고 있다. 고 펀드미 페이지(https://www.gofundme.com/xkcjc8)를 통해서도 가족들에게 힘을 보탤 수 있다. Jacob Thompson C/O Maine Medical Center 22 Bramhall Street Portland, ME 04102 사진=페이스북(michellethompsonmaine) 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

국내 연구진이 사람의 지방세포에서 뽑은 줄기세포를 이용해 조현병 같은 신경정신질환을 진단하고 치료할 수 있는 기술을 개발했다.장미숙 서울대학교 치의학대학원 교수팀은 유전자 편집 없이 저분자 화합물을 이용해 사람의 지방세포에서 줄기세포를 추출해 신경세포로 분화시키는데 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구성과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. 많은 과학자들이 줄기세포를 이용해 각종 질병을 치료하는 방법을 연구하고 있지만 줄기세포를 환자에게 이식할 경우 돌연변이가 발생해 암으로 변하는 등 문제가 있어 실제 임상 적용에는 한계에 부딪쳐 있다. 성체줄기세포의 경우 암 발생 우려가 적고 환자 스스로의 줄기세포를 사용할 수 있다는 장점은 있지만 배아줄기세포나 유도만능줄기세포에 비해 다른 세포로 분화되는 능력이 떨어진다는 단점이 있다. 성체줄기세포 중 사람의 지방줄기세포는 증식이 쉽고 암 발생 가능성이 안전성면에서도 탁월하지만 다른 세포로 분화되는 분화능에 대한 연구가 많지 않다. 연구팀은 유전자 변형 없이 분자생물학과 전기생리학적 방법으로 지방줄기세포를 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포 등 다양하게 분화시키는데 성공했다. 특히 유전자 변형 없이 지방줄기세포를 여러 종류의 세포로 분화시킴에 따라 종양 발생의 우려없이 신경계 질환과 통증 치료에 도움이 될 것으로 전망되고 있다. 장미숙 교수는 “이번 연구를 통해 환자 스스로의 지방줄기세포에서 비롯된 신경줄기세포나 신경세포를 이용할 수 있기 때문에 조현병이나 우울증 같은 신경정신질환을 미리 예측하는 진단이나 치료에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

프로세서 업계 1위로 군림해온 인텔의 입지는 지난 몇 년간 크게 변했습니다. 여전히 프로세서 업계 1위긴 하지만, 시장이 모바일 중심으로 바뀌고 고성능 ARM 기반 프로세서의 비중이 커지면서 위상이 예전 같지 않은 것입니다. 올해 3분기 인텔의 매출은 161억 달러로 5년 전인 2012년 3분기 135억 달러보다 성장은 했지만, 물가 상승률 등을 감안하면 큰 성장세라고 하긴 어려운 수준입니다. 매출에서 가장 큰 부분을 차지하는 클라이언트 컴퓨팅 부분(PC용 CPU 및 연관 제품) 매출이 88억 6000만 달러로 정체된 것이 가장 큰 이유입니다. 그나마 서버 부분을 포함한 데이터 센터 부분의 성장률은 꾸준해서 매출과 순이익은 점점 증가하는 추세긴 하지만 그 성장 속도는 완만합니다. 그래서 인텔은 인공지능과 사물인터넷에서 새로운 가능성을 탐색하고 있습니다. 솔직히 말하면 인공지능 분야에서 아직 인텔의 입지는 그렇게 크지 않습니다. 최근 인공지능 하드웨어 부분에서 최근 단연 두각을 나타내는 기업은 엔비디아로 이 회사의 그래픽 연산 유닛 혹은 GPU는 딥러닝 연구에서 매우 널리 활용되고 있습니다. 구글 역시 인공지능 관련 소프트웨어는 물론 텐서 프로세싱 유닛(Tensor Processing Unit·TPU) 같은 하드웨어를 공개하면서 앞선 기술력을 자랑하고 있습니다. 이에 질세라 최근 인텔은 매우 과감한 기술 개발과 인수 합병을 통해 새로운 제품군을 공개하고 있습니다. 그것도 하나가 아니라 비슷한 시기에 3개를 동시에 발표했습니다. 첫 번째 타자는 USB 메모리나처럼 생긴 모비디우스(Movidius) 뉴럴 컴퓨트 스틱(Neural Compute Stick)입니다. (사진) 모비디우스는 작년에 인텔에 인수된 신생 기업으로 절전형 인공지능 프로세서에 특화된 기술을 지니고 있습니다. 우리가 사용하는 USB 메모리보다 약간 큰 이 장치를 이용하면 1w의 전력으로 100GFLOPS의 인공지능 관련 연산이 가능합니다. 가격은 79달러. 성능을 생각하면 저렴한 편입니다. 일반 PC의 USB에 끼워서 사용할 수 있는 것은 물론 앞으로 소형 저전력 장치에 강력한 인공지능을 부여할 수 있습니다. 두 번째 타자는 엔비디아의 고성능 GPU와 경쟁할 제품으로 너바나(Nervana)라는 명칭을 가지고 있습니다. 아직 실물이 공개된 것은 아니지만, 공개된 내용을 종합하면 강력한 성능을 지닌 고성능 인공지능 전용 프로세서라고 할 수 있습니다. 너바나의 구체적인 성능에 대해서는 아직 공개되지 않았지만, 12개의 내부 프로세서와 4개의 고속 메모리인 HBM2를 사용한다는 점은 알려졌습니다. 더 흥미로운 사실은 이 제품의 개발에 페이스북이 참여했다는 것입니다. 당연히 구매 가능성 역시 높을 것으로 추정됩니다. 참고로 너바나 역시 사실 작년에 인텔에 인수된 기업입니다. 새로운 프로세서에 대한 투자를 하는 것은 물론 과거와 달리 인공 지능 관련 스타트업을 과감히 인수해서 자신의 제품군에 투입한다는 점은 과거 ‘공룡’으로 불리던 인텔의 행보가 덩치에 비해 매우 빨라졌다는 것을 보여줍니다. 과연 너바나가 엔비디아의 고성능 GPU와 견줄 성능을 지녔는지 결과가 주목됩니다. 세 번째 제품은 아직 그 성능을 짐작하기 어려운 로이히(Loihi) 입니다. 앞서 두 제품을 포함해 현재 인공지능 연구에 널리 사용되는 GPU는 모두 소프트웨어적인 방법으로 뉴런(신경세포)을 구성하는 반면 로이히는 하드웨어적인 뉴런을 가지고 있습니다. 실제 뇌의 작동 방식을 모방한 프로세서이기 때문에 뉴로모픽 컴퓨팅(Neuromorphic computing)이라고 불립니다. 로이히는 13만 개의 뉴런과 1억 3000만 개의 시냅스를 가지고 있습니다. 기존의 인공지능과 작동방식이 달라 과거 인공지능이 취약한 부분에서 더 좋은 성능을 보일 것으로 기대하고 있습니다. 인텔의 공격적인 AI 행보가 얼마나 성공을 거둘지는 아직 예측하기 어렵습니다. 아무리 프로세서 업계 1위지만, 과거에도 스마트폰 시장에서 고배를 마신 경험이 있어 무조건 성공을 장담하기 어렵습니다. 그리고 이미 경쟁자인 엔비디아는 이 부분에서 많은 경험을 축적했습니다. 하지만 적극적인 연구 개발과 인수합병을 통해 무섭게 성장한 인텔의 인공지능 관련 부분 역시 무시하기 어려울 것입니다. 중생대 비조류 공룡(non-avian dinosaur)는 모두 멸종했지만, 새로 진화한 공룡의 후손은 지금도 크게 번성하고 있습니다. 급격히 변하는 IT 세상에서 살아남기 위해서는 공룡으로 비유되는 인텔 역시 변화에 맞는 진화가 필요합니다. 세상이 변하는데 나만 변하지 않는 것은 세상을 거부하는 것이기 때문입니다. 변해야 산다는 것은 단지 구호가 아니라 모든 기업이 직면한 현실입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

전남대-바이오트 기술이전계약 체결 척수 손상은 교통사고나 추락사고 같은 외부 충격이나 각종 질병으로 인해 발생할 수 있다. 문제는 척수손상이 일어날 경우 심할 경우는 손상부위 이하의 운동, 감각 기능이 마비되고 한번 손상된 척수를 원상회복 시키기가 쉽지 않다는 것이다.최근 줄기세포 기술이 발전하면서 신경조직의 재생을 통해 근본적인 치료도 가능할 것으로 기대되고 있지만 줄기세포를 정확한 손상부위에 부착시켜 신경세포로 분화시키기 쉽지 않다. 전남대 마이크로의료로봇센터가 최근 치료용 줄기세포를 척수나 손상된 연골부위에 정확하게 부착해 분화할 수 있는 마이크로의료로봇 기술을 개발해 관련 바이오 스타트업에 이전했다. 전남대 산학협력단과 마이크로의료로봇센터는 미국에 법인을 두고 있는 신생 바이오스타트업인 ‘바이오트’와 30일 기술이전 협약식을 체결했다고 밝혔다. 연구팀이 개발한 줄기세포 유도 마이크로의료로봇은 전자장으로 줄기세포를 정밀하게 환부로 유도해 신속하고 정확하게 부착하는 기술이다. 연구팀은 생분해성 고분자물질과 젤라틴을 결합시켜 구형의 생분해성 구조체를 만든 다음 젤라틴만 제거해 다공성 생분해 구조체를 만들었다. 여기에 나노 크기의 자성입자를 입혀 외부에서 자기장을 걸면 그에 따라 움직이는 자기구동 마이크로로봇이 되는 것이다. 이렇게 만들어진 자기구동 마이크로로봇 안에 성체줄기세포를 넣으면 ‘줄기세포 마이크로로봇’이 된다. 줄기세포 마이크로로봇은 주사기 속에 넣어져 손상된 척수나 연골에 주사한 뒤 자기장을 걸어 정확한 환부로 이동시킬 수 있게 된다. 줄기세포는 연골세포나 척수신경세포로 분화하고 마이크로로봇은 자연스럽게 체내에서 분해될 수 있다. 이 기술을 활용하면 줄기세포가 10분 내에 환부로 90% 이상 이동하게 된다.박종오 전남대 센터장은 “마이크로의료로봇은 약물을 표적으로 신속하고 정확하게 전달하는 기술로 외국 기술과 비교했을 때도 이동속도나 실질적 치료 기능에서 우위에 있다”며 “바이오트와 상용화 개발연구를 신속하게 진행해 미국 식품의약국(FDA) 인증 절차를 거쳐 의료분야 최대 시장이라고 하는 미국시장에 진출할 것”이라고 말했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘약방의 감초’라는 말이 있다. 한의학에서 감초는 모든 처방에 들어갈 정도로 많이 쓰이는 약재인데, 그 감초처럼 여기저기 기웃거리며 참견을 하는 오지랖 넓은 사람을 일컫는 것이다.그런데 국내 연구진이 감초에서 추출한 물질이 퇴행성 뇌질환의 일종인 파킨슨병을 치료하는데 도움이 된다는 연구결과를 발표했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 웰에이징연구센터 이윤일 박사와 성균관대 이연종, 신주호 교수 공동연구팀은 한약재로 널리 쓰이는 감초의 추출물이 도파민 신경세포 사멸을 억제한다는 사실을 밝혀내고 파킨슨병 예방 및 치료제로 활용할 수 있는 가능성을 확인했다고 26일 밝혔다. 이번 연구는 종양학 분야 국제학술지 ‘온코타겟’ 최신호에 실렸다. 대표적인 퇴행성 뇌질환의 하나인 파킨슨병은 중뇌의 흑질에 분포하는 도파민 분비 신경세포가 죽으면서 생기는 질환으로 몸이 심하게 떨리거나 경직되는 현상이나 느린 행동, 자세 불안정과 같은 증상이 나타난다. 60세 이상에서 많이 발병하지면 최근에는 중년은 물론 청년층에서도 발생하는 경우가 있다. 아직까지는 파킨슨병을 완치하는 약은 개발되지 못하고 증상을 완화하는 수준의 약만 나와있는 상태다. 연구팀은 도파민 신경세포 사멸을 억제하는데 관여하는 것으로 알려진 ‘RNF146’ 단백질을 발현하도록 유도하는 약물을 찾는데 집중했다. 한약진흥재단 천연물 물질은행에 있는 천연물질 라이브러리를 이용한 고속대량 스크리닝 방법을 활용했다. 이를 통해 감초에서 추출한 리퀴리티게닌이라는 물질이 RNF146 단백질의 발현을 유도해 도파민 신경세포 사멸을 막는다는 사실을 확인했다. 이 같은 연구결과를 세포와 생쥐실험을 다시 한 번 확인했다. 이윤일 박사는 “신경세포가 죽는 과정에는 다양한 생체 신호전달 체계가 관여하고 있어 이를 통합적으로 제어할 수 있는 새로운 메커니즘을 규명하는 것이 필수적”이라며 “감초 추출물이 신경세포 사멸을 막는데 효과가 있다는 것을 확인한 만큼 임상연구를 진행해 파킨슨병 치료제로 개발 가능성을 확인할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

반려견 1000만 시대를 앞두고 경기도내 신약개발업체가 경기도,과학기술부,반려견보호단체 등과 손잡고 반려견 치매치료제 개발에 나섰다. 반려견이 치매에 걸리면 주인식별 혼돈,방향감각 상실, 밤과 낮의 변화, 배변실수, 식욕변화 등 현상을 보인다. 11세 이상의 반려견중 50%가 치매(인지기능장애 증후군)에 걸리는 것으로 알려졌으나 치료제는 개발되지 않고 있다. 경기 용인시에 있는 (주)지엔티파마는 반려견을 대상으로 치매 치료후보물질 ‘로페살라진’의 치료 효과를 확인하기 위한 임상 2~3상을 진행한다고 23일 밝혔다. 이를위해 KSD문화교육원(대표 이웅종)및 동물병원등과 협력해 반려견 보호자를 대상으로 인지기능장애증후군(치매)에 대한 데이터 베이스를 구축한다. 로페살라진은 지엔티파마가 경기도,과학기술부, 복건복지부, 아주대 등의 지원을 받아 개발한 치매치료 후보물질로 임상 1상에서 탁월한 안전성과 약효를 확인했다고 지엔티파마는 밝혔다. 임상 2~3 상은 치매에 걸린 반려견을 대상으로 진행된다. ‘로페살라진’은 사람의 치매치료를 위해 개발중인 약물인데, 이번 임상을 통해 반려견에서도 효과가 있는지 검증한다는 것이다. 약효가 입증되면 알츠하이머 치매 치료제 신약개발을 앞당기는 획기적인 전기를 마련할 것으로 기대된다. 그동안 치매치료제 개발은 실험용 쥐에 의존한 치매임상연구를 진행한 탓에 실패를 거듭한 것으로 알려졌다.실험용 쥐에서는 알츠하이머 치매에서 가장 문제가 되는 ‘퇴행성 뇌신경세포’ 사멸 현상이 나타나지 않기 때문에 치매 치료 약물의 효과를 검증하는데 한계가 있다는 것이다. 실제로 2002년~2012년 사이 세계적인 다국적 제약회사들을 중심으로 244개 알츠하이머 치매 신약후보물질에 대한 임상이 진행됐으나 말기 치매 환자에서 일상 생활의 증상을 일시적으로 개선하는 약물인 ‘미멘틴’ 1 개만 승인된 것으로 나타났다. 반면 반려견은 약물의 흡수와 분포, 대상 및 효과가 사람과 유사해 치매 치료제 신약의 안전성과 약효를 검증하는 모델로 사용하기에 최적이라고 연구진은 밝혔다. 지엔티파마는 “‘로페살라진’은 치매 발병과 진행의 원인으로 알려진 활성산소와 염증을 동시에 억제하는 다중약효 신약후보물질로, 뇌신경세포의 사멸을 현저하게 억제하고 인지기능 개선 효과를 나타내고 있다”고 설명했다. 영국 헌팅돈 라이프 사이언스에 의뢰해 32 마리의 비글견을 대상으로 진행한 전임상 연구 결과 로페살라진 200 mg/kg을 매일 13주 투여해도 안전한 것으로 나타났으며, 치매 약효를 위한 최적 용량은 2-5 mg/kg으로 확인했다. 로페살라진 연구개발을 주도해온 곽병주 박사(전 아주대학교 의과대학 약리학 교수)는 “반려견을 대상으로한 임상에서 약효가 입증된다면 세계 최초로 반려견 치매 치료제를 개발하는 길이 열리게 된다”면서 “이를 통해 치매 치료를 위한 동물의약품시장 조기 진입과 함께 알츠하이머 치매 치료제 신약개발을 앞당기는 새로운 이정표가 세워질 것이다”고 말했다. 한편 한국과 미국의 반려견 수는 각각 700만, 9000만 마리로 추정되며 8세 이상의 반려견중 14.2%, 11세가 지나면 50%가 인지기능장애증후군(치매)을 앓는 것으로 보고되고 있다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr