전류로 뇌치료 윤경식 대표
안전한 치매치료 행복사회 연다
와이브레인의 기술은 미래 두뇌건강 분야에 광범위한 영향을 미치게 될 것으로 전망된다. 곧 파킨슨, 자폐증을 비롯한 각종 신경정신질환 치료에 활용될 예정이다. 이 안전하고, 효과적이고, 편리한 치료기술은 뇌과학과 의료산업에 커다란 혁신을 가져올 것으로 기대되고 있다. 두뇌기능을 이해하고 신경정신질환을 치료하는 기술에 대해 끊임없이 연구 중인 윤경식 와이브레인 대표가 올해 SDF에서 행한 기자회견을 정리해본다.
조동찬(SBS 의학전문기자): 제가 병원에서 일할 때의 일입니다. 한 남성이 발가락이 너무 아파 잘 수 없다고 찾아왔는데 그 남성은 발가락이 없었습니다. 발바닥 종양 때문에 이미 발바닥 절단 했기 때문입니다. 많은 절단 수술 환자들이 ‘환각통’ 으로 고통 받고 있습니다. 이 남성의 두개골을 뚫고 가느다란 전극을 꽂아 전기를 흘려 보내는 뇌수술을 진행했습니다. 이 분은 더 이상 발에서 오는 작은 자극을 감지 못하게 되었습니다. 그때, 이런 생각이 들었습니다. 만약 바깥에서 뇌 깊숙한 부분에 정확히 자극을 줄 수 있다면 이런 위험한 수술이 필요 없을 텐데. 이 상상을 현실로 만든 사람이 있습니다. 와이브레인 윤경식 대표입니다.
뇌 깊은 곳 극소 필요부위 타켓팅
윤경식: 오늘 저는 이번 SDF의 주제인 혁신적 지혜에 대한 얘기를 드릴 것입니다. 지금까지 아무도 시도할 수 없었던, 아무도 시도하지 못했던, 세상을 바꾸고자 한 얘기를 드리겠습니다.
뇌는 참으로 복잡하지만 와이브레인은 기술로 이런 문제로 해결. 무서운 수술보다 안전한 전기 신호를 헤드밴드를 통해 보내는 방법으로 안전하게 뇌의 문제가 생긴 부분을 치료할 수 있습니다.
뇌질환이 생기면 지금까지는 직접 수술을 해왔습니다. 두개골에 직접 구멍을 뚫고 아주 가느다란 전기 막대를 삽입하여 그 곳에 전기 신호를 보내 뇌질환을 치료하죠.
한 번 생각해봤습니다. 수술 없이 바깥쪽에서 안전하게 전기를 흘려준다면 두뇌가 치료될까? 두뇌는 굉장히 복잡한 네트워크입니다. 뇌는 종종 컴퓨터와 비교되는데요. 컴퓨터와 뇌 모두 복잡한 구조이고 전기 신호로 동작하기 때문입니다. 우리는 바깥쪽에서 전기 신호를 측정합니다. 전기 신호가 문제가 생긴 곳을 알려 주고 우리는 그곳에 다시 신호를 보내 뇌를 치료합니다. 이게 저희 디바이스입니다. 이렇게 간단합니다. 이렇게 쓰면 되는데요. 이것은 두뇌에서 일어나는 신호를 측정하고 이해해서 자극하는 방법입니다.
과학에는 세 가지 프로세스가 있습니다. 측정, 이해, 자극하는 일. 즉, 측정, 이해, 그리고 변화시키는 일이 과학의 프로세습니다. 이 세가지가 이상적으로 다이나믹하게 이뤄졌을 때 컨트롤이라는 말을 할 수 있습니다. 우리 디바이스는 컨트롤을 하는 장치입니다. 생명체는 참 신기하게, 두뇌 깊은 곳에 중요한 기능들이 모여있습니다. 기억을 관장하는 부분, 기쁨, 슬픔을 느끼는 부분이 두뇌 깊은 곳에 숨어 있습니다.
이런 깊은 곳을 타겟하기 위해 지금까진 수술을 통했습니다. 2013년에 와서 지금까지의 이런 패러다임을 바꾸는 새로운 기술을 시도했습니다. 세계 최초로, 두뇌전기자극술의 패러다임을 바꾸는 시도를 한 것입니다. 뇌의 특정한 부분에 미세한 전류를 흘리면 신경의 네트워크를 따라서 우리가 타겟으로 하는 부분이 자극 또는 억제됩니다. 뇌 영역끼리의 연결고리를 강화시키는 것이죠.
극미량 전류로 치매치료 새 길
윤경식: 당구와 비교해 볼까요? 기존의 뇌수술이 4구 게임이라고 한다면, 우리 기술은 당구 테이블의 3D 구조를 이해한 고수의 쓰리쿠션입니다. 이 기술을 가지고 풀 수 있는 중요한 문제는 무엇일까요? 같이 한번 뇌에 대해 생각해 보죠. 뇌에는 뇌세포가 1000억개 있습니다. 뇌세포 하나는 1000개의 시냅스로 이뤄져 있습니다. 그래서 1000억 곱하기 1000개, 즉, 100조개의 신경세포 연결고리가 뇌에 있습니다. 종종 뇌는 우주와 비교되는 데요. 뇌에는 1000억개으 뇌세포가, 우주에는 1000억개의 은하가 있습니다. 작지만 거대한, 그리고 복잡한 뇌의 100조개나 되는 연결고리를 끊는 무서운 병이 있습니다. 무엇일까요? 바로 치매입니다.
치매는 어떤 병일까요? 치매는 나 자신을 잃어버리는 병입니다. 치매가 오면 뇌세포의 크기와 숫자가 줄어듭니다. 뇌가 쪼그라드는 것이죠. 뇌세포 사이의 연결과 연결을, 기억과 기억의 연결고리를 끊을 뿐 아니라 사람과 사람 사이의 연결고리를 끊는 무서운 병입니다. 이런 치매를 어떻게 치료할까요?
지금 보시는 것은 전기 자극을 준 신경세포입니다. 자극을 주면 신경세포가 자라납니다. 전기를 머리에 주는 게 안전한가 하는 질문이 있을 텐데요. 아주 안전합니다. 스마트폰 전자파의 1/6정도 밖에 안됩니다. 저희 기술은 이런 아주 작은 전기를 이용해 특정 부분을 타겟팅하는 안전한 기술입니다. 또, 보통 사람들이 스마트폰을 평균 6시간 쓰시는 데요, 저희는 전류를 30분만 씁니다.
현재 대규모 환자 임상실험 중입니다. 이것은 치매 치료 전과 후의 사진입니다. 치료 후에 두뇌의 기능적 활성도가 확연히 증가했음을 알 수 있습니다. 그럼 우리나라에서 치매로 고통 받는 환자 수는 몇일까요? 전체 노인 인구인 600만 명 중 50만 명이라고 합니다. 이는 곧 노인 10명 중 1 명이 치매 환자라는 것입니다. 가족이나 친구 등 치매 환자 주변에 있는 사람 수는 약 20명 정도입니다. 그럼 우리 나라에 치매로 고통을 받고 있는 사람 수는 50만 곱하기 20을 해서 약 1000만이라는 결론이 나옵니다. 이는 우리나라 인구의 오분의 일입니다.
전 크게 세상을 바꾸기는 어렵지만 뇌세포 하나하나를 연결해서 천만 명의 연결을 돕고 싶습니다. 제가 생각하는 혁신적 지혜는 연결입니다. 뇌세포와 뇌세포를 연결하고 기억과 기억의 조각을 맞추고 사람과 사람의 관계를 회복하는 일이 저희가 지금 하는 일입니다. 기술이 추구해야 할 가장 궁극적 가치는 사람의 행복이라고 말하고 싶습니다. 뇌세포와 뇌세포의 연결, 사람과 사람의 연결을 통해 세상을 행복하게 바꾸는 일을 저희는 지금 하고 있습니다.
“기존 연구 바탕 새로운 시도가 성공”
조동찬: 뇌는 상당히 복잡합니다. 뇌세포도 있지만 물도 있고 혈관도 있고 무엇보다 두꺼운 뼈로 싸여있습니다. 세계적인 많은 과학자들이 실패해왔는데, 어떻게 한 것입니까? 비법이 무엇인가요?
윤경식: 사실 저희가 두뇌의 모든 네트워크를 밝혀낸 것은 아닙니다. 기존의 훌륭한 연구들을 통해 정밀하게 밝혀 낸 질환들이 몇 개 있습니다. 저희는 여기서 특정 부분을 자극하고 억제해서 두뇌의 복잡한 길을 따라서 간접적으로 할 수 있는 새로운 시도를 한 것입니다. 이를테면 콜럼버스의 달걀처럼 처음 시도한 것입니다.
조동찬: 당구 쓰리쿠션을 비교하셨는데 직접 원하는 곳에 보내는 것보다는 여러 쿠션을 통해 보내셨다는 것인가요?
윤경식: 저희가 항상 고민해온 것은 수술 방법을 어떻게 안전하게 바꿀 수 있을까 하는 것이었습니다. 그런 부분에서 이런 솔루션이 나왔다고 생각합니다.
조동찬: 윤대표가 하는 임상실험이 제대로 하는 것인지 제가 의학기자로서 확인했었는데 임상실험 참가자가 하는 말을 들어보니 약간 전기가 오는 듯 하지만 편안했다고 합니다. 고통스럽진 않다는 것인데요, 임상실험 결과가 나와봐야 알겠지만 환자에게 고통스럽지 않은 방법이 저희가 나아가야 할 방법인 건 맞는 것 같습니다. 그런데 정말 다친 뇌세포가 낫습니까? 왜 낫습니까?
약한 전류 안전화 기술이 제일 힘들어
윤경식: 어떻게 보면 신기한데 쉽게 설명 드리면 두뇌를 컴퓨터와 비교해보면 모두 전기 신호로 작동합니다. 컴퓨터를 생각해보면 전원을 꽂고 버튼을 눌러서 켭니다. 전기 신호를 에너지로 사용하기도 하는 것이죠. 우리 두뇌도 똑같이 전기 신호를 에너지를 가지고 사용하게 되는데, 그걸로 전기 신호를 주면 두뇌가 훨씬 활성화되고 특정 부분에 특정 케미칼이 증가해서 활성화되는 것을 밝혀낸 것입니다.
조동찬: 신경외과 전문의로서 도움 말씀을 드리면, 큰 전기를 주면 병든 뇌세포를 죽일 수 있고, 약한 전기를 주면 활성화에 도움이 됩니다. 아직까지 명확하게 밝혀지진 않았지만 뇌세포에 전기자극을 가하면 미성숙한 세포가 자극을 받아 정상적인 기능을 하지 않느냐 하는데 그 부분을 말씀하신 것인가요? 이 간단한 기계, 사실 저도 한 번 써봤었는데 찌릿찌릿 하더라고요. 이거 만드는 게 쉽지 않았을 텐데 얼마나 걸리셨는지, 또 어려움은 뭐였는지요?
윤경식: 사실 근본적 기술을 개발하는 데 오래 걸렸습니다. 3년 정도 기술을 개발하고 디바이스를 만드는 건 1년 정도 걸렸습니다. 가장 어려웠던 건 기존 사람들의 생각에서 탈피하는 것이었습니다. 기존 사람들은 특정 부분을 자극하는 게 상당히 어렵고, 시도하는 게 어렵고, 시도할 생각조차 안 했던 게 문제였던 것 같습니다. 제 생각에 이게 엄청 고도화된 어려운 기술이라기 보다는 많은 과학자들이 잘 차려 놓은 밥상에 숟가락을 올린 거라고 생각합니다.
조동찬: 뇌라는 건 조금만 벗어나도 치료 효과 보다는 부작용이 나타나고 사람마다 차이가 있을 텐데 상용화된 제품으로 어떻게 일반인에게 동일하게 적용할 수 있을지요.
윤경식: 간단히 발표 때 설명 드렸는데 저희가 가진 기술은 두뇌신호를 컨트롤 하는 것입니다. 신호를 주는 것뿐만 아니라 측정하게 됩니다. 사람마다 조금씩 다른 위치의 다른 신호를 먼저 정확하게 측정하고 이 신호를 분석해서 정확한 분석 결과에 따라 적절한 신호를 다시 넣어 줍니다. 어떻게 보면 피드백 시스템으로 작동하기 때문에 정확하게 자극하는 문제를 해결할 수 있었습니다.
