[과학과 기술의 발전] 의학 그리고 정신과 두뇌 과학

 1. 세계 최초의 의학 문서

세계 최초의 의학 문서는 기원전 1550년에 작성된 에베루스(Ebers) 파피루스로, 1872년에 이 문서를 발견한 독일 이집트학자에서 그 이름이 유래했다. 이 65피트 길이의 파피루스 두루마리에는 이집트 의사들이 종양부터 악어에 물린 상처까지 모든 병에 처방했던 700가지 이상의 치료법이 정리되어 있다. 이 문서만 보더라도, 인체를 이해하고 병을 해결하려 했던 초기 인류의 욕구를 확인할 수 있다. 그리스 의사 알크마이온은 기원전 500년경 인류 최초로 인체를 해부한 인물로 알려져 있다. 약 1세기 후에 살았던 히포크라테스는 최초의 개업의로서, 환자 치료에 매진했던 그의 열정은 가히 전설적이다. 그래서 의사들은 오늘날에도 환자의 목숨을 살리고 건강을 증진하기 위해 가능한 모든 노력을 기울이겠다는, 이른바 히포크라테스 선서를 한다. 2세기의 의사였던 클라우디우스 갈레노스는 뛰어난 치료 실력을 발휘하며, 실험에 입각한 생리학을 창시했다. 질병이 신체 상태의 불균형에서 비롯된다는 그의 이론은 해부가 보편화되고 나서도 여전히 지배적이었다. 이 이론에 도 전했던 최초의 인물은 스위스 의사인 파라켈수스로 알려져 있는데, 그는 16세기 광부들의 폐질환을 관찰한 끝에 외부적 요인에서 병의 원인을 찾았다. 17세기에는 영국 의사 윌리엄 하비가 심장과 전신 간의 혈액 순환을 밝혀냈고, 네덜란드의 현미경학자 안톤 판 레 이우엔혹은 적혈구를 발견했다. 그 후 1세기가 넘게 지나자, 루이 파 스퇴르, 조지프 리스터, 로베르트 코흐 같은 과학자들이 특정 질병을 유발하는 미생물들을 찾아내고 살균 및 치료 방법을 개발하기 시작하면서, 세균이론이 발달하기 시작했다. 20세기에는 페니실린 같은 항생제가 개발되면서, 오랫동안 인류를 괴롭혀온 감염에 대해 더욱 잘 이해하고 통제하게 되었다.

 

슈퍼박테리아란 무엇인가?

항생제는 수많은 생명을 구했지만, 사용이 확대되면서 내성이 강화된 돌연변이 세균을 만들어냈다. 그중 하나가 바로 메티실린 내성 황색포도구균(MIRSA)이다. 2005년 한 해에만도 MIRSA 감염자가 9만 4천 명, 사망자가 1만 9천 명으로 추산된다. MIRSA 감염은 대부분 병원에서 이루어진다. 2007년에 어린이 몇 명이 MRSA로 사망하고 학교들이 휴교하면서, 이 병에 대한 인지도가 급격히 높아졌다. 상처에 붕대를 감고 수건 같은 개인용품을 공유하지 않는 등 기본 위생을 지키는 것이 효과적인 방어책이다.

 

줄기세포 치료란?

태아가 형성되는 초기에 배아에는 줄기세포라는 다용도 유전자 물질이 들어있다. 이 미분화된 세포는 점차 다른 줄기세포와 신체의 나머지 부분을 형성하는 조직을 만들어낸다. 초기 배아의 배반포 상태에서 배양된 줄기세포는 심장병, 당뇨병, 파킨슨병 등으로 손상된 세포를 대체할 수 있다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 그러나 줄기세포를 추출하는 과정에 서 배아가 파괴되기 때문에, 줄기세포 연구는 그동안 윤리적 문제를 제기해 왔다. 그래서 연구자들은 새로운 줄기세포원을 찾는 데 주력하고 있다. 신생아의 탯줄에서 얻은 조혈줄기세포도 백혈병과 림프종 등 혈액성 질환을 치료하기 위한 실험에 사용되고 있다.

 

HIV, 그리고 AIDS

인간 면역결핍 바이러스(Human Immunodeficiency Virus; HIV)는 면역체계를 저하시키고 후천성 면역 결핍증(Acquired Immune Deficiency Syndrome; AIDS)을 유발하여 신체를 질병에 취약한 상태로 만든다. HIV는 전 세계 감염자가 약 3천300만 명에 달하여, 지난 30년 간 공공보건의 최대 관심사였다. HIV는 여전히 완치는 안 돼 더라도 약으로 억제할 수 있는데, 중저소득 국가에서 이 치료가 필요한 710만 명 중 오직 200만 명만이 그 약을 구할 수 있다. HIV는 20세기 상반기에 적도 아프리카 지역에서 원숭이 면역결핍 바이러스(Simian Inmunodeficiency Virus; SIv)에 걸린 침팬지를 통해 인간에게 침추한 것으로 추정된다. 연구자들은 그 후 여전히 HIV 환자가 많은 아프리카에서 아이티로 확산된 것으로 보고 있다.

 

2. 정신과 두뇌

인체를 해부했던 그리스 의사들은 이미 기원전 6세기부터 시신경과 두뇌 사이에 연관성이 있다는 사실을 알아차렸다. 르네상스 시대의 해부학 연구에서는 두뇌와 척추, 신정신호를 온몸으로 전파하는 신경 사이의 관계도를 차츰 완성해 갔다. 종고 및 철학적 세계관에서는 정신과 육체를 분리하는 경향이 있었으나, 해부학의 발달로 양자에 직접적인 관계가 있다는 사실이 밝혀졌다. 18세기 후반에는 이탈리아 교수 루이지 갈바니가 죽은 개구리 근육에 정전하를 흘렸을 때 다리에 경련이 일어나는 것을 발견함으로써, 어떤 의도와 심지어 생명력에도 물질적 기반이 있다는 주장에 근거를 제시했다. 이러한 업적을 인정하여, 그 후로 수십 년 동 안 인간의 체내전기 연구와 임상사용을 갈바니즘(동물전기)이라고 불렀다. 이처럼 두뇌가 신호를 보내는 방법을 이해하려는 노력은 오늘날 신경과학으로 진화했다. 이 분야에서는 감정과 태도 등 과거에 순전히 심리적이고 신체활동과 무관하다고 여겨지던 문제를 생물학적이고 해부학적으로 설명 및 치료하기 시작했다. 19세기말부터 20세기 초에 스페인 의사이자 해부학자인 산티아고 라몬 이 카할은 질산은 염색법을 통해 기본 신경세포, 즉 뉴런의 존재를 밝혀내면서 신경계를 공들여 설명했다. 수십억 개에 달하는 인간 뉴린은 방대한 조직망을 통해 세포에서 세포로 신경전달 화학물질을 실어 나름으로써 메시지를 전달한다. 화학물질의 성분과 메시지의 출발점에 따라, 신호는 내부 장기의 자율신경을 통제하거나 꿈으로 해석된다. 초창기 연구는 두뇌의 각 부분을 다양하게 연결시켰다. 즉, 수준 높은 기능은 대뇌피질, 언어는 좌뇌, 기억력은 우뇌 같은 식이었다. 전자기 이미징 기술의 발전은 연구를 더욱 진척시켰다. 예를 들어 2005년 펜실베이니아 대학의 연구 자들은 기능성 자기공명영상(MIRl)을 이용해 스트레스를 받은 사람의 뇌에서 전전 두피 질(prefrontal cortex)로의 혈액 흐름이 증가하는 현상을 기록에 담았다. 또 신경전달물질의 역할에 대한 연구는 도파민이나 세로토닌 등의 화학물질을 다양한 질병 및 장애와 연관시켜 우울증 치료제를 만들어냈다.