'뇌 지도' 상대비교로 질병치료에 사용
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'뇌 지도' 상대비교로 질병치료에 사용
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UCLA, 뇌 영상 연구실의 6개국 학자들이 공동으로 연구

지난 27일에 BBC는 UCLA 뇌 영상 연구실에서 '뇌 지도'를 만들고 있다는 것을 보도했다. 그 이유는 뇌의 기능과 어떤 부위가 인체의 특징인지를 알 수 있게 되어서, 질병 치료에 도움을 줄 수 있기 때문이라고 한다.

프루엔키가 1838년에 처음으로 소뇌를 현미경으로 관찰하는데서 뇌 연구가 시작되었다. 그 후에 실어증연구, 조건반사, 뇌파반사기록, 언어영역, 좌우 대뇌반구작용의 차이, 뇌 속에서의 모르핀과 유사한 물질발견 등을 연구하여 진보되었다.

뇌의 기능을 이해하기 위해서는 가능한 한 많은 사람의 뇌 사진을 입수해서 평균적인 뇌의 모습을 만드는 것이라고 한다. 따라서 이번에 만든 뇌 지도는 연령별, 건강상태별로 다른 7천명을 대상으로 하여서 만들었다고 한다.

사람마다 뇌의 크기, 용량, 활동이 다르기 때문에, 이 지도가 완성되면 알츠하이머나 정신분열증을 앓고 있는 사람의 뇌와 건강한 사람의 뇌를 비교할 수가 있어서 치료에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 보고 있다.

선진국들은 뇌의 신비를 알아냄으로서 질병으로부터 건강을 유지할 수가 있다고 보고 있다. 따라서 이와 같은 것을 위해서 범국가적인 차원에서 치열한 경쟁을 하고 있다. 미국은 오래 전부터 "뇌 촉진10년 법안"을 제정하여 많은 연구를 해왔다.

일본도 향후 20년 동안 180억 달러를 투자한다. 한국은 1998년에 뇌 연구촉진법을 만들었고, "브레인 테크21"를 계획해서 향후 9,600억원을 투자하겠다는 발표를 했었다. 다른 선진국들도 인간과학프로그램을 만들어서 뇌와 분자기능연구에 치중하고 있다.

동물 개체마다 뇌의 크기, 무게, 활동이 다르다. 따라서 어느 쪽이 더 비교우위에 있고, 어떤 영향을 미치고 있는지를 파악하기가 어렵다. 성인 뇌의 무게 평균은 1500g내외로서 몸무게의 약 2%정도이지만, 에너지 소비량은 20%에 해당한다.

사람은 사물을 보게 되는데 그것은 단순히 보는 것에 지나지 않고, 시각중추가 사물의 색, 모양, 깊이, 움직임 등 여러 요소를 잡아내서 눈앞의 사물이 무엇인가를 보는 것이다. 이에 따라서 어떤 사물의 위험여부를 식별하여 행동하게 한다.

하지만 뜨거운 물체를 만지면 반사적으로 손을 떼는 데 이것은 뇌의 명령을 기다리지 않고 반응하는 것으로서 척수이다. 일반적으로 통증을 파악하는 것은 자유신경종말이라고 한다. 피부가 강하게 자극을 받으면, 피부 밑에 있는 감각기가 일그러짐을 느끼고, 감각세포가 흥분하면서, 감각중추 영역으로 전달된다.

이러한 통각은 통증이 뇌에 전달하기 이전에 동작하는 것처럼 느껴지는데 그것을 반사 또는 척수 반사라고 한다. 뇌는 갑자기 처한 위험에서 몸을 구하기 위해서 때로는 각각의 분야가 스스로 행동하도록 하는 일도 한다. 이러한 것들이 뇌를 연구하는 것에 대한 어려움이다.

또한 시각이 청각이나 후각보다 감각기능이 더 발달되고 우수해서, 이에 대한 신경세포를 연구함으로써 뇌에 대한 비밀을 밝혀낼 수 있다고 보고 있다. 살아 있는 모든 세포는 끊임없이 화학적 반응을 계속해서, 늘 전기적인 변화를 수반한다.

뇌파는 약 140억 개의 뇌 세포에서 나오는 전기적인 변화를 두피로부터 기록한 것이다. 독일의 생리학자인 한스 베르거가 인간의 뇌파를 처음으로 기록하였다. 이 뇌파를 통해서 뇌에 대한 것을 파악해 볼 수 있게 되었다.

뇌의 일상적 활동과 흥분, 수면, 생리적 변화 등을 파악해 보기도 하고, 병리진단에 유용하다는 것이 차츰 알려 지면서, 뇌종양, 뇌혈관성, 뇌 대사 등, 환자의 진찰 보조자료로 활용되고, 뇌 상태의 감시, 뇌사의 판정에 사용되기 시작했다.

뇌사판정기준은 깊은 혼수상태로 강한 통증이나 자극에도 반응이 없고, 동공이 열려 있어서 빛에 반응하지 못하며, 자발호흡정지, 급격한 혈압강화, 그에 따른 저혈압 뇌파의 평탄화 등이다. 뇌의 기능은 죽어 있지만, 인공호흡장치에 의해서 심장이 아직 뛰고 있는 상태 하에서 판정하는 기준이다.

이러한 뇌사에 대한 연구가 지속되고 있지만 매우 어렵다. 뇌를 완전히 바꾸는 이식수술도 현재로서는 불가능하다. 마음의 질병은 모든 뇌의 작용이 완전하지 않기 때문에 생긴다. 따라서 뇌신경세포가 감소하면 먼저 건망증이 생긴다.

뇌의 노화가 진행되면 오래된 것은 기억하나 새로운 기억은 유지되지 않는다. 그래서 금방 한 일도 모르게 된다. 치매가 심한 노인일수록 뇌가 많이 쭈그러들어 있다. 건강하게 기억을 유지하기 위해서는 항상 일정한 수의 건강한 신경세포가 필요하다.

90년대에 와서 기능적 자기공명 화상장치와 뇌 자계 등이 사용되어, 뇌 활동을 바깥에서 측정하는 방법이 생기고 진보되었다. 현재는 분자 수준에서의 뇌 세포와 유전자 구조분석의 발달로 뇌 세포의 분화, 증식, 노화, 죽음에 대한 연구가 계속되고 있다.

더욱이 컴퓨터 산업의 발달로 인해서 뇌에 대한 많은 것이 새로이 밝혀지고, 뇌와 닮은 컴퓨터개발도 크게 진전되고 있다. 이번에 선진 과학자들이 만드는 뇌 지도가 완성되면, 지금보다 많은 질병치료에 도움을 줄 것으로 본다.

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