최근 사회문제화와 유용성, 윤리와 관련한 이슈로 미국을 뜨겁게 달구고 있는 유전자 검사와 관련한 논문이 의학계에서 가장 권위있는 NEJM(New England Journal of Medicine)에 실린 것을 읽을 기회가 있었는데, 개인 유전자 검사와 이에 따른 생활습관 변화에 대한 것이라 관심있게 읽어 보았다 (논문은 이 포스트 후반부에 링크하였다)

구글의 공동창업자인 세르게이 브린의 와이프인 앤 워지츠키(Anne Wojcicki)가 공동창업자로 나선 23andMe는 구글의 든든한 투자와 뒷받침을 바탕으로 이미 커다란 사업을 전개 중에 있으며, 국내에서도 여러 회사들이 이 시장을 노리고 여러 서비스들을 출시하고 있다. 개인적으로 유전자 검사의 윤리적인 측면에 대한 글도 올린 바 있는데, 이런 서비스가 점점 직접 소비자들의 접근성이 좋아지게 되므로 앞으로 이에 대해 좀더 세심한 접근이 필요하다는 생각이다. 기본적으로는 유전자 검사를 해서 어떤 특정 질환의 위험도가 높다고 판단되면, 해당 질환에 걸리지 않거나, 걸리더라도 기대여명을 늘리기 위해서 적절한 생활습관 변화를 통해 대처할 수 있어 더욱 건강한 삶을 누리도록 한다는 것이 이런 검사를 만들어서 사업을 하는 곳들의 일반적인 논리인데, 이를 검증하려는 노력을 수천 명에 대한 코호트 연구를 통해 수행한 것이 NEJM에 실린 논문의 내용이다.


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2008/11/18 - SF영화에서 찾을 수 있는 미래의학의 모습 - 가타카(Gattaca) 편


Eric Topol 등은 개인 유전자 검사를 수행한 2,000 명이 넘는 환자들을 대상으로 연구를 하였다. 검사를 하고 나서 걱정이 더 많아졌거나, 식습관이나 운동습관 등의 변화를 알아보았다.

1차적인 결과는 대조군과 비교할 때 불안, 식습관, 운동습관 등의 변화는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 그래서, 연구팀은 2차적으로 검사와 연관된 스트레스를 조사하였는데, 그 결과 유전자 검사결과에서 평균적으로 측정된 전체인생위험도(average estimated lifetime risk)가 스트레스와 강한 연관성이 있다는 것을 알 수 있었다. 그렇지만, 90.3%의 사람들은 검사와 연관된 스트레스가 없다고 답변하였다.

결국 연구의 결과는 유전자 검사 결과는 단기적으로 사람들의 생활습관을 변화시키지 못했고, 제대로 질병을 찾아내기 위한 스크리닝 검사로 유도하는 효과도 적었다. 이 연구결과를 통해 우리가 생각할 수 있는 것은 무엇일까? 

현재의 급격한 기술의 진보에 의한 의학의 발전에는 자칫 기술의 발전 측면만 지나치게 강조하다가 인간으로서 살아가야 하는 가장 기본적인 존엄성과 윤리적인 부분을 헤칠 가능성이 언제나 상존한다.  이를 막기 위해서는 언제나 과학자들은 언제나 열린 마음을 가지도록 노력을 해야 할 것이며, 일반시민들은 정보와 지식을 공유해서 항상 신뢰가 구축될 수 있도록 해야 한다. 유전자 검사의 경우에도 여러 가지 유전자 검사의 유효성과 그에 따른 윤리적인 문제, 각각의 개개인의 상황에 맞는 최적의 검사 디자인을 통해 과다하지 않게 수행이 되어야 할 것이다.

 
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미래는 하이컨셉, 하이터치의 세계라고 합니다. 너무 메마르고 딱딱한 이야기보다는 글로벌 시대에 어울리는 세계 각국의 이야기, 그리고 의학과 과학을 포함한 미래에 대한 이야기의 세계로 여러분을 초대합니다.

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사지마비 사고를 겪거나 ALS(루게릭 병)나 다발성 경화증 같은 퇴행성 신경질환을 가진 사람들에게 희망을 주는 EyeWriter 프로젝트는 기본적으로 매우 적은 비용으로 안경에 달린 눈동자의 움직임을 이용해서 글자를 쓰거나, 그림을 그릴 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있습니다.

이 프로젝트를 주도하는 멤버는 Free Art and Technology (FAT), OpenFrameworks, Graffiti Research Lab과 The Ebeling Group 커뮤니티입니다.  이 프로젝트는 LA의 전설적인 그라피티(graffiti) 작가, 행동가인 Tony Quan 을 위해 시작되었는데, Tony는 2003년 ALS로 진단을 받고 사지마비와 함께 거의 아무런 물리적 활동을 할 수 없는 상태에 빠지게 됩니다.  유일하게 움직일 수 있는 그의 눈만이 그가 표현할 수 있는 방법이었습니다. EyeWriter 프로젝트는 저비용의 오픈소스 안구추적(eye-tracking) 시스템으로 눈으로 그림을 그리는 것이 가능하도록 하는 것이 목표입니다.  

비록 초기이지만 이들의 프로젝트는 상당히 성공적인 결과를 보여주기 시작했습니다.  아직 전성기 때와 비교할 수는 없지만 Tony 가 다시 눈으로 그라피티를 컴퓨터를 이용해서 그릴 수 있게 되었고, 기술이 더 발전하고 더 익숙해진다면 머지 않은 시기에 눈으로 그린 예술전을 열 수 있을지도 모르겠습니다.  

기술과 오픈소스, 개방이 또 하나의 커다란 가능성을 열어가고 있습니다.

출처:




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뇌는 좌우의 2개 반구로 되어 있습니다.  창의성은 양쪽 뇌가 같이 소통을 할 때 잘 발현된다는 것은 이미 잘 알려져 있습니다.  예를 들어, 좌우 뇌를 연결하는 부위를 잘라내면 (이런 수술을 commissurotomy 라고 합니다), 창의적인 작업에 애를 먹게 됩니다.  2009년 Elizabeth Shobe 박사 연구팀이 재미있는 논문을 발표했는데, 이런 사실을 바탕으로 창의성의 훈련과 관련한 약간의 가능성 및 배경이 될만한 논문이라서 소개를 해볼까 합니다.

Shobe 박사팀은 62명의 실험 참가자들에게 "Alternative Uses Test"라고 불리는 창의성 테스트를 하였습니다.  벽돌이나 신문과 같은 일상적인 물체를 가지고 할 수 있는 독특한 일들을 생각하는 것인데, 일단은 왼손이나 오른손 어느 한쪽으로 편향되었는지 아니면 상대적으로 양손의 정교함이 비슷한 수준의 양손잡이 그룹인지 분류하였습니다.  

여기에서 재미있는 시도를 하였는데, 작업을 시작하기 전에 2그룹으로 나누어서 한 그룹에게는 30초 정도의 시간을 들여서 눈을 좌우로 왔다갔다 하도록 하였습니다.  이 운동은 좌우 뇌의 소통을 돕는 것으로 알려져 있습니다.  그리고, 나머지 한 그룹에게는 앞을 그냥 30초간 쳐다보도록 하였습니다.  결과는 어땠을까요?  좌우 어느 한쪽으로 편향된 사람들 중에서, 눈 운동을 한 그룹에서 그렇지 않은 그룹보다 훨씬 좋은 창의성 테스트 결과가 나왔습니다.  그런데, 처음부터 양손잡이인 그룹의 경우에는 창의성 테스트 결과가 좌우 쳐다보는 운동이 큰 영향을 끼치지 않았습니다.  물론, 양손잡이 그룹이 어느 한쪽 손으로 많이 치우친 그룹에 비해서는 전반적인 테스트 결과가 좋았습니다.

이 결과는 좌우 뇌의 어느 한쪽이 우성이면서, 소통이 적은 사람의 경우 눈의 좌우로 쳐다보는 일종의 준비운동이 창의성과 관련한 작업을 하는데 도움이 된다는 것을 의미합니다.  그에 비해, 이미 좌우 뇌의 소통이 어느 정도 되고 있는 양손잡이의 경우에는 그리 큰 영향을 미치지 않았다고 해석을 할 수 있습니다.  물론, 테스트를 한 사람의 수도 적고, 명확한 이론으로 자리를 잡으려면 앞으로 많은 연구가 더 수행되어야 하겠지만, 기본적인 백그라운드 이론이 있고, 좌우로 눈운동을 하는 것이 그리 어려운 일도 아니기 때문에 창의성을 요하는 작업에 앞서 마치 우리가 준비운동을 하듯이 뇌에 대한 준비운동으로 눈을 굴려보는 것도 그리 나쁘지 않다는 생각입니다.


참고자료

Shobe ER, Ross NM, & Fleck JI (2009). Influence of handedness and bilateral eye movements on creativity. Brain and cognition, 71 (3), 204-14 PMID: 19800726

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© BROWN INSTITUTE FOR BRAIN SCIENCE


유명한 과학저널인 Scientific American 온라인 판에 최근의 뇌과학 기술의 발전과 뇌에 꽂는 칩에 대한 글이 실렸습니다.  재미있는 내용이라 소개하고자 합니다.  원문은 아래 링크를 따라 가시기 바랍니다.

Plug and Play: Researchers Expand Clinical Study of Neural Interface Brain Implant


이미 인간의 뇌의 운동중추가 있는 곳에 센서를 꽂아서 뇌의 문제로 마비가 있었던 환자가 컴퓨터를 조작하게 만들었던 사례가 2004년 브라운 대학교(Brown University)에서 있었습니다.  이제 미국 식약청(Food and Drung Administration)과 MGH(Messachusetts General Hospital)의 생명윤리위원회(IRB, Institutional Review Board)에서 이에 대한 본격적인 임상연구 및 상용화를 진행할 수 있도록 허용을 했다는 소속입니다.

브라운대학에서 만든 뇌에 꽂을 수 있는 첫번째  칩 시스템의 이름은 BrainGate Neural Interface System이라고 합니다.  2000년에 미국 국방부에서 $425만 달러의 연구비를 지원해서 만든 것으로, 베이비 아스피린 크기의 센서에 머리카락보다 가는 100개의 전극을 가지고 있어서 뇌의 표면에 부착되어 주변의 신경세포에서 넘어오는 전기신호를 등록했다가 이를 컴퓨터로 전송하고 처리 및 모니터를 할 수 있습니다.  

현재 이 기술의 수혜를 입을 것으로 생각되는 환자들은 척수신경마비나 뇌경색, 루게릭병(ALS, Amyotrophic lateral sclerosis) 등과 같은 신경과적 질환을 가지고 있는 분들입니다.  5년 전의 테스트에서 이런 환자들이 비록 몸을 움직일 수는 없어도 어느 정도의 훈련만 된다면 쉽게 컴퓨터 스크린의 커서를 움직이고 로봇을 조종할 수 있음은 이미 알려진 바 있습니다.

이러한 성과에도 불구하고, 뇌에 꽂아야 한다는 것 때문에 FDA에서 그동안 이를 실제로 상용화 단계의 개발로 인정을 하지 않고, 대신 안전성과 효과성에 대한 데이터를 모으고, 추가적인 연구를 하도록 하였습니다.   이제는 BrainGate2 조금더 발전된 모델을 가지고 얼마전 임상시험에 들어갔습니다. 

이 연구와 임상결과가 잘 나와서 많은 수의 마비 환자들에게 또 하나의 희망이 될 수 있었으면 합니다.  뇌에 칩을 꽂는 연구는 이 밖에도 몇 가지 영역에서 다양하게 진행이 되고 있습니다.  시간이 되는대로 다른 연구들도 소개를 하겠습니다.

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아마도 과학에 대해 조금이라도 관심이 있는 사람이라면, 나노(nano) 기술에 대해서는 들어보았을 것이고, 나노기술에 의해 향후 미래사회가 엄청나게 바뀔 것이라는 전망을 많이 보았을 것입니다.  그 중에서도 특히 의학분야에 적용되고, 이에 대한 적용기술이 상용화되는 시점 정도에는 현재의 의학기술에 있어 혁명적인 변화를 가져올 것이라는 이야기까지 나옵니다.  도대체 나노기술이 어떻게 의학의 판도를 바꿔놓을 수 있는 것일까요?   오늘은 나노의학(nano-medicine)의 적용분야 중에서 피부미용 분야에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

나노의학 전반에 대한 글과 약물전달 시스템, 그리고 의학영상과 관련한 내용은 이전 포스팅 들을 참고하시기 바랍니다.  아래 링크를 따라가시면 보실 수 있습니다.

2009/01/02 - [수술공학/의공학] - 나노기술로 탄생하는 새로운 영상의학 기술
2008/12/31 - [수술공학/의공학] - 나노기술이 약물 투약의 방식을 바꾼다.
2008/12/30 - [수술공학/의공학] - 나노가 뭐길래 의학 혁명을 운운하나?


피부미용과 관련한 나노기술의 개발단계

나노기술은 이미 피부미용 분야에 있어서 꽤 많은 발전을 가져오고 있습니다.  치료제에 비해 비교적 덜 까다로운 규제 덕분에 상당수는 상품화가 되었고, 시장에서도 좋은 반응을 얻고 있습니다.



돋보이는 로레알의 연구성과

피부미용 분야에 있어 세계에서 가장 큰 기업인 로레알(L'Oreal)이 나노기술 분야 역시 선도하고 있습니다.  로레알은 나노캡슐 기술을 이용해서 일부 화장품 성분을 효과적으로 피부로 전달하는데 성공하였습니다.  연구는 피부와 모발, 그리고 색조 화장품에 중점을 두고 있습니다.

피부 분야에서의 가장 중요한 것은 피부노화를 방지하는 부분입니다.  그 중에서도 부작용이 적으면서도 성능이 뛰어난 자외선 차단제를 개발하는 것은 언제나 가장 중요한 연구의 주제입니다.  또한, 모발에 선명하면서도 오래가고, 동시에 부작용이 적은 염색약을 개발하는 부분과 타이타늄 다이옥사이드(Titanium Dioxide) 나노 파티클을 이용한 치약을 개발하는 것 역시 빼놓을 수 없는 나노기술의 응용분야 입니다.


화장품 제조기술 전반에 영향을 미치는 나노기술

샴푸의 경우 앰피필릭 분자(amphiphilic molecule)을 함유하도록 하는 부분이 주된 숙제입니다.  앰피필릭 분자는 친수성(hydrophilic) 부분과 소수성(hydrophobic) 부분을 모두 가지고 있는 분자로 매우 강력하게 정렬되는 특성을 가지고 있고, 크기도 작으면서 다양한 형태를 만들 수 있기 때문에 세척력이 매우 뛰어납니다.

전체적인 프로세스를 쉽게 만드는데에도 나노기술은 큰 도움이 됩니다.  수프라분자 나노물질(supramolecular nanomaterial)을 이용하면 젤이나 크림을 처리할 때 온도나 용매에 의해 특성을 변화시킬 수가 있습니다.  그 밖에도, 립스틱은 보다 오래가고 더 생동감 있는 색상을 유지하며, 빛을 받을 때 반짝이는 등의 우수한 효과를 보이게 할 수 있고, 산화아연(zinc oxide) 나노물질을 이용해서 로션이 훨씬 투명하면서도 부드럽게 만들 수 있습니다.  타이타늄 다이옥사이드 역시 비슷한 목적으로 쓰이고 있지요.   


피부미용 분야에 있어서 만큼은 나노기술이 미래가 아닌 현재의 기술로 등극하기 시작했습니다.  이미 상당한 연구성과가 축적이 되었고, 일부 회사들은 많은 특허를 기반으로 미래의 화장품 회사의 판도를 바꿀 수 있을 정도로 약진을 하고 있습니다.  국내에서도 다양한 나노기술의 응용을 통한 좋은 화장품들이 나와서, 보다 저렴하게 부작용이 적으면서도 노화를 억제할 수 있는 제품들을 많이 만나볼 수 있게 되기를 바랍니다.


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