XII. 뇌 신경과학의 미래



20세기 중반까지는 뇌의 연구가 주로 형태 및 해부학적 관점에서 거시적으로 연구되어져왔으나,1960년대에는 뇌의 기능적인 측면이 강조되어 생리학,생화학 및 약리학에서 뇌기능 연구가 이루어져 인간의 모든 정신 작용과 갖가지 활동은 선경전달물질을 포함한 조그마한 화학물질에 의해서 이루어지고 있다는 사실이 밝혀졌다. 최근에는 분자 차원에서 미시적으로 뇌의 구조와 기능을 연구하는 분자생물학이 발전하여 고차적 정신기능의 해명에 큰 공헌을 하고 있으며 화학과 물리학의 발정에 힘입어서 뇌의 형태나 기능까지도 영상으로 볼 수 있는 양전자 방출 단층촬영술(PET)이 개발되어 뇌의 고차적 기능의 일부를 눈으로 직접 볼수 있는 영상시대가 도래하고 있다.

1970년 초반부터 발달하고 있는 분자생물학 분야 중에서 생명현상 연구에 가장 혁신적인 기여를 하고 있는 기법이 잘 알려진 유전자 기법(gene technology)이다.이 유전자 기법에 의해서 지금까지 구조와 기능이 두터운 신비의 베일에 가려져 있던 수많은 생체 활성물질들의 유전자 구조가 밝혀졌을 뿐만 아니라, 과거에는 미지로 남아있던 많은 질병의 발병 원인이 유전자 차원에서 문제가 있는 유전자질환(gene disease)으로 점차 밝혀지고 있다. 즉, 정신분열병은 5번 염색체, 우울병은 11번 염색체, 노인성 치매는 21번 염색체에 이상이 있는 것으로 알려지고 있으며 현재 그 원인이 뒤는 유전자를 찾으려고 많은 과학자들이 노력하고 있다.

머지 않은 미래에 질병 관련 유전자가 밝혀지게 되면 유전자 차원에서 확실한 치료법이 나올 것이다. 최근 과학자들은 앞으로 최소 15년의 세월과 30억 달러 이상이 소요 되는 인간유전자 지도 작성계획에 심혈을 기울이고 있다. 수많은 인간 유전자가 염색체 위에서 해독이 되어 그 정확한 위치가 지도로 작성된다면, 복잡한 뇌 기능을 담당하고 있는 유전자들을 알수가 있으며 신경정신질환을 일으키는 데 관여하고 있는 병든 유전자를 찾아내어 이를 제거하여 교정해 주는 유전자 치료법이 미래 의학에서 각광을 받게 될 것이다. 또한, 신경과학자들은 언젠가는 유전자를 직접 특정 뇌 신경세포 속으로 넣어서 우수한 뇌 기능을 창출해 내는 공상과학 소설에서나 볼 수 있는 사실을 실현시킬 수도 있을 것이다. 작년에 병든 효소 유전자 때문에 림프구의 기능이 약화되어 선천적으로 면역기능이 떨어져 있는 선천성 면역 결핍증 환자의 림프구에 정상 효소 유전자를 넣어 주는 시술을 사상 최초로 인간에 시행하여 큰 효과를 보고 있으며, 도파민 신경세포가 파괴되어 도파민이 나오지 않기 때문에 생긴 파킨슨병에서 도파민 합성 효소 유전자를 말초 세포에 삽입시켜 도파민 유 세포를 시험관에서 만든 후 이 세포를 뇌에 이식하였을 때 파킨슨병 증세가 호전된다는 사실이 보고되었다. 최근의 이러한 고무적인 진전은 파킨슨병뿐만 아니라 노인성 치매(알쯔하이머 병), 간질, 우울병 등에 이르는 가장 다루기 어려운 뉘의 질병의 일부를 해결할 수 있는 새로운 과학시대의 도래를 예고 하고 있다.










많은 과학자들은 현재 진행되고 있는 인간 게놈 사업처럼 뇌를 포괄적으로 이해하려면 거미줄척럼 연결되어 있는 뇌 속의 수 많은 구성 요소들의 위치와 기능을 정확히 하악해야 하기 때문에 '뇌의 지도 작성'이 필수적이라고 생각하고 있다. 현재 미국립정신건강연구소, 미국립과학재단, 미국립의약품 남용연구소 등이 이 뇌 지도 작성을 계획하고 있으며 앞으로 20여년간에 걸쳐서 복잡한 뇌의 기본 구조와 각종 신경전달물질들, 그들의 수용체의 위치, 뇌 속에 약물이 결합하는 부위, 특정기능을 하는 뇌 부위의 정확한 위치 작성은 물론, 정신질환 때문에 이상이 나타난 뇌 부위를 지도로 작성하고자 계획하고 있다.

현재 인간 유전자 지도 작성사업의 데이터 베이스 작업의 책임을 맡고 있는 피어슨 박사는 '인간 게놈 사업'이 정보과학은 '뇌 지도작성사업'에 비하면 대수롭지 않다고 말하고 있다. 실제 이 '뇌 지도 작성계획'에는 각종 영상기술을 망라한 정교한 첨단 전자 공학기술들이 모두 동원되어야 가능하다. 언젠가는 고차원적인 정신기능을 담당하고 있는 유전자와 뇌 부위가 밝혀질 것이며, 영화에서 본 우수한 뇌 기능을 가진 터미네이터와 갇은 인조 인간의 창조가 만화 속에서만 가능한 것이 아닐 것이며, 인간의 기계 의존성은 더욱 심화될 것이다. 그러나, 분명한 것은 인간은 만물의 영장으로서의 특징인 예지와 이성을 나타낼 수 있는 고귀한 뇌를 가지고 있기 때문에 가공할 능력을 가진 노예가 되어 스스로 인간파멸의 길은 걷지 않을 것이며 오히려 인간 로봇에 의한 2차 산업혁명이 일어나 인류의 생활은 보다 높게 진보할 것이다. 이런 의미에서 뇌 신경과학의 발전은 미래 인류 생활의 진보에 크게 공헌할 것이다.