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[과학사진관] 스냅스뇌질환 연구원의 작업일지 ①

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2018년 05월 11일 13:00 프린트하기

[과학사진관] 의 작품 중 하나인 <부분과 전체> 삼부작의 작업일지를 싣습니다. 

 

올해 Art in Science에 출품한 <부분과 전체> 삼부작은 자폐증의 원인을 밝히기 위한 연구 중 얻은 사진들이다. 자폐증(ASD; Autism Spectrum Disorder)은 뇌 안의 정보 처리 기능 중 어느 하나가 제 역할을 못할 때 생기는 정신 질환으로 사회성 결핍, 특정 행동 반복을 특징으로 갖는다. 영유아기 (0-2세)부터 증상을 보이며 전체 아이 중 2%가 자폐를 앓고 있으나 확립된 치료 방법이 존재하지 않는다. 발병 기전과 병리가 제대로 알려져 있지 않기 때문이다. IBS 시냅스 뇌질환 연구단에서는 이런 자폐증의 원인을 탐구하고 치료 방법을 제시하고자 연구에 매진하고 있다. 

 

김경덕 연구원이 출품한 작품 

정신 질환은 뇌 안의 정보 처리 기능 중 어느 하나가 제 역할을 하지 못할 때 생긴다. 가령 잘 알려진 정신 질환인 ‘중독 (알코올 중독, 마약 중독, 도박 중독 등)’은 뇌의 쾌락 중추의 신경 전달이 과도하게 활성화되면 발병한다. 우울증의 원인 중 하나는 세로토닌이라는 신경 전달 물질의 기능 약화를 꼽을 수 있다. 그렇다면 자폐증은 뇌의 어떤 정보 처리 기능에 문제가 생긴 것일까? 


예를 들어 우리가 꽃에 대해 떠올릴 때 사과, 소고기, 바다 등 무분별한 생각이 계속 뇌리를 스친다면 정상적인 생활이 불가능할 것이다. 몇몇 과학자들은 자폐증 환자들의 뇌가 이러한 상태라 짐작한다. 뇌의 가장 앞부분인 전전두엽이라 불리는 부분이 비정상적으로 활성화되어 있어 결국엔 사회성이 약화되고 반복 행동이 나타난다는 분석이다. 


필자는 대표적인 실험동물인 생쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 자폐증을 가진 생쥐의 전전두엽 및 다른 부위의 정 보 전달 능력을 정상 생쥐와 비교하고자 했다. 실험 전반에 걸쳐 확인하려는 질문은 두 개였다. 1) 자폐증에 걸린 생쥐의 전전두엽에 있는 개별 세포들은 비정상인가? 2) 개별 세포 들은 정상이나 이들이 이루는 전체 구조는 비정상일 가능성은 없는가? 위 물음에 답하기 위해 자폐증에 걸린 생쥐의 신경 세포를 고성능 현미경으로 관찰했다. 세포가 정보를 많이 받아들이면 정보 수신에 필요한 수상돌기가 더욱 복잡하게 분화하고 개수가 증가한다. 실험 결과 최종적으로 전전두엽에서의 변화를 보는 것엔 실패하였다. 하지만 기억형성에 중요하다고 알려진 해마체에서 개별 세포들의 수상돌기의 복잡도가 오히려 떨어져 있음을 관찰했다. 

 

김경덕 연구원 (뇌질환 스냅스 연구단 소속)  

▶작품 자세히보기 : 부분과 전체 삼부작

 

 

※편집자주  

과학의 눈으로 본 인체는 어떤 모습일까요? 지난 감성 편에 이어 연구자들이 실험실에서 만난 인간의 몸, 곳곳을 현미경으로 포착했습닌다.

해당 작품은 IBS(기초과학연구원) 연구자들의 작품입니다. 연구자들이 실험실에서 몰두하던 중 나온 결과물들을 사진 작품으로 새롭게 탄생시킨 것으로, '2017 아트 인 사이언스'란 이름으로 전시되었습니다. 정말 다를 것 같던 두 사람이 만나 의외의 공통점을 발견하듯이, 이 사진들을 통해 어렵고 낯설 수 있는 과학과 일상의 연결고리를 발견하면 좋겠습니다. 


동아사이언스

DongaScience X IBS

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