식량 생산을 목적으로 사육되는 돼지의 경우 동물실험이 금지돼 있으나 최근 돼지의 뇌 복원 연구가 성공함에 따라 가축용 돼지를 이용한 다양한 동물실험이 시도될 것으로 예상된다.
미국 예일대 의대, 코네티컷 재향군인의료시스템 재활연구센터, 보스턴대 의대, 피츠버그대 신경학과, 이탈리아 파비아대 생물학·생명공학과 공동연구팀은 죽은 지 몇 시간이 지난 돼지의 뇌를 다시 살려내는 실험 일부를 성공하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 18일자에 발표했다.
이번 연구 결과는 완벽하지는 않지만 죽은 생명체의 뇌 기능 일부를 다시 회복시켰다는 점에서 전 세계 과학계와 윤리학계에 충격을 안겨 주고 있다.
연구팀은 보통 동물실험을 할 때 사용하는 실험용 무균돼지가 아닌 식재료 가공시설에서 얻은 생후 6~8개월 된 집돼지의 뇌 32개를 가지고 실험했다.
실험에 사용된 돼지의 뇌는 죽은 뒤 4시간이 지난 것들로 보통 포유류의 뇌는 산소 공급에 매우 민감하기 때문에 짧은 시간 동안만 혈류가 중단되더라도 산소와 에너지 공급이 끊겨 회복 불가능한 뇌 손상을 일으키는 것으로 알려져 있다.
연구팀은 분리된 돼지의 뇌를 자체 개발한 ‘브레인 엑스’라는 장치에 넣은 다음 보호제와 안정제 등을 섞은 특수 용액을 혈액 대신 뇌혈관에 주입해 영양과 산소를 공급하며 뇌 변화를 관찰했다.
그 결과 뇌세포 구조, 뇌혈관 구조가 정상적으로 회복되고 신경과 세포를 파괴하는 염증 반응이 줄어드는 한편 시냅스에서 자발적인 움직임을 보이는 것이 관찰됐다.
연구팀은 그러나 인식과 지각 같은 고차원적 뇌 기능을 위해 필요한 전기적 활동은 관찰되지 않았다고 설명했다.
연구진은 새로 개발 된 방법으로 보존하지 않은 다른 뇌에 비해 뇌 세포가 6시간 후에도 생존 할 수 있다고 전했다.
연구를 주도한 네나드 세스탄 예일대 의대(신경과학) 교수는 “이번 연구는 아직 초보적인 수준이지만 혈관의 촘촘한 연결 네트워크를 통해 뇌에 보호제를 공급하면 심각한 외상 후 생존율을 높이고 신경학적 결손을 줄여 뇌사의 가능성을 획기적으로 줄일 수 있음을 보여 준 것”이라면서 "이렇게 함으로써 뇌의 세포가 죽는 원인이 되는 뇌졸중 및 기타 장애에 대한 더 나은 치료법을 개발할 수 있다."라고 말했다.
그러나 그는 "뇌가 지각이나 의식과 관련된 활동을 한다는 증거는 발견하지 못했다. 이 두뇌는 실제로 임상 적으로 뇌가 살아 있지 않다"면서 "현재 이러한 상태에 있는 사람에게 이것이 적용될 수 있다고 보는 것은 매우 어렵다."고 결론 내렸다.
이번 연구 결과에 대해 생명윤리학자인 현인수 미국 케이스웨스턴리저브대 의대 교수는 “죽은 돼지의 뇌를 사실상 살려낸 이번 연구는 포유류의 뇌에 혈액 공급이 중단되면 몇 분 안에 사망한다는 기존의 생각을 뒤집는 것”이라며 “몸과 분리됐지만 살아 있는 뇌를 인격체로 보아야 하는지, 이런 연구에 대한 가이드라인을 어떻게 설정해야 하는지 등 논란거리들을 남겼다”고 설명했다.
이번 연구는 2013년 미국 버락 오바마 정부가 3조 5000억원을 투자해 진행 중인 뇌연구 프로젝트인 ‘브레인 이니셔티브’의 지원을 받아 진행됐다.
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