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Miracle KIST

"행동에 따른 뇌의 변화가 회로로 그려진다"

 

KIST 뇌과학연구소, '마음-행동의 뇌회로 작성 및 조절'사업 진행
"뇌회로가 우울증 등 뇌를 통한 병을 고치는 원천지식 될 것"


최근 유명인들이 스스로 목숨을 끊는 안타까운 사건들이 연이어 발생하고 있다. 그들을 죽음으로 내모는 원인은 대부분 '우울증'이다. 우울증은 가장 흔한 정신과적 질환으로 자살 원인 1위로 보고 될 정도다.

우울증의 분명한 원인에 대해서는 의학이 고도로 발달한 지금까지도 명확히 밝혀지지 않고 있다. 아직까지는 환경적인 요인과 정신질환, 다양한 생화학적 요인 등이 복합적으로 작용하는 것 아닌가라는 분석이 고작이다.

그러나 최근 신경과학의 발전으로 우울증의 원인 규명에 새로운 돌파구가 열리기 시작했다. 세로토닌 신경계와 노르에피네프린 신경계의 기능부조 때문이라는 연구결과도 그 중 하나다. 이 연구결과에 따르면 신경계의 기능을 활성화할 경우 우울증이 완화될 수 있다는 논리가 성립된다. 우울증 발생은 뇌와 밀접한 관계가 있다는 것을 나타내는 것이다.


뇌 연구를 통해 복잡해지는 사회 속에 날로 증가하는 우울증과 같은 지병의 치료책을 찾는 한편 작은 우주나 다름없는 뇌의 신비를 풀기 위한 전문 연구소가 국내에 설립됐다. 바로 'KIST 뇌과학연구소(소장 신희섭)'다.

마음과 행동의 뇌지도 작성을 통해 뇌의 종합적 이해를 도모하겠다는 뇌과학연구소의 앞으로의 연구 방향과 과제를 함께 살펴보자.

 
"인간의 마음과 행동을 주관하는 뇌를 지도로 그린다"

뇌과학연구소는 현재 'MindMap, BrainUp(마음-행동의 뇌회로 작성 및 조절)'을 주제로 약 200여명의 연구원들과 함께 연구를 진행 중이다.

'MindMap, BrainUp'의 궁극적인 목표는 마음과 행동을 주관하는 뇌 회로를 유전자와 단백질, 시냅스, 신경회로, 기능시스템, 마음·의지·행동을 포함하는 통합적인 지도로 작성한다는 것이다. 이 같은 목표 하에 지난 1월 연구소 발족과 동시에 연구를 시작했다. 앞으로 5년간 연구를 실시할 예정이다.

그동안의 뇌 연구는 해부학, 세포학, 유전학 등을 통해 개별적 관점에 머물러 있거나, 뇌 지도를 작성한다고 해도 단편적이고 조직학적인 뇌 지도만을 연구하는 것이 고작이었다. 그에 반해 'MindMap, BrainUp'은 신경회로를 통합적으로 이해하고 인간과 외부기기간의 양방향 신호조절을 가능케 하는 등 뇌기능 조절과 뇌질환의 종합적 연구가 가능하다는 차별성을 갖고 있다.

 


뇌과학연구소는 뇌 회로를 ▲의식과 감정 ▲학습과 기억 ▲운동과 감각 총 3개로 나눠 작성할 계획이다. 이 회로들을 통해 유전자 정보를 체계적으로 데이터화 하고, 사람의 행동에 따른 신경전달물질 변화와 시냅스 등을 세밀히 관찰할 수 있으며, 뇌질환 치료법 개발과 저하된 뇌기능 회복을 꾀할 수 있다.

특히 'MindMap, BrainUp' 연구 결과는 신규 유전자의 정확한 기능연구와 질병의 원인연구, 치료제 개발, 유전자 치료 등의 기반을 제공할 것으로 기대된다. 또한 뇌질환 관련 신약개발을 위한 기반산업에 응용함으로써 생물공학 산업의 질적 향상을 높이고 세계적 생물공학 산업 강국으로 국가경쟁력을 올릴 것으로 뇌과학연구소는 전망하고 있다.

신희섭 소장은 "이 연구는 뇌가 어떠한 시스템인지를 이해하는 지도를 그리는 것이라 할 수 있다. 이 지도를 통해 문제가 생긴 환자의 뇌 움직임과 과정 등을 이해할 수 있을 것이며, 질병을 고치는 원천지식이 될 것이다. 나아가서 최근 늘어나는 우울증 환자의 자살 이유와 해결방법을 제시할 수 있을 것"이라고 연구에 대한 기대감을 나타냈다.


연구 구성, 연구비 배부권한 등 연구소장에게 모든 권한 할애


지난 2010년 11월 KIST의 수장이 된 문길주 원장은 취임하자마자 KIST의 강점이 되는 연구들을 전문연구소 형태로 개편하자는 안을 내놨다. KIST는 이에따라 연구 장점을 살려 BT, NT, IT, CT 기반의 과학과 공학의 융복합연구가 가능한 유관·연계분야를 조직적으로 통합해 글로벌 경쟁력을 갖춘 전문연구소인 '뇌과학연구소'를 설립했다.

KIST는 뇌과학연구소의 소장으로 우리나라 1호 국가과학자 신희섭 박사를 선정하고 프로젝트 구성이나 연구비 배부권한, 연구 평가 등을 각 연구소와 연구소장에게 할애해 책임경영과 자율적인 연구 환경을 조성했다. KIST에 따르면 이는 정부출연연구기관 운영의 혁신적 선도모델이라 할 수 있다.


뇌란 인간의 활동과 행동, 생활에 밀접한 관계가 있으면서도 아직까지 제대로 규명된 적이 없는 신 개척분야라는 점에서 현대 과학자들의 관심이 모아지는 분야 중 하나다. 또 뇌 과학은 수학·물리학·화학·생물학 등 기초과학 분야는 물론, 의학·공학·인지과학 등 인간이 갖는 물리적·정신적 기능성의 전반을 심층적으로 탐구하는 응용 학문으로 다른 어느 것보다 융합 연구가 필요한 분야라 할 수 있다.

신희섭 소장은 "뇌과학연구소 발족과 'MindMap, BrainUp' 사업을 통해 연구소가 뇌 중심 융합과학의 세계적 허브로 도약하길 바란다"며 "7개 이상의 세계적 연구팀을 육성하는 것을 목표로 연구에 임하겠다"고 각오를 피력했다.