[파이낸셜뉴스] 【베이징=이석우 특파원】 중국 연구진이 인간 뇌에 무선 컴퓨터 장치(칩)를 이식해 전기 신호를 몸에 전달하게 하는 연구에서 획기적인 성과를 거뒀다고 밝혔다.  1일 홍콩 명보와 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 중국 칭화대 의학원 홍포 교수팀이 사지가 마비된 환자 뇌에 무선 컴퓨터 장치(칩)를 이식해 신경 역할을 대신하게 하는 연구를 진행해 왔으며 환자가 손을 움직여 식사를 할 수 있는 단계까지 성공시켰다고 보도했다.  칭화대 연구팀은 무선 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 임플란트인 '신경 전자 기회'(NEO)를 개발해 첫 환자에게 이식한 결과 이 같은 진전을 이뤘다.  이는 뇌신경과학 스타트업 뉴럴링크가 지난 1월 29일 인간의 뇌에 컴퓨터 칩을 이식하는 임상을 시작했다고 밝힌 지 8시간 만이다. 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 엑스(X·옛 트위터)에 "(1월 28일) 첫 환자가 뉴럴링크로부터 이식받았다. 환자는 잘 회복되고 있다"라고 밝힌 바 있다. 뉴럴링크는 머스크가 소유한 회사이다.  칭화대 연구진은 "지난해 10월 24일 NEO를 14년 전 교통사고로 척수가 손상되면서 사지가 마비된 환자에게 이식했다"면서 "3개월의 자택 재활 치료를 통해 환자가 의수로 병을 잡을 수 있게 됐으며 혼자서 먹고 마실 수 있다"고 설명했다. 이어 "재활 치료가 이어지고 머신 러닝 알고리즘 개발이 진전되면 해당 환자는 다양한 손동작과 기능을 회복할 수 있을 것"이라고 전망했다.  연구진은 NEO가 뉴럴링크가 개발한 칩보다 습기에 더 강하고 신경세포 뉴런 손상 위험 없이 해당 성과를 이뤄냈다고 밝혔다. 이어 NEO가 동전 두 개만 한 크기이며 신경 조직에 직접 이식하는 게 아니라 두개골에 장착되도록 설계됐다고 말했다. 뉴럴링크의 칩은 뇌 조직에 직접 이식한다.  연구진은 또 "뇌와 컴퓨터를 무선으로 연결해 주는 BCI는 뇌의 전기 활동 정보를 바로 컴퓨터에 전달하는 장치"라면서 "신체 손상을 입은 사람이 생각 만으로 각종 기기를 제어할 수 있도록 돕는다"고 말했다. 이어 "BCI가 척수 부상이나 근위축성측삭경화증(ALS·루게릭병), 간질 환자 등의 치유에 기여할 수 있다"고 덧붙였다. june@fnnews.com 이석우 대기자

[파이낸셜뉴스] 수사권 갈등을 빚었던 고위공직자범죄수사처(공수처)와 검찰이 서류 전달 방식을 두고 신경전을 벌이고 있다. 25일 법조계에 따르면 공수처는 대검찰청에 사건을 이첩할 때 줄곧 직원들이 직접 서류를 실어 전달했다. 반면 검찰은 공수처로 사건을 이첩할 때 대부분을 우편으로 보냈다. 공수처가 경찰에게 사건 서류를 주거나 그 반대의 경우에도 우편을 사용해왔다. 실제 공수처 정문에서는 직원들이 호송 차량에 서류를 싣는 장면이 종종 포착돼 왔다. 이중 상당수가 대검으로 이송된 것으로 보인다. 유상범 국민의힘 의원실에 따르면 지난 13일 기준 공수처가 다른 수사기관에 사건을 이첩한 건수는 1천57건이다. 공수처가 '인편'을 통해 자료를 전달하게 된 배경에는 검찰과의 미묘한 관계가 작용했을 것으로 보인다. 지난달 송기헌 민주당 의원이 공개한 공수처법 해석에 대한 대검의 입장문에 따르면 '공수처는 1차 수사기관'이라는 검찰 의견이 담겨있다. 이에 공수처 내부에서는 "공수처를 하급기관으로 보는 사실상의 '갑질'이 아니냐"는 불만이 나온다. 공수처와 검찰은 그간 사건 이첩 기준을 사이에 두고 갈등을 빚어왔다. 이규원 검사에 대한 '조건부(유보부) 이첩' 문제, 문홍성 등 검사 3명에 대한 이첩 요청 등 사사건건 수사권·기소권을 두고 부딪쳤다. 한편 공수처는 출범 7개월째로 접어들었지만 1호 기소를 하지 못한 상황이다.  지난 4월 말 사건번호 '공제1호'를 부여하고 수사에 착수한 조희연 서울시교육감의 해직교사 부당 특별채용 의혹 사건은 3개월이 다 되도록 진척이 없다. 야권 유력 대선 주자인 윤석열 전 검찰총장 사건 수사도 초미의 관심사다. 공수처는 윤 전 총장이 고발된 사건 중 옵티머스 펀드 사기 부실수사 및 한명숙 전 국무총리 모해위증교사 수사 방해 의혹을 입건했다. 선거에 가까워질수록 중립성 논란이 커질 수 있는 상황에서 공수처는 수사에 속도를 내지 못하는 중이다. rsunjun@fnnews.com 유선준 기자

[파이낸셜뉴스] 가까운 미래에는 신경세포가 손상됐을때 수술하지 않고도 마이크로로봇에 신경세포를 담아 몸속 원하는 위치에 전달해 치료할 전망이다. 국내 연구진이 마이크로로봇의 장점을 활용해 신경세포 전달 및 신경망 연결이 가능한 플랫폼 개발에 성공했다. 이 마이크로로봇은 외부 자기장을 통한 무선제어로 세포나 약물을 낭비 없이 정교하게 전달 가능하다. 대구경북과학기술원(DGIST)은 로봇공학전공 최홍수 교수 연구팀이 신경세포 전달용 마이크로로봇을 개발했다고 4일 밝혔다. 연구진은 이번 연구 성과가 향후 중증 뇌질환인 치매나 뇌전증 등 다양한 신경계 질환 연구에 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있다. 최홍수 교수는 "마이크로로봇으로 신경세포를 연결해 다양한 신경계 질환 연구를 위한 기능적인 생체신호 분석이 가능하다"고 말했다. 연구진은 마이크로로봇의 신경세포가 내는 전기신호 측정 시스템인 '다중 전극 어레이(MEA)' 칩 위에 각각의 해마 신경세포들을 따로 분리시켜 배양했다. 마이크로로봇 몸체에 해마 신경세포를 배양 후, 칩 위의 해마 신경세포들을 연결하기 위해 마이크로로봇을 이동시켰다. 신경세포를 실은 마이크로로봇은 빠르게 움직여 분리된 신경세포들 사이를 연결했다. 이렇게 하자 두 신경세포에서 오가는 전기신호를 확인했다. 이를 통해 원하는 패턴으로 신경망의 연결이 가능함을 최초로 확인했다. 이는 다수의 신경세포를 연결해 생리학적 기능을 분석할 수 있음을 증명한 것이다. 최 교수는 "신경세포의 전기생리학적 분석을 기반으로 하는 다양한 응용 연구에 활용 가능할 것"이라고 전망했다. 연구진은 3D 레이저 리소그라피 공정을 통해 300마이크로미터(1마이크로미터는 100만분의 1미터)의 길이로 마이크로로봇을 만들었다. 로봇몸체에 신경세포를 배양할 수 있도록 5마이크로미터 사이즈 패턴의 홈을 만들었다. 이 로봇은 자기장 구동 및 생체적합성을 위해 니켈과 산화 티타늄 박막의 금속 증착 공정을 거쳤다. 최홍수 교수는 "후속 연구를 진행해 마이크로로봇을 다양한 의공학적 용도로 활용할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다. 이번 연구는 최홍수 교수팀과 DGIST-ETH 마이크로로봇 연구센터 김진영 선임연구원 및 뇌·인지과학전공 유성운 교수팀이 한국뇌연구원(KBRI) 라종철 교수팀과 융복합공동연구로 진행됐다. 연구 결과는 세계적 학술지 '사이언스 어드밴시스' 9월 25일자 온라인 게재됐다. 인체 조직의 치료를 위해 약물 치료, 수술 등이 가능한 마이크로로봇 기술 연구가 각광받고 있다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

강남세브란스병원은 지난 8일 데뷔 20주년을 기념해 김석훈과 팬들이 소중한 마음을 모아 희귀 신경근육질환을 앓고 있는 환자들을 위해 기부금을 전달했다고 9일 밝혔다. 이들은 김석훈이 홍보대사로 활동하고 있는 강남세브란스병원 호흡재활센터를 찾아 기부금을 전달하며 의미있는 곳에 써 달라는 뜻을 전했다. 이번 기부금은 희귀 신경근육질환 환자들을 위해 사용될 예정이다. 희귀 신경근육질환이란 운동신경이나 근육이 퇴화해 기능이 상실되는 질병이다. 근육병, 루게릭병, 척수성 근위축증 등이 이에 속한다. 병이 진행되면서 사지는 물론 호흡 근육마저 약해져 인공호흡기를 사용해야만 생존이 가능한 상태가 된다. 따라서 이 환자들에게는 지속적이고 체계적인 치료가 필수적이나 정부의 지원에도 불구하고 적절한 포괄적 치료를 하기에는 아직 미흡한 부분이 많아 추가적인 지원이 절실하다. 호흡재활치료가 필수적이나 아직 질환에 대한 사회적 인식이 부족하고 제도적, 경제적 지원이 열악해 제대로 된 치료를 받지 못하는 환자들이 많다. 강남세브란스 호흡재활센터 강성웅 소장은 "소중한 기부금을 전달해주신 김석훈 씨와 팬들에게 진심으로 감사드린다"며 "이번 기부를 계기로 희귀 신경근육질환에 대한 사회적인 관심과 지원이 계속 이어지길 바란다"라고 말했다. pompom@fnnews.com 정명진 기자

옥시토신이란 옥시토신이란, 옥시토신이란, 옥시토신이란, 옥시토신이란, 옥시토신이란 옥시토신이란 신경 전달 물질이 관심을 모으고 있다. 최근 미국국립과학원(NAS)이 발행하는 세계적 학술지 미국국립과학원회보(PNAS)에 따르면 옥시토신을 술 취한 쥐에 투여하자 마치 취하지 않은 것처럼 행동하게 된다는 것이 실험으로 밝혀졌다. 흔히 '사랑의 호르몬'으로 알려진 옥시토신은 뇌하수체 후엽 가운데 있는 신경 전달 물질로, 현재는 쥐 실험밖에 시행되지 않았지만 옥시토신과 알코올을 투여한 쥐가 술 취한 쥐에 발생하는 운동신경장애를 극복할 수 있는 것으로 나타난 것이다. 또 미국 하버드의대 연구팀은 평균 나이 27세 남성 25명을 대상으로 옥시토신이 열량 섭취에 어떤 영향을 미치는지 실험을 벌였다. 참가자 가운데 13명은 정상 체중이고 나머지 12명은 과체중이거나 비만이었다. 하버드 의대 연구팀은 옥시토신이 인체에 어떤 영향을 주는지 확인하기 위해 참가자들을 두 그룹으로 나눠 첫 번째 그룹에는 유럽 시중에서 파는 옥시토신 스프레이를 코 안에 뿌리도록 하고 나머지 그룹은 위약(플라시보)이 든 스프레이를 뿌리도록 했다. 그리고 한 시간 후 참가자들이 직접 아침식사 메뉴를 선택해 먹도록 했으며 이런 실험 과정은 3일간 반복됐다. 그 결과 옥시토신을 뿌린 그룹은 아침 식사를 할 때 평균 122칼로리(kcal)를 덜 섭취하는 것으로 나타났으며 섭취하는 지방량도 9g 정도 적었다. 특히 옥시토신은 지방 연소 과정을 촉진해 인슐린 감수성 등의 대사 능력을 향상할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 연구를 이끈 엘리자베스 로손 박사는 "결과가 정말 놀라웠다. 추가 연구가 필요하지만 옥시토신이 비만과 대사 합병증 등의 치료제로 개발될 수 있을 것"이라고 설명했다. 옥시토신이란, 옥시토신이란, 옥시토신이란, 옥시토신이란, 옥시토신이란 onnews@fnnews.com 온라인뉴스팀

포항공과대학교 해양대학원 황동수 교수 니코틴 등의 물질이 뇌 속 신경전달물질 수용체에 얼마나 강하게 달라붙는지를 국내 연구진이 실측으로 확인했다. 교육과학기술부는 포항공과대학교 해양대학원·환경대학원 황동수 교수팀이 표면 힘 측정기(SFA)를 이용해 물속에서의 '양이온(Cation)-π 결합'을 나노 역학적으로 세계 최초로 증명했다고 6일 밝혔다. 양이온-π 결합은 양이온과 전자를 많이 가진 방향족 화합물이 전자를 공유하지 않고 결합하는 것으로 다른 결합방식과 달리 물 속에서도 강한 결합력을 유지할 수 있어 물이 70%로 이루어진 인체 내 생리작용에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 지금까지 이 힘의 크기는 컴퓨터 시뮬레이션에 의해서만 예측됐으나 황동수 교수팀은 이를 실험으로 입증했다. 황 교수 연구팀은 인간의 학습과 기억에 중요하게 작용하는 신경전달물질인 '아세틸콜린'과 뇌의 아세틸콜린 수용체간의 양이온-π 결합력을 초정밀 물리실험장치인 표면 힘 측정기를 사용해 두 표면 사이의 거리를 0.1㎚(나노미터)분해능으로 움직이면서 측정했다. 또 양이온과 벤젠닝을 다량 함유하고 있는 홍합 등 해양 부착성 생명체와 테트라에틸암모늄 화합물이 이온 채널과 신경전달 수용체 등과 양이온-π 결합으로 얼마나 강하게 결합하는지를 실험을 통해 밝혔다. 황동수 교수는 "이번 연구 결과는 향후 신의약품, 수중접착제 및 해양 방오제 등 다양한 고분자소재 개발 등에 필요한 중요한 원리를 제시하고 있다"며 "아세틸콜린과 유사한 구조를 갖는 니코틴은 우리 뇌에서 양이온-π 결합을 하는 것으로 알려져 있어 흡연 중독성 메커니즘 연구에도 활용할 수 있을 것"이라고 말했다. jhpark@fnnews.com 박지현 기자

국내 연구진이 레이저를 이용해 뇌·망막 등 이상 부위로 약물을 전달하는 새로운 신경약물전달기술을 개발했다. 교육과학기술부는 최철희 카이스트(KAIST) 교수 연구팀이 극초단파 레이저빔을 1000분의 1초 동안 쥐의 뇌혈관벽에 쬐어 혈뇌장벽에 일시적으로 틈을 만들고 이 틈을 통해 약물을 원하는 부위에 전달하는 데 성공했다고 26일 밝혔다. 레이저빔을 약물이 들어 있는 혈관에 쬐면 혈뇌장벽이 일시적으로 자극을 받아 수도관이 새는 것 같은 현상을 일으키고 약물이 혈관 밖으로 흘러나와 뇌신경계 등으로 전달되는 원리를 이용한 것이다. 혈뇌장벽은 뇌에 존재하는 혈관 내부의 특수한 지방질 조직, 즉 세포막을 말한다. 연구팀은 정지된 기능은 몇 분 뒤 제 기능을 되찾는다는 사실도 확인했다. 뇌의 중추신경계로 외부 물질이 들어가는 것을 막는 혈뇌장벽은 대사와 관련된 물질을 통과시키고 그 밖의 물질은 차단하는 특성이 있어 약물을 통과시키기 어려웠다. 그동안 약물의 구조를 바꾸거나 머리에 작은 구멍을 내 주사하는 방법도 시도됐지만 비용이 많이 들고 위험해 활발히 적용되지 못했다. 최 교수는 "새로운 신경약물전달의 원천기술을 확립하고 레이저를 이용한 안정적인 생체 기능 조절 기반기술을 구축했다는 점에서 의미가 있다"며 "앞으로 세포 수준으로 기술 영역을 확대하는 한편 후속 임상 연구를 통해 실용화할 계획"이라고 말했다. 이 연구 결과는 신경약물전달 원천기술로 특허 출원 중이며 세계적으로 저명 학술지인 미국 국립과학원 회보 5월 16일자에 게재됐다. /pado@fnnews.com허현아기자

우리 과학자들이 퇴행성 뇌질환의 메커니즘을 분자 수준에서 밝히는 데 중요한 연구 기반을 마련했다. KAIST 물리학과 윤태영 교수와 미국 일리노이주립대 하택집교수, 아이오와주립대 신연균 교수팀은 신경세포 단백질들과 합성된 분자들을 이용해 세포 밖에서 신경세포 간 신호전달을 재현하는 데 성공했다고 16일 밝혔다. 이 연구 결과는 ‘네이처 구조&분자 생물학’에 게재됐다, 신경세포간 신호전달은 신경세포들의 접합점인 시냅스에서 신경전달물질이 1000분의1초 단위로 빠르게 분출되면서 이루어지는데 이런 과정은 사람이 감각을 느끼고 생각하고 학습하는 모든 정신적 활동의 분자수준 메커니즘이 된다. 연구진은 이 연구에서 신경세포에서 추출한 컴플렉신(complexin)이라는 신경세포 신호전달 제어 단백질과 합성된 분자들을 이용해 세포 밖에서 신경세포 간 신호전달을 재구성해내는 데 성공했다. 신경세포 간 신호전달은 스네어(SNARE) 복합체라는 단백질이 신호전달물질을 한 신경세포에서 다른 신경세포에 전달하는 방식으로 이루어진다. 연구진은 이 연구에서 그동안 스네어 복합체의 기능을 막아 통신을 억제하는 것으로만 알려져 있던 컴플렉신이 오히려 스네어의 작용을 도와 통신을 원활하게 해준다는 사실을 처음으로 확인했다. 윤 교수는 “이 연구는 그동안의 신경세포 통신 재현 연구가 통계적 결과를 얻는데 그친 것과 달리 신호전달 현상 하나를 분리해내 실시간으로 관찰한 점과 신호전달 속도를 수초 단위로 끌어올려 기존 연구결과보다 1000배 정도 빠른 속도를 구현한 점에서 의미가 크다”고 말했다. 그는 또 “지금까지 많은 뇌질환 치료제나 향정신성 약품 등이 분자 수준에서의 메커니즘이 정확히 알려지지 못한 채 임상에서 사용돼 왔다”며 “하지만 이번에 개발된 시스템을 이용하면 각 의약물질이 어떤 작용을 하는지 직접 관찰하는 것도 가능해질 것으로 기대한다”고 말했다. /economist@fnnews.com이재원기자

신경세포 사이에서 신경 전달 통로를 여닫는 감지영역의 분자구조가 규명됐다. 뇌졸중, 고혈압, 부정맥 등 생체막 단백질 관련 질병을 치료할 수 있는 신약개발 길이 열렸다는 평가다. 광주과학기술원(GIST) 김재일(48) 교수는 미국 국립보건원(NIH) 산하 신경과학연구소와 공동으로 이같은 성과를 거뒀다고 19일 밝혔다. 신경 전달은 칼슘 이온과 나트륨 이온 등 전기를 띤 다양한 이온 상태의 물질들이 신경세포 사이를 이동하며 이뤄진다. 그리고 이온이 이동하는 신경전달 통로는 이온 물질의 농도를 감지해 아주 미세한 전압 차이에 따라 열렸다 닫힌다. 김 교수팀은 이 전압 감지 영역의 분자구조를 규명하고 또 이곳이 치료제 개발의 작용점으로 활용될 수 있음을 과학적으로 규명했다. 김 교수는 “이번 연구는 생체막 단백질 관련 각종 질병 치료제 개발에 중요한 학문적 근거를 제공하고 있다”며 “향후 뇌졸증, 고혈압, 부정맥, 신경병증성 통증 등 다양한 신규 의약품 개발에 활용될 수 있다”고 말했다. 이 결과는 네이쳐 15일자에 게재됐다. /economist@fnnews.com 이재원기자

그동안 신경세포를 통해서만 조절이 가능한 것으로 알려졌던 뇌의 정보 전달이 비신경세포를 통해서도 조절이 가능하다는 연구 결과가 나왔다. 이는 뇌졸중, 간질 등 뇌질환 치료제 개발에 새로운 단서를 제공함은 물론 기억의 효과적인 제어를 통한 ‘머리가 좋아지는 약’에 대한 개발 가능성도 열어놨다는 평가를 받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 신경과학센터 이창준 박사는 뇌에서의 정보 전달시 성상아교세포(비신경세포)가 글루타메이트를 분비하고 신경세포의 ‘NDMA 수용체’ 활성화로 이어져 기억을 형성하는 새로운 경로를 찾았다고 14일 밝혔다. 이 성과는 ‘생리학 저널’(Journal of Physiology) 표지 논문으로 발표됐다. 그동안 뇌에서의 정보 이동은 신경세포들과 이를 연결하는 시냅스 말단에서 분비되는 글루타메이트에 의해서만 가능한 것으로 알려졌었다. 글루타메이트는 신호전달을 촉진하는 중요한 물질이다. 하지만 이 박사는 별세포라고도 불리는 비신경세포인 ‘성상아교세포’를 관찰한 결과 성상아교세포도 글루타메이트 분비에 관여한다는 새로운 사실을 알아냈다. 그리고 성상아교세포가 분비한 글루타메이트가 NDMA 수용체를 활성화시켜 칼슘농도를 증가시키고 기억 형성에 기여한다는 경로도 밝혔다. 이 박사는 “이번 실험은 뇌에서 기억, 공간인지능력 등을 관장하는 것으로 알려진 해마신경세포를 대상으로 이뤄졌다”면서 “때문에 비신경세포인 성상아교세포도 기억 등에 영향을 미친다는 해석이 가능하다”고 말했다. 그는 이번 연구 결과가 뇌졸중이나 간질 등 뇌질환 치료제 개발로 이어질 것으로 기대하고 있다. 뇌졸중은 피가 뇌로 들어가면 글루타메이트가 과도하게 방출되고 NDMA 수용체의 과도한 활성화로 이어져 세포를 사멸시켜 발병한다. 하지만 성상아교세포를 통해 글루타메이트 방출을 막는다면 뇌졸중 후 신경세포 사멸을 막을 수 있다는 것이다. 이 박사는 “그동안 신경세포를 조절해 NDMA 수용체를 억제하려는 다양한 시도가 있었지만 이 방법들은 뇌가 마비돼 버려 기억을 못하는 등의 부작용이 있어 치료법으로 발전하지 못했다”면서 “비신경세포를 통해 이를 치료하는 방법을 연구할 예정”이라고 말했다. 그는 현재 성상아교세포에서 글루타메이트 분비를 조절하는 물질 탐색을 KIST 케모인포매틱스 사업단에 의뢰한 상태다. 이 박사는 이 같은 연구 결과를 바탕으로 최근 성상아교세포에서 음이온 통로 단백질을 통해 글루타메이트가 분비되는 또다른 사실도 새로 찾아냈다. 이는 지금까지 다른 연구자들이 제시한 소포성 분비에 의한 글루타메이트 분비 학설을 뒤집는 결과로 현재 유력 저널에 제출돼 심사받는 상태다. 이 박사는 “성상아교세포에서 분비되는 글루타메이트를 선택적으로 억제하거나 증가할 수 있는 방법을 찾아낸다면 기억력을 향상시키는 약물 개발로도 이어질 수 있을 것”이라고 덧붙였다. /economist@fnnews.com 이재원기자 ■사진설명=KIST 이창준박사(오른쪽)가 비신경세포의 정보 전달 과정을 연구원에게 설명하고 있다. ※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스. 무단 전재-재배포 금지