뇌의 대규모 시스템을 전체적으로 분석함으로써 양극성 장애(조울증)와 조현병(정신분열증), 우울증 및 기타 정신질환의 증상과 원인을 더욱 잘 이해할 수 있는 길이 열렸다.
미국 하버드의대 제휴병원인 맥린(McLean) 병원과 예일대 연구팀은 정신 장애를 가진 환자들의 뇌 네트워크 연결성을 세밀히 조사해 미국 국립과학원회보(PNAS) 최근호에 발표했다.
맥린 정신의학기술연구소 과학이사인 저스틴 베이커(Justin T. Baker) 박사는 “일종의 조감도를 활용해 뇌의 대규모 시스템이 서로 상호작용하는 방법을 자세히 관찰했다”고 밝혔다.
베이커 박사팀은 양극성 장애와 조현병 및 우울증 같은 정신질환자를 포함한 1000명 이상의 뇌 기능성 자기공명영상 데이터를 분석해 이번 연구를 수행했다.
실험 참가자들은 눈을 뜨고 스캐너에 누워 간단한 물음에 응답하고, 연구팀은 응답과 동시에 일어나는 뇌의 변동 데이터를 수집했다.
뇌 연결 연구하는 커넥토믹스 기법 활용
베이커 박사는 이 작업이 ‘뇌에서 동시에 일어나는 모든 연결을 측정하는’ 개념인 뇌 신경 연결과학(connectomics)을 토대로 이루어졌다고 설명했다.
그에 따르면 이 같은 유형의 ‘전체 시스템적 관점(whole-system perspective)’은 정신질환의 생물학적 토대를 탐구하는 연구들과는 다르다. 대부분의 그런 연구에서는 질병이 독립적으로 연구되지만, 뚜렷한 정신병적 진단이 신경생물학적인 명료한 경계에 의해 분리되지는 않는다는 강력한 증거가 있다는 것이다.
베이커 박사는 “우리가 취한 접근법은 전체 뇌를 관찰함으로써 시각 시스템이나 운동 시스템 같은 개별 시스템들이 어떻게 작동하는가만이 아니라 인지 시스템 같은 더 상위의 시스템들이 작동하는 방법을 확인해 상호 관련성이 있는지를 알 수 있다”고 설명했다.
그는 이 연구가 중요한 이유로, “우리는 환자들이 자신의 증상에 대해 보고하는 정신질환에 대해 아무런 객관적인 측정치 즉, 정신의학에서의 바이탈 사인(사람이 살아있음을 보여주는 호흡이나 심장박동 같은 생명 징후)이 없다”는 점을 꼽았다.
이런 상황에서 이번 작업은 “뇌에서의 어떤 변화가 질병들에 걸쳐 공유되고 있고, 다른 질병들에서는 어떤 양상이 특이적인지를 지적할 수 있는 뇌의 ‘지문 채취(fingerprinting)’를 가능하게 한다”는 것.
뇌의 이미징 연구는 뇌의 연결성이 서로 다른 정신질환 상태에서 어떻게 붕괴되는지를 보여준다. 그림은 이번 연구에서 조사된 서로 다른 환자그룹들을 바람개비 모양으로 나타냈다. 뇌는 그림의 색깔처럼 기능적으로 연결된 네트워크로 나눌 수 있다. ⓒ Justin T. Baker, MD, PhD
“뇌에 객관적 생체표지자 있다”
베이커 박사는 이번 연구가 “뇌에 객관적 생체표지자로 활용할 수 있는 매우 뚜렷한 변화들이 존재한다는 신뢰도 높은 증거를 제시한다”고 밝혔다.
그는 또 이번 연구에서 조현병과 양극성 장애 및 우울증이 어떻게 유사한지 혹은 어떻게 근본적인 원인을 공유하는지를 알 수 있는 더 나은 방법을 확보할 수 있다고 말했다.
이전의 연구를 통해 조현병과 양극성 장애는 현저한 유전적 위험이 있고, 이런 조건들이 뇌의 특정 부위에 영향을 미친다는 사실이 알려져 있다.
그러나 이번 연구에서는 한 시스템이 정신병이냐 우울증이냐에 관계없이 병의 심각성에 따라 영향을 받거나 손상을 입는다는 것을 강조하고 있다.
베이커 박사팀은 이번 연구를 토대로 강박장애(OCD)와 정신적 외상, 장기 수사 등과 관련된 대규모 뇌 시스템의 기능에 대한 연구를 실시할 예정이다.
베이커 박사는 “다른 상태에서도 지문이 존재하는지를 확인해 이 정보를 개인 치료에 적용하고 싶다”고 말하고, “시간이 지남에 따라 증상이 어떻게 변하는지를 보기 위해 생체표지자에 대한 단순 사진부터 역동적인 모습까지 두뇌 관찰을 계속하고 있다”고 밝혔다.
(6767)
로그인후 이용 가능합니다.
'붉은 행성' 화성에서 고대 생명체 흔적을 확인하기 위해 로버가 활동 중이지만 이를 찾아내는 것이 예상보다 훨씬 더 어려울 수 있는 것으로 나타났다. 이 로버들은 약 5㎝를 드릴로 뚫고 토양과 암석 시료를 채취하는데, 화성 표면에 내리쬐는 우주선(線)으로 고대 생명체 흔적이 있었다고 해도 모두 분해돼 적어도 2m 이상 파고들어야 하는 것으로 제시됐기 때문이다. 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 고더드 우주비행센터의 알렉산더 파블로프 박사가 이끄는 연구팀은 화성 환경 조건을 만들어 고대 생명체의 증거가 될 수 있는 아미노산의 분해를 실험한 결과를 과학저널 '우주생물학'(Astrobiology)에 발표했다.
지구온난화로 기온이 억제 목표인 산업화 이전 대비 2℃ 이상 오르면 절정을 찍고 다시 떨어진다고 해도 이후에도 수십년에 걸쳐 생물다양성을 위협할 것이라는 비관적 전망이 나왔다. 지구촌이 합의한 기온 상승 억제 목표를 최종적으로 달성해도 중간 과정에서 이를 넘어서면 파괴적 영향이 이어지는 만큼 일시적으로라도 이를 넘어서지 않도록 시급한 조치가 필요하다는 것이다.
과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국과학창의재단은 과학종합캠프인 '제1회 청소년과학대장정'에 참가할 중학생 100명을 28일부터 다음 달 13일까지 모집한다고 27일 밝혔다. 과학대장정은 우주·항공 분야와 기후·에너지 분야 등 2개 주제로 진행되며, 학생들은 8월 9일부터 13일까지 4박 5일간 전국 출연연, 대학, 기업, 과학관, 공공기관 등을 탐방한다.
전남대학교는 허민 교수(지구환경과학부·한국공룡연구센터장)연구팀이 익룡의 군집 생활을 증명해 주는 발자국 화석을 세계 최초로 발굴했다고 28일 밝혔다. 연구팀은 최근 중생대 백악기에 만들어진 전남 화순군 서유리 공룡 화석지에서 2∼6㎝ 크기의 익룡 발자국 350여개가 무더기로 남아있는 화석들을 발견했다. 발견 당시 익룡 발자국들은 거의 빈틈이 없을 정도로 빽빽하게 밀집돼 있으며, 앞·뒷발이 선명하게 보일 만큼 보존 상태도 양호한 것으로 나타났다.
남아프리카공화국 요하네스버그에서 북서쪽으로 약 40㎞ 떨어진 '스테르크폰테인(Sterkfontein) 동굴'은 인류의 공통 조상인 오스트랄로피테쿠스 속(屬) 화석이 가장 많이 발굴돼 '인류의 요람'으로 알려져 있다. 1936년 첫 발굴이후 '미시즈 플레스'(Mrs. Ples)와 '리틀 풋'(Little Foot) 등 인류사 연구에 중요한 단서가 된 화석들이 잇달아 나왔으며 1999년 유네스코 세계문화유산에 등재되기도 했다.
잉여 영양분을 세포 안에 축적해 살이 찌게 하는 '백색 지방세포'를 영양분을 태워 없애는 '갈색 지방세포'로 바꾸는 방법을 국내 연구진이 찾아냈다. 울산과학기술원(UNIST)은 생명과학과 고명곤 교수팀이 전북대 안정은 교수팀과 공동으로 TET(Ten-eleven translocation) 단백질을 억제하면 백색 지방세포가 갈색 지방세포화 되고, 기존 갈색 지방세포는 더 활성화돼 열량 소비를 촉진한다는 사실을 발견했다고 26일 밝혔다.
'유유상종'(類類相從)이라는 말처럼 몸에서 나는 냄새가 비슷한 사람끼리 서로 알아보고 친구가 될 가능성이 높다는 과학 연구 결과가 나왔다. 또 친구를 맺은 사람들이 낯선 사람들보다 체취가 비슷할 가능성이 높으며, 냄새 판별 기기인 전자코(eNose)를 통해 체취를 확인하면 서로 낯선 두 사람이 친구가 될 수 있는지도 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 흔히 '케미가 맞는다'라는 말을 많이 해왔는데 실제로 후각 차원에서 화학(chemistry)이 작용하는 셈이다.