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극미량 돌연변이 세포로도 뇌질환 발생한다
뇌를 포함한 모든 신체 기관은 세포 분열 과정에서 발생하는 돌연변이(모자이시즘)을 피할 수 없다. 그렇다면 과연 몇 개의 신경세포에 질병 유발 돌연변이가 생겨났을 때부터 전체 뇌신경 회로를 망가트려 뇌 기능 이상을 일으킬 수 있을까?
우리 대학 의과학대학원 이정호 교수팀이 뇌세포 특이적 돌연변이(뇌 체성 모자이시즘)에 의한 소아 난치성 뇌전증 동물 모델과 환자 뇌 조직 연구를 통해 0.1퍼센트 이하 비율의 극미량 돌연변이 신경세포에 의해서도 뇌 전체 기능 이상을 유발해 뇌전증 발작이 발생할 수 있음을 규명했다고 9일 밝혔다.
이를 통해 난치성 뇌전증의 돌연변이 유전자 진단에 있어 새로운 기준을 마련하는 한편, 극미량의 돌연변이 신경세포가 다양한 뇌 질환 유발에 관여할 수 있음을 밝혔다. 이번 연구의 결과는 세계적 신경 의학 학술지 `브레인(Brain)'에 지난 6월 25일 字 게재됐다.
연구팀은 이번 연구에서 과연 얼마나 적은 수의 세포에서 특정 유전자 모자이시즘이 누적됐을 때 이것이 전체 뇌 기능 이상을 유도하는 뇌 질환 발생으로 이어질 것인가라는 질문에 대답하고자, 마우스 질병 모델과 인체 조직을 이용한 중개의학적 연구를 수행했다.
연구팀은 실험용 쥐의 뇌 조직에 뇌전증 유발 체성 모자이시즘*을 최소 수백 개에서 최대 수만 개의 세포에 유발했다. 이때 고작 8천에서 9천 개 수준의 돌연변이 신경세포가 나타날 때부터, 실험용 쥐가 뇌전증 발작을 일으키고, 관련된 병리가 나타남을 관찰했다. 더 나아가, 난치성 뇌전증 환자 뇌 조직에서 대용량 유전정보 증폭 시퀀싱을 수행해(ultra-high depth amplicon sequencing) 정확한 변이 모자이시즘 비율을 측정했고, 최소 0.07%에 이르는 뇌전증 유발 체성 모자이시즘을 관찰했다.
*체성 모자이시즘(Somatic Mosaicism): 하나의 수정란에서 분열 및 분화를 통해 우리 몸을 이루는 약 30조 개의 세포들이 만들어지는 과정에서 세포마다 돌연변이가 발생할 수 있다는 것으로 암의 진화뿐만 아니라 비암성 질환에서도 중요한 질병 원인으로 최근 주목을 받고 있음.
이 발견은 약물 치료에 반응하지 않아 수술에 이르게 되는 난치성 뇌전증의 유전적 정밀 진단에 도움을 줄 수 있으며, 또한 아직 원인이 밝혀지지 않은 수많은 난치성 신경 정신의학적 질환들이 뇌의 발생과 분화 과정에서 일어나는 극소량의 미세 돌연변이들과 밀접한 관련이 있음을 시사한다.
이번 연구는 국소 피질이형성증*의 진단법 향상 및 체성 모자이시즘에 의한 뇌 질환 원인 발견에 있어서 중요한 기초를 마련할 것으로 예상된다. 이번 연구 성과는 KAIST 교원 창업 기업인 소바젠㈜(대표 박철원, 김병태)을 통해 난치성 뇌전증 환자의 체성 모자이시즘 변이를 정밀 타겟하는 혁신 RNA 치료제 개발에 이용될 예정이다.
*국소 피질이형성증: 뇌 발달 과정 중 대뇌 피질에 국소적으로 신경세포이상이 발생하는 질환으로 기존 항뇌전증 약물에 전혀 반응하지 않는 소아 난치성 뇌전증을 일으키는 가장 중요한 원인으로 알려져 있다.
우리 대학 의과학대학원 졸업생 의사과학자이자 논문의 제1 저자 김진태 박사는 "극미량의 체성 돌연변이라도 뇌의 기능 이상을 유발할 수 있음이 알려졌고, 이를 통해 난치성 뇌전증 등의 유전적 진단과 치료제 개발에 도움이 될 수 있기를 바란다ˮ라고 말했다.
한편 이번 연구는 서경배과학재단, 한국연구재단, 보건산업진흥원 사업의 지원을 받아 수행됐다.
2024.07.09
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포스트인공지능시대를 준비하며 뇌인지과학과 설립
우리 대학이 ‘뇌인지과학과 (Department of Brain and Cognitive Sciences)’를 설립하고 뇌인지과학 분야에서 세계적인 연구 및 교육 혁신의 교두보 역할을 수행한다.
지금은 인공지능(AI) 기술이 빠른 속도로 발전하고 있어 인공지능 시대라 말할 수 있지만, 10년 후인 ‘포스트 인공지능 시대’에 미리 대비하기 위해 인간의 본질을 탐구하고 인간 지성-인공지능의 상호작용을 연구하는 시대를 미리 준비한다는 목적이다.
이광형 총장은 작년 총장 취임식에서 KAIST 미래비전 중 포스트 인공지능 시대를 대비한 인간탐구 분야를 중점 육성하기 위해 뇌인지과학과를 신설하겠다고 비전을 제시한 바 있다.
특히 우리 대학은 심리학, 언어학, 인류학, 윤리학, 사회학, 철학 등 인문학·사회과학 분야와 신경과학, 뇌공학, 인공지능 등을 함께 탐구하는 학과를 처음 설립하는 만큼 문·이과 통합 연구의 모범이 되겠다는 융합연구 지원의 강한 의지도 보였다.
교육과정과 연구 분야 역시 신경과학과 뇌인지과학을 중심으로 심리학, 언어학, 신경철학, 생물인류학, 신경미학, 윤리학, 데이터 사회학 등 인문학적인 접근과 정신의학, 신경학, 재활의학, 뇌공학, 뇌를 닮은 인공지능 등 의학 및 공학적 접근까지 아우른다. ‘인간에 대한 총체적 학문’을 추구하는 학과로 자리하고자 함이다.
정재승 뇌인지과학과 초대 학과장은 “지금은 인공지능 시대이지만, 그럴수록 앞으로 우리는 인간 지성에 대한 깊은 이해와 성찰이 필요한 시대로 나아갈 것이다. 인간의 인지와 사고, 행동을 과학적으로 탐구하고 의학적·공학적으로 응용하는 학자들과 학생들이 자유롭게 연구하는 학과로 성장시킬 것”이라고 전했다.
이어, “또한 대기업과의 협업, 스타트업 창업 지원, 병원과의 공동연구 등을 통해 뇌인지과학 산업 분야 육성에 이바지하겠다. 최근 뇌인지과학의 학문적 성숙도가 무르익어 뇌공학·뇌의학을 중심으로 디지털 헬스케어 등 다양한 제품과 서비스가 등장할 때가 됐다고 느끼기 때문”이라고 말하며 적극적인 산학협력을 강조했다.
한편, 뇌인지과학과는 2023년 봄학기 석·박사과정 대학원 입시를 오는 7월부터 진행하고 현재 신임 교원을 모집하고 있다. 입학 관련 자세한 사항은 홈페이지 (https://admission.kaist.ac.kr/graduate/)에서 확인할 수 있다.
2022.06.17
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박성홍 교수팀, RSNA/MICCAI/ASNR 3개 국제학회 공동주관 Brain Tumor Segmentation Challenge 1등상 수상
우리 대학 바이오및뇌공학과 박성홍 교수 연구실(연구실명: 자기공명영상 연구실, Magnetic Resonance Imaging Laboratory)에서 전세계 Brain Tumor Segmentation Challenge에서 1등상을 수상했다고 12월 3일 밝혔다.
Brain Tumor Segmentation Challenge(BRATS)는 Multi-modal MRI data를 기반으로 Brain Tumor를 가장 정확히 구획화(Segmentation)하는 딥러닝 네트워크 개발을 놓고 매년 전세계적으로 경쟁하는 대회로서 올해로 10회째를 맞고 있다. 올해 BRATS 대회는 전세계적으로 가장 큰 규모의 학회 중 하나인 RSNA(Radiological Society of North America), 그리고 MICCAI(Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention) 및 ASNR(American Society of Neuroradiology) 3개의 학회가 파트너로 개최하였다. 지난 7월 대회가 시작되었고 8월 1차 버전의 딥러닝 네트워크 제출, 9월 선별된 네트워크들에 대한 MICCAI 학회 초록 발표, 10월 최종 딥러닝 네트워크 제출, 11월 RSNA 학회에서 수상자 발표의 순으로 진행되었다. 올해는 Brain Tumor AI Challenge라는 이름으로 두 개의 Category(Brain Tumor Segmentation, Brain Tumor Radiogenomic Classification)로 나뉘어서 병렬로 진행되었다. 올해 Brain Tumor Segmentation 분야에는 3개월 동안 전세계에서 2,200개 이상의 팀이 30,000건 이상의 제출물과 함께 대회에 참가하였다. Nvidia(2018년 대회 우승자)와 같이 해당 분야의 선두 기업에서도 많이 참가했다.
Brain Tumor Segmentation 분야에서 1등상 수상자는 박성홍 교수 연구실의 후안 민 루(Huan Minh Luu) 박사과정 학생으로 Brain Tumor Segmentation의 performance를 개선하는 U-net 기반 딥러닝 네트워크를 개발하였다. 구체적으로, 더 큰 훈련 데이터에서 효과적으로 학습하기 위해 nnUNet(no-new UNet)부터 네트워크 크기를 늘리고 배치 정규화를 그룹 정규화로 바꾸는 수정이 추가되었다. 여러 모델이 다른 설정으로 훈련되었고 최종 앙상블은 테스트 데이터에 대한 평가를 위해 주최자에게 제출됐다. 이 간단한 접근 방식은 어텐션 또는 트랜스포머 아키텍처를 사용하는 다른 복잡한 방법보다 성능이 우수하여 효과적인 것으로 입증됐다. 주최 측에 따르면 Luu의 제출물은 다른 경쟁자들의 제출물에 비해 통계적으로 훨씬 우수했음이 확인됐다.
1등상 수상팀에게는 상금 미화 $6000불(한화 7백만원 상당)이 수여되며, 시상식은 11월 29일 RSNA 학회에서 진행됐다.
Brain Tumor Segmentation (BRATS) Challenge 소개
매년 전세계적으로 Multimodal MRI 영상기반 Brain Tumor를 정확하게 구획화하는 딥러닝 네트워크를 개발하는 대회로서 올해는 RSNA/MICCAI/ASNR 3개의 국제학회에서 공동으로 주관하여 Brain Tumor AI Challenge라는 이름으로 두 개의 category(Brain Tumor segmentation, Brain Tumor Radiogenomic Classfication)로 나누어서 병렬로 진행하였다. 자세한 내용은 아래 대회 홈페이지를 통해 확인할 수 있다.
https://www.rsna.org/education/ai-resources-and-training/ai-image-challenge/brain-tumor-ai-challenge-2021
2021.12.06
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기술사업화대전 장관상 및 국가지식재산위원장상 수상
우리 대학이 지난 15일 산업통상자원부가 주최한 ‘2017 대한민국 기술사업화대전’에서 기술이전, 기술거래 부문 산업통상자원부장관상을 수상했다. 또한 27일 대통령소속 국가지식재산위원회에서 개최한 ‘국가지식재산네트워크 컨퍼런스’에서 2017 청년지식재산인상 대학, 연구소 부문 국가지식재산위원장상(국무총리급)을 수상했다. 기술사업화대전의 기술이전, 기술거래 부문은 공공 및 민간부문 연구개발(R&D) 결과물이 기업에 이전 및 사업화돼 산업 전반의 기술경쟁력을 강화하고 신 산업을 창출하도록 기여하는 선도적인 기술이전, 거래, 기술사업화 등의 분야의 우수기관을 포상하기 위한 상이다. 국가지식재산위원장상은 지식재산 창출, 보호, 활용, 기반 등과 관련해 우수한 성과를 거둔 기관과 지식재산 발전에 기여한 개인들에게 그 공적을 기리기 위해 수여한 상이다. 우리 대학은 1994년에 국가 성장 동력 창출을 위한 세계적 수준의 신지식과 신기술을 발굴하기 위해 산학협력단을 설립했다. 산학협력단을 통해 세계적 수준의 연구성과물을 기반으로 고부가가치 지식재산권 창출 및 기술이전 사업화를 추진하고 있으며 산학협력의 선도 모델을 구축하고 있다. 산학협력단(기술사업화센터)에서는 전문 인력을 활용한 우수 기술 선별, 발명자 인터뷰, 연구실 맞춤형 IP, 기술이전사업화 컨설팅, 우수특허 리빌딩 등을 통해 기술분야별 IP 포트폴리오를 구축하고 있으며, 대형 기술이전 사업화를 통해 기술이전 수입을 2014년 20억에서 2016년 27억으로 증대시키고 있다. 2014년에는 대학 주도 최초 국제 표준특허(MPEG-LA HEVC)를 등록해 2017년 현재까지 22건의 영상 압축 기술에 관한 국제 표준특허를 창출해 6억 4천만 원의 로열티 수입을 거뒀다. 향후 100억원 이상의 로열티 수익이 예상된다. 외국기업인 프랑스 Brainever로 대형기술이전을 성사시켜 국제 공동연구 개발 성과를 기술이전하고 기술창업을 이룬 성공적인 사례를 발굴해냈다. 또한 4차 산업혁명시대를 대비 핵심특허기술설명회를 개최하여 중소중견기업들과의 기술이전 확대를 추진하고 있으며 스탠퍼드, MIT 등 세계 최고 수준의 대학들과 나란히 어깨를 같이 할 수 있도록 미래 Top 기술 발굴하고 특허, 기술사업화 경쟁력을 강화하기 위한 다양한 노력을 추진하고 있다. 산학협력단은 학교의 우수 연구인력을 기반으로 중소 벤처기업의 기술적 애로사항에 대한 해결방안을 모색하고 기업이 혁신기업으로 발전할 수 있도록 2015년부터 2017년 현재까지 연구자와 함께 240여건의 기술상담 및 자문을 하고 있다. 2015년에는 교원창업 및 출자회사 설립으로 매출 1천 80억 달성, 일자리 530여개를 창출했다. 성남시 등 지역사회들과의 MOU 체결 추진을 통해 IP R&D, 기술이전 등 다각도의 협력을 모색하고 있다. 신성철 총장은 “ KAIST는 이번 수상을 계기로 앞으로 세계적 글로벌가치 창출 선도대학으로 더욱 발전할 수 있도록 연구자 중심의 지원체계를 더욱 확대하고 산학협력단을 글로벌 선도대학 수준의 기술사업화 전문조직으로 육성하여 국제적인 기술이전·사업화를 증진시키는데 모든 역량을 집중할 예정이다”고 말했다.
2017.11.28
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확실하게 '튀는' 호기심 많은 석현정 교수
경향신문 2009년 12월 26일(토)자는 우리학교 산업디자인학과 석현정교수를 인물면에서 그 제목으로 "확실하게 "튀는" 호기심 많은 여자랍니다"라는 제목으로 소개했다. 감성색채공학전문가 석현정 교수는 수학을 넘어 과학의 매력에도 빠지기 시작하던 무렵 과학고에 진학한 후 공학도였던 부친의 결정적인 조언에 힘입어 디자이너의 꿈을 키웠다. 당시만 해도 이공계 배경이 디자인을 전공하는데 자산이 될 수 있다는 것을 쉽게 이해하지 못하는 분위기였지만, 여러 만류를 뿌리치고 KAIST 산업디자인학과에 진학 한 그는 10여년이 지난 후, "감성 색채 공학(affective color engineering)" 전문가가 되었다.
1) 다음은 경향신문에 보도된 관련기사 기사보기 확실하게 "튀는" 호기심 많은 여자랍니다
매체: 경향신문
일시: 2009년 12월 26일(토)
지면: 21면(사람과 사람)
기자: 윤희일 기자(yhi@kyunghyang.com)
2) 다음은 11월 19일자로 카이스트 뉴스웹진(카이스타)에 실린 관련기사 전문
초·중학생 시절, 연관성이 적은 듯 보이는 미술과 수학 두 과목에 열의와 재능을 보였다. 덕분에 사생대회와 경시대회 모두 학교대표로 출전하는 영광을 누렸다. 처음 진로 선택의 기로에 선 것은 고등학교 진학 때. 당시 수학을 넘어 과학의 매력에도 빠지기 시작하던 무렵이라 결국 과학고에 진학했다. 과학고 수업은 흥미로웠지만 그의 창작에 대한 꿈은 쉽게 포기되지 않았다. 대학 진학을 앞두고 고민은 다시 찾아왔다. 그때 아버지가 결정적인 조언을 줬다. 엔지니어링에 대한 지식이 있는 디자이너가 미래 산업을 이끌 거라고. 매력적인 조형물과 실제 제품과의 간극을 메워주는 디자이너가 되라고. 그의 부친은 공학도였다. 반면, 당시 수학 담당교사는 "수학을 잘하는 학생이 왜 산업디자인학과를 가냐"며 안타까워하기도 했다. 당시만 해도 이공계 배경이 디자인을 전공하는데 자산이 될 수 있다는 것을 쉽게 이해하지 못하는 분위기였다. 여러 만류를 뿌리치고 KAIST 산업디자인학과에 진학 한 지 10여년 후, 그는 "감성 색채 공학(affective color engineering)" 전문가가 되었다.
"색채 연구는 광학·컴퓨터공학·화학 등과 같은 과학 영역과 심리학과 미술의 영역에서 주로 이루어지고 있습니다. 일례로 색채 과학 영역에서는 디스플레이에서 보다 많은 영역의 색을 보다 정확하게 표현하기 위한 연구가 있다면 심리학·미술은 실생활에 색의 응용을 연구하죠. 감성색채공학은 그 중간의 역할이라고 할 수 있습니다. 소비자가 좋아하는 색과 공학적 표현 방법을 동시에 찾아내는 거죠."
분석력과 창의력을 골고루 갖춘 "양뇌형(Both-Brain) 인재" 석현정 KAIST 산업디자인학과 교수는 그의 다재다능한 능력을 색채 연구에서 꽃피우고 있다.
◆"色, 결코 단순하지 않은 매체…感性, 인지하는 것 이상의 가치"
"색채는 측정이 가능해요. 실제로 색을 다루다보면 굉장히 많은 숫자들을 다루게 되죠. 색은 디자인과 계산을 같이 할 수 있는 매우 희귀한 위치에 있고, 또한 의사소통의 도구로서 활용할 수 있는 "매체(media)"이기도 합니다."
석현정 교수에 따르면 색채는 결코 단순하지 않은 매체다. 사람이 실제로 색을 인지하는 과정을 이해해야 하고, 그에 대한 생리학적 반응과 빛의 속성에 대한 물리학적 특성, 색이 적용되는 매체에 대한 연구도 있어야 한다. 한마디로 융합적인 연구주제인 셈. 디자인·심리학·생리학·전자공학·물리학 등 여러 분야의 전문지식이 필요하다. 석 교수가 이공계 지식을 가지고 있고, 인디케이터(indicator)를 중요시하는 공학자들과 숫자로 대화할 수 있다는 것은 큰 경쟁력이다. 실제 색채연구는 단순히 디자인적인 감각만으로 이루어지는 것이 아니기 때문이다.
석 교수의 주요 연구 분야인 LED(발광다이오드) 연구는 LED 조명을 활용해서 사람의 생리신호와 감성적 변화를 측정, 상황에 따라 다양하게 활용할 수 있도록 한다. 기존의 형광등이 온오프(on/off)밖에 안되는 것과 달리 LED는 색깔(RGB값)과 색도, 밝기를 조절할 수 있어 연구결과에 따라 학습능력 향상과 고객만족도 상승을 위한 구체화된 제품으로 응용이 가능하다. 실제로 석 교수가 남녀 각각 20명을 대상으로 조명 색에 따라 심리적으로 느끼는 시간의 빠르기를 측정한 결과, 자신이 선호하는 색의 조명 아래에서 시간의 흐름을 더욱 빠르게 느끼는 것으로 나타났다. 석 교수는 "좋아하는 사람과 같이 있으면 시간이 빨리 흐르는 것처럼 느껴지는 것과 비슷한 원리"라고 설명했다.
석 교수는 상대방의 감성을 이해하는데 배경 색채가 영향을 미친다는 사실도 증명했다. 그는 TV 뉴스에서 정치인들의 인터뷰 장면을 보다가 해당 연구를 시작했다.
"붉은 와인색의 체리나무를 배경으로 한 국회의장의 얼굴은 항상 몹시 화가 난 얼굴이더라고요. 게다가 TV나 인터넷이란 매체는 색채왜곡이 나타나기 때문에 사람도 배경도 더 빨갛게 보입니다. 1년치 뉴스를 무작위로 뽑아서 실험해 보니 실제로 배경색에 따라 그 사람의 감정을 다르게 받아들였죠. 이 실험 결과를 증명사진 찍을 때 적용하면, 중립적인 표정을 좀더 밝게 보일 수 있도록 할 수 있습니다. 사진 찍을 때 붉은색 보다는 밝은 녹색 계열을 배경으로 찍어보세요. 인상이 더 부드러워 보입니다."
또 색채연구도 그린테크놀로지와 연관이 있다. 현재 사용하고 있는 순백색의 종이들은 표백 과정에서 화학약품과 물이 많이 들어간다. 이 과정에서 환경오염을 일으키고 있는 것. 석 교수는 수치를 정량화해서 데이터베이스를 구성, 보고서·소설책·연습장 등 용도에 따라 소비자들이 어느 정도까지 백색도가 낮은 종이를 허용할 수 있는가를 연구했다. 그에 따르면 재생용지는 친환경 의식이 높은 소비자들에게는 오히려 더 매력적일 수도 있다.
이러한 그의 연구들은 컬러커뮤니케이션·컬러마케팅·컬러환경공학 등 다양한 이름으로 공학과 경영 분야에 스며들고 있다. 그는 최근 "과학과 공학 속의 컬러"라는 주제로 열린 "제3회 KI(KAIST 연구소) 국제공동심포지엄"에서 색채라는 매개에 대한 연구들을 공유하기도 했으며, 점차 그에게 자문을 구하는 기업들이 많아지고 있다.
석 교수의 전문 분야는 감성색채공학이지만 학문의 큰 틀은 "인간의 감성적 가치를 이해·활용할 수 있는 연구를 통해 디자인에 응용하는 것"이다. 그는 디자인적 문제를 해결하거나 기존에 없던 새로운 제품·서비스를 만들어낼 때 사람의 감성적 가치가 가지는 영향력을 매우 높이 산다. 결국 훌륭한 디자인을 위해서는 인간의 감성에 대한 연구가 반드시 필요하다는 의미다.
"감성은 어떠한 새로운 서비스에 대한 그 사람의 긍정적 반응을 극대화하거나 부정적인 것을 긍정적으로 바꾸는 힘이 있습니다. 가령 우리나라에서 만든 KTXⅡ를 외국에 수출할 때, 우리나라의 감성에 맞게 디자인 된 블루톤의 열차를 그대로 보여주는 것보다는 그 나라의 정서에 맞춰줌으로써 감성적으로 "남의 기술을 수입한다"는 부정적인 생각을 없애줄 수 있죠."
그는 "우리가 이성적으로 생각하는 듯하지만 사실은 사람의 인지활동에 감성적인 측면이 큰 영향을 미칠 수도 있다"며 "이성에 대한 연구는 많이 됐지만 감성 연구는 최근에야 진행되고 있다"고 설명했다.
◆""T자형 인재"가 되는 법?…세로 축은 "동기"로, 가로 축은 "호기심"으로"
다방면에 능하면서 감성색채공학이라는 전문 분야까지 구축한 "T자형 인재" 석현정 교수의 비결은 동기 부여와 호기심. 그는 "동기를 스스로 찾았기 때문에 방황하지 않았고, 일상의 호기심을 연구로 연결시켜 연구에 흥미를 잃지 않도록 했다"고 비결을 설명했다.
"하고 싶은 연구를 하는 것이 가장 연구에 대한 의지를 굳건하게 하지요. 색채 연구는 내가 하고 싶은 것과 내가 잘 할 수 있는 것이 일치된 분야였어요. 아름다운 색을 연구하고 싶었고, 숫자와 공학을 이해하는데 다른 디자이너들보다 경쟁력이 있었죠."
그는 KAIST에서 학부를 졸업한 후 이어 대학원에서 색채를 전공했고, 박사학위는 심리학으로 받았다. 석사과정에서 색채를 연구하기 위해서는 인지심리에 대한 이해가 반드시 필요하다는 판단이 들었고, 직접 관련 분야 전문가를 찾아 독일 만하임대학(Universitaet Mannheim)으로 간 것이다.
그의 자기 동기부여가 T자의 세로축을 그었다면, 타고난 호기심은 가로축을 만들었다. 실제로 그의 연구들 중에는 일상생활에서의 호기심이 발전된 것들도 있다. 대표적인 것이 "통화 연결음" 연구. 미혼시절 이성을 소개받을 때 잘 모르는 상대와 통화하며 그 사람의 통화연결음으로 성격을 유추해보다가 문득 이를 과학적으로 증명해봐야겠다는 생각이 들어 연구를 진행했다.
"무의식중에 통화연결음에서 형성되는 기분(무드:mood)에 의해 무의식적으로 의사결정의 조종(마니플레이션:manipulation)을 받습니다. 음악을 들으며 "이 사람은 어떨 것이다"라고 나도 모르게 감성에 의해서 이성적 판단을 하게 되는 것이죠."
그는 대상을 잘 아는 사람들로 구성된 A그룹과 모르는 사람으로 구성된 B그룹으로 나누어 통화연결음을 20초 정도 듣고 대상과 대화를 하도록 했다. 그 결과 A그룹은 음악의 분위기에 영향을 거의 받지 않았지만, B그룹은 그 사람의 성격을 먼저 들은 통화연결음의 분위기와 유사하게 판단했다. 관련 연구결과는 국제학술대회에서 논문상을 받았다. 그는 "모든 것이 다 연구소재"라며 "호기심이 있어야 한다"고 말했다.
석 교수는 산업디자인학과의 막내교수로서 학생들의 선배이기도 하다. 학생들에게 해줄 조언도 남다를 터. 그는 특히 학생들이 어떻게 하면 훌륭한 사회성을 가지고 리더로서 성장할 수 있을지 고민이 많다. 학생들이 학업에만 빠져 있다가 사회 속에서의 정체성을 찾는 것에 소홀해지거나 주위의 배려를 당연하게 여기지는 않을까 하는 걱정이다.
"저부터 시행착오를 겪었거든요. 석사 졸업 후 기업체에서 웹 인터페이스 디자이너로 일한 적이 있었는데 적응하는데 힘든 점들이 있었습니다. 동료들이 대부분 일반 미술대학 출신들이어서 디자인관이 차이가 많았죠. 제가 디자인한 것들이 그들에게 좀 엉뚱하게 보였는지 놀림을 받을 때도 있었습니다. 또 스스로가 "최고가 아니면 안된다"는 생각이 있어서 제 자신이 불행하게 느껴졌고요. 그러니 동료들과도 원활하지 못했죠. 하지만 지금 생각해보면 그때 굉장히 많은 것들을 배웠습니다. 특히 그래픽 디자인의 상당 부분을 당시 어깨 너머로 실무 디자인을 보면서 배웠고, 인간적인 측면도 많이 성장했죠. 아직도 많이 부족하지만요."
실제로 그는 스스로도 여전히 노력을 하고 있다. 그는 "KAIST에 있다보면 다른 사람들보다 우월하다는 착각에 빠지기 쉽고, 실제로 그렇지 않더라도 다른 사람들에게 오해를 받기도 쉽다"며 "늘 감사하고 남을 위해 베풀 수 있도록 해야 한다"고 피력했다.
2009.12.26
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수면부족이 뇌의 기억능력을 심각하게 저하시킨다.
- 유승식(兪勝植) KAIST 바이오시스템학과 겸직교수 겸 하바드의대 교수, MRI를 통한 관련 실험결과 논문이 네이처 뉴로사이언스 온라인판에 게재
- 성장기 아동의 무리한 과외 스케줄에 의한 수면 부족은 생물학적인 학습능력 저하 낳을 수 있어 사람이 잠을 잘 못 자고 나거나, 밤을 샌 다음날에 일어난 일은 왜 잘 기억이 나지 않을까? MRI를 통한 실험결과, 수면부족이 뇌의 기억능력을 심각하게 떨어뜨린다는 내용의 논문이 美 유명잡지에 게재됐다.
KAIST(총장 서남표)는 KAIST 바이오시스템학과 겸직교수이자 美 하바드 의대 교수인 유승식(兪勝植, 37) 교수의 관련 논문이 네이처(Nature) 자매지인 네이처 뉴로사이언스(Neuroscience)의 2월12일자 온라인판에 게재되었다고 밝혔다.
兪 교수는 “수면부족 상태에서의 인간 기억능력 저하(A deficit in the ability to form new human memories without sleep)“라는 제목의 발표논문에서 기능 MRI(fMRI, Functional MRI)를 통한 연구결과,"잠을 잘 못 자고 나거나, 밤을 샌 다음날에 일어난 일은 왜 잘 기억이 나지 않을까?"라는 단순하면서도, 충분히 이해가 갈 만한 현상에 대하여, 부족한 수면은 새로운 기억의 생성/유지에 필요한 뇌의 마(Hippocampus)의 기능을 일시적으로 저하시킨다는 현상을 발견했다. 수면이 기억과 학습에 있어 필요한 기억강화(Consolidation)에 중요한 역할을 한다는 사실은 알려져 있었지만, 지금까지 새로운 정보(일화적 기억: Episodic Memory)를 습득함에 있어서의 수면의 역할에 대한 연구는 없었다.
兪 교수팀은 18세에서 30세사이의 건강한 피험자 28명을 14명씩 2개의 집단으로 나눈 후, 한 집단은 35시간 이상 수면을 취하지 못하게 하고 여러 개의 영상(사진)을 보여주며, 뇌기능을 fMRI를 통하여 관찰했다.
또 다른 대조 집단은 평상시대로 7시간에서 9시간의 충분한 수면을 취하게 한 후, fMRI실험에 참가시켰다. 이틀 후 이들은 다른 사진이 섞인 영상에서 자신이 보았던 사진을 구별할 수 있는 지를 검사했는데, 수면이 부족한 피험자들은 수면부족 상태에서 본 사진을 잘 기억하지 못했다. 정상 수면자에 비해 기억능력이 19%나 떨어지는 것으로 나타났다. 기억 습득 당시에 실시된 fMRI 결과는 수면부족이 해마의 기능을 일시적
으로 저하시킴을 보여줬다. 아울러 뇌의 시상(Thalamus)과 뇌줄기(brain stem, 뇌간)가 저하된 해마의 기능을 보조하는 현상도 목격됐다.
연구결과는 35시간 동안이라는 일시적 수면부족과 기억의 상관관계를 도출했지만, 장기간에 축적된 수면부족도, 인간의 기억(memory),그리고 전반적인 학습 (Learning)에 영향을 줄 수 있다는 가능성을 보여 주고 있다. 인간은 사회적 환경에 의해 수면을 줄일 수 밖에 없는 형편에 처해 있으므로, 연구결과가 내포하고 있는 잠재적 의미는 되새겨 볼만하다. 예로써, 성장기에 있는 아동들의 무리한 과외 스케줄에 의한 수면 부족은 바로 생물학적인 학습능력 저하를 낳을 수 있다는 것이다. 또한, 고령화 사회에서 수면장애에 기인하는 기억능력 감퇴 문제의 해결을 위해서도 수면에 관한 과학적이고 체계적인 연구와 능동적 대책을 필요하게 한다.
兪 교수는 “지난 2003년, KAIST 바이오시스템학과와 KAIST 뇌과학연구 센터의 협력하에 공동실험에 참가한 바 있다“며, ”KAIST가 보유하고 있는 MRI 환경하의 뇌파실험(EEG)가동 기술은 진보된 수면연구에 절대적으로 필요한 기술이다. 국제적 공동연구 환경 조성과 연구기금의 확보가 KAIST의 관련 연구역량을 널리 알릴 수 있는 초석이 될 것이다“라고 밝혔다.
뇌과학분야 연구는 그 중요성에도 불구하고 지금껏 한국에서는 관련 논문을 접하기가 쉽지 않았다. KAIST 겸직교수로 있는 兪 교수의 이번 네이처 자매지 논문발표는 KAIST가 국내 뇌과학 연구분야에서 중요한 역할을 하게 되는 계기가 될 것으로 보인다. 兪 교수는 매년 여름학기에는 KAIST에 머물면서 강의를 하고 있으며, 학생들과 같이 연구업무를 수행하고 있다. 현재 KAIST 바이오시스템학과 박사과정 학생의 지도교수도 맡고 있다.
용어설명
1) 해마 : 뇌의 밑부분에 위치하며, 인간의 기억과 학습에 있어 외부자극을 기억과 관련된 정보로 바꿔주고, 다른 중요한 뇌부분(뇌전엽)에 연결해 주는 중요한 역할을 한다.
2) 일화적 기억(Episodic Memory) : 개인의 경험과 밀착된 기억, 누구를 보았다든지, 무슨 소리를 들었다는 등의 기억. 의미기억(Semantic memory, 대상의 관계나 단어의 의미기억)과는 구별되지만, 해마는 일반적으로 모든 장기적 기억에 관련된다.
3) 시상(THAlamus) : 뇌 회로연결에서의 스위치보드로서, 뇌의 전반적 회로 연결체계를 통제한다.
4) 뇌 줄기(Brain stem): 말그대로 척추와 뇌를 연결하여주며, 소뇌(cerebellum)와 연결되어 인간의 기본적이고 원초적인 기능을 수행하게 도와준다.
2007.03.01
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