혼수 상태 유도, 인간 동면의 가능성과 영향

인생의 일시정지를 누르고 싶으신가요? 인간 동면이 곧 현실이 될 수 있습니다.
생쥐에게 '무해하고 혼수 상태와 유사한' 동면 상태를 유도한 후, 연구자들은 정지 애니메이션의 노화 방지 효과와 우주 여행에 미칠 수 있는 영향에 대해 Dazed에 이야기합니다.

Torpor study, Washington University Courtesy of Chen, et al.

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1. 인간 동면의 공상과학적 비유

인간의 동면은 공상 과학의 고전적인 비유입니다. 에이리언은 노스트로모의 컴퓨터가 근처 달에서 신호를 가로챈 후 리플리를 동면에서 깨우는 것으로 시작되는 것으로 유명합니다. 혹성탈출: 반격의 서막에서 찰턴 헤스턴은 2006년부터 1년도 채 되지 않은 나이에 종말 이후의 지구에 불시착하기까지 우주를 질주했습니다. 2016년에 개봉한 패신저스에서는 120년 동안 지구와 비슷한 행성을 여행하던 중 수면 포드가 오작동하는 두 명의 우주 식민지 주민을 중심으로 전체 줄거리가 전개됩니다.

하지만 인류의 동면 능력에 대한 고고학적 증거가 일부 발견되었음에도 불구하고 현대 기술을 이용한 장기 동면 애니메이션의 복잡성은 아직 밝혀지지 않았습니다. 1970년대부터 유도 저체온증(기본적으로 신체를 극도로 낮은 온도로 냉각시키는 것)은 뇌 수술이나 개심 수술 중에 신체를 보호하기 위해 사용되었지만, 조직 손상의 위험이 크지 않고 최대 1시간까지만 지속될 수 있어 미래에 우리가 거주할 수 있는 행성으로 이동할 수 있을 만큼 길지는 않습니다.

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2. 비침습적인 혼수 상태 유도를 통한 연구

그러나 최근 네이처 신진대사(Nature Metabolism)에 발표된 과학 연구에 따르면 연구자들은 동면과 유사한 체온, 대사율 및 신체 활동 감소 상태인 '혼수 상태'를 유도하는 "비침습적이고 정확하며 안전한" 새로운 방법을 소개했습니다. 어떻게 이루어졌을까요? 과학자들은 귀여운 모자를 통해 생쥐와 쥐의 뇌에 초음파를 쏘아 혼수 상태에 빠뜨린 다음, 그 상태에서 깨어나게 하는 데 성공했습니다.

이 논문의 공동 저자인 워싱턴 대학교의 홍 첸은 이 과정이 "동물에게 아무런 위험을 초래하지 않았다"고 데이즈드에 말했습니다(실험용 쥐는 제공되지 않았습니다). 사실 초음파를 사용하자는 아이디어는 "전리방사선 없이 뇌의 어느 위치든 비침습적으로 높은 정밀도로 초점을 맞출 수 있는 유일한 에너지 형태"라는 사실에서 촉발되었습니다.

첸은 "비침습적이고 안전한 혼수 상태 유도는 최근까지 영화와 소설에 국한된 공상 과학 소설로 여겨져 왔다"는 데 동의합니다. "최근의 과학적 발견은 혼수 상태가 뇌에 의해 제어되어 수많은 기능을 정밀하게 조정한다는 것을 보여줍니다."라고 그녀는 설명합니다. "뇌는 중앙 '스위치' 역할을 합니다. 우리는 이 스위치를 켤 수 있는 접근법을 찾고 있었습니다."

초음파를 통해 그들은 그 방법을 찾은 것 같습니다. 과학자들이 수면과 체온을 조절하는 뇌 영역인 시상하부 전전두엽을 초음파로 표적으로 삼은 결과, 쥐의 체온, 심박수, 산소 섭취량이 감소하여 활동량과 음식 섭취량이 현저히 줄어든 것으로 나타났습니다. 그런 다음 체온이 특정 임계값 이상으로 올라갈 때마다 폭발을 일으켜 약 24시간 동안 이러한 상태를 유지할 수 있었으며, 쥐는 불편한 기색을 보이지 않았습니다. 모자를 껐을 때 생쥐가 평상시 상태로 돌아가는 데 90분도 채 걸리지 않았습니다.

하지만 쥐는 혼수 상태에 빠질 준비가 잘 되어 있으며, 예를 들어 먹이가 충분하지 않으면 졸린 기분을 느낄 수 있습니다. 첸의 연구팀은 동면하지 않거나 혼수 상태에 빠지기 쉬운 동물인 쥐를 대상으로 실험을 진행한 것도 바로 이 때문입니다. 쥐의 체온 감소 폭은 생쥐보다 작았지만, 그 정도가 상당했기 때문에 '동면하지 않는 동물'에도 잠재적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미합니다.

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3. 혼수 상태의 응용과 미래 전망

언제쯤이면 나도 설치류 형제들처럼 수면 상태에 들어가 달콤한 잠의 해방감을 느낄 수 있을까요? 때가 되면 됩니다. 첸은 혼수 상태를 유도하는 것은 인간에게도 많은 응용이 가능하다고 말합니다. "혼수 상태는 환자의 신진대사와 생명 과정을 늦춰 심근경색[심장마비]이나 뇌졸중과 같이 생명을 위협하는 질환에 대한 치료 시간을 단축할 수 있습니다." 좀 더 미래를 내다보면, 영화에서처럼 장기 우주 여행 중 또는 지구에서도 "신진대사율과 체온을 낮추고 다른 생물학적 과정을 늦춤으로써" '노화 문제'를 해결할 수도 있습니다.

하지만 우선 이 기술이 설치류에서 확장되어 더 오랜 시간 동안 작동할 수 있는지 확인해야 합니다. 이를 위해서는 더 큰 동물에게 수면을 유도하는 모자를 씌우고 인간을 향해 나아가는 작업이 필요합니다. 여러분과 저처럼 행복한 혼수상태에 빠졌다가 다른 세상에서 깨어나기를 바라는 사람들에게는 "잠재적인 효과는 아직 밝혀지지 않았습니다."

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4. 내용 정리

⊙최근 과학 연구에서, 혼수 상태와 유사한 상태를 유도하는 비침습적이고 안전한 방법이 소개됨.
⊙연구자들은 생쥐에게 초음파를 이용하여 혼수 상태에 빠뜨리고 깨워내는 실험을 성공적으로 수행함.
⊙이러한 연구 결과는 장기 동면 애니메이션에 대한 가능성과 우주 여행에 미칠 수 있는 영향을 제시한다.
⊙인간에게도 혼수 상태 유도는 많은 응용 가능성을 가지며, 신진대사 조절과 노화 문제 해결 가능성 제시.
⊙그러나 이 기술을 더 오랜 시간 동안 작동시킬 수 있는지에 대한 추가 연구와 실험이 필요함.
⊙현재까지는 잠재적인 효과에 대한 밝혀진 사항은 없으며, 더 많은 연구가 필요함.