사회성 떨어져도 천재성 높은 자폐? "뇌 비밀 우리가 푼다"

김진현 KIST 박사, HFSP 연구비 지원대상자 선정

쥐여우원숭이 뇌 신경망지도 구축…신경질환 원인 분석 치료법 제시

작은 동양소녀가 독일의 한 연구소를 찾았다. 독일어를 배운 적도 없는 이 소녀가 베를린 행 비행기를 탄 것은 이곳에서 박사학위를 해야겠다는 의지 하나 때문이었다. 사전약속 없이 연구소를 찾아온 그녀를 비서가 저지했지만 이를 지켜보고 있던 독일 연구자의 권유로 독일에서의 연구생활이 시작됐다. 작은 약 하나가 우리 뇌를 컨트롤하는 것에 호기심을 느껴 뇌 과학 연구에 뛰어든 과학자. 김진현 KIST 기능커넥토믹스연구단장 이야기다.

"당시 우리나라 연구자들은 미국유학에 익숙해 미국 연구문화 영향을 많이 받았어요. 더 다양한 시선으로 과학을 바라보고 연구문화 등을 접해보고 싶어 전통과학기술을 연구하는 독일에 가야겠다고 마음을 먹었습니다. 암과 뇌 관련 연구에 관심이 많았는데 독일에서 뇌 연구에 본격 집중을 하게 됐습니다. 대학 졸업 후 바로 독일에 갔으니 20대 초 중반. 참 젊었네요.(웃음)"

독일유학 이후 미국 등에서 연구 생활한 그는 5년 전 WCI(세계수준의 연구센터)를 통해 KIST에 초빙돼 모국으로 돌아왔다. 그가 소속된 기능커넥토믹스연구단은 뇌회로 지도분석을 통해 뇌질환 원인을 규명하고 이를 치료하기 위한 표적발굴 및 치료기법개발에 노력 중이다. 그는 뇌신경망을 3D영상으로 표현하는 기술을 개발하고, 쥐의 뇌를 시각화했으며, 기억력이 더 잘 발휘되는 이유 등을 규명한 바 있다.

최근 김 박사가 '노벨상 펀드'로 불리는 '휴먼 프런티어 사이언스 프로그램'(HFSP)의 생명과학 분야 연구비 지원대상자로 올해 선정됐다. 신진 연구자 675개 팀이 지원한 가운데 김 단장 연구팀을 포함한 25개 팀이 최종 선정된 것. 한국인으로는 두 번째 지원대상자다.

HFSP 준비 등으로 눈 코 뜰새 없이 바쁜 김진현 단장을 만났다. HFSP 지원 동기 및 향후 연구계획 등을 들어봤다. 

쥐여우원숭이 대상 뇌신경망지도 구축 “보고 많지 않아 기대 커”

HFSP는 연구자들 사이에서 연구를 위한 프로그램으로 통한다. 연구시작도 연구자가 원할 때 가능하며, 연구비를 전부 쓰지 하지 못하더라도 다음해에 사용할 수 있다. 김 단장은 “연구의 시작과 끝을 연구자들이 정하는 등 유연성 있는 프로그램으로 현재 각 국의 연구팀과 준비과정을 거치고 있다”고 말했다.

연구준비를 마치면 김 박사는 3년간 쥐여우원숭이를 대상으로 최신 분자해부학 기술, 살아있는 신경활성모니터링 기술, 광유전학 기술을 접목해 뇌 신경망지도를 구축, 신경망 이상으로 인한 신경질환의 원인 분석과 치료방법을 제시할 예정이다. 

이를 위해 스위스 제네바대의 다니엘 후버 교수와 프랑스 국립과학연구센터 피페리 파비앙 박사팀 등 해외 2개 연구팀과 손을 잡는다. HFSP는 세계 3개 이상 연구팀이 공동연구 전제 하에 연구비를 지원한다.

다니엘 후버 교수팀은 행동 패러다임을 이용한 생체 내 신경활성모니터링 기술 강점을, 프랑스 연구팀은 400개 이상의 쥐여우원숭이 개체를 보유하면서도 이를 통한 행동학 분야 전문기술을 확보하고 있다. 김진현 단장팀은 뇌의 분자적, 해부학적 분석기술을 보유하고 있다.

김진현 단장은 "각 팀의 강점을 융합해 다양한 신경과학연구 모델시스템을 구축할 수 있을 것"이라며 "상호보완 연구가 가능할 것"이라고 말했다.

쥐여우원숭이를 통한 뇌연구는 다른 동물실험에 비해 보고가 많지 않은 분야다. 김진현 단장도  쥐를 이용한 연구를 주로 해왔다. 그 동안 연구내용을 쥐여우원숭이에 접목할 수 있을까? 쉽게 말해 가능하다. 쥐여우원숭이의 뇌 크기가 쥐와 유사해 KIST가 기존에 보유하고 있는 실험결과를 적용하고 분석, 비교하는데 크게 어려움이 없다. 특히 인간의 뇌를 연구하기 위해 영장류를 이용한 연구가 필요한 가운데 임신기간이 짧고 사육방식이 어렵지 않은 쥐여우원숭이를 통해 다양한 연구가 가능할 것으로 기대된다. 

김 단장은 “쥐여우원숭이를 통한 연구가 많이 이뤄지지 않은 만큼 새로운 발견이 기대된다”며 “궁극적으로 사람의 뇌에 적용할 수 있는 연구를 하는 것이 목표다. 초소형 영장류인 쥐여우원숭이를 이용한 연구가 사람에게 적용될 수 있도록 할 것”이라고 강조했다.

특히 그는 “우리는 파킨슨병과 자폐 등에 관심이 많다. 사회성이 떨어지더라도 한 분야에 천재성을 나타내는 자폐의 경우 가설이 존재할 뿐 정확한 원인이 밝혀지지 않은 상황이다. 어떤 이유로 치매, 자폐 등이 일어나는지 눈으로 확인할 수 있는 뇌지도 구축에 힘쓸 것"이라고 말했다.