드라마 ‘브레인’ 속의 교모세포종을 알아보자!!

지난 2011년부터 뇌에 대한 관심이 뜨겁게 일어나고 있습니다. 학계에서도 ‘Neuroscience’ 라는 키워드는 핫 이슈로 떠올랐습니다. 인간의 뇌에 대한 관찰과 탐구는 아직도 미지의 세계라고 할 수 있습니다. 저 또한 이러한 매력에 매료되어 신경공부를 하고 있는데요. 드라마 ‘브레인’에서 나오는 뇌 과학 이야기는 어떤 것이 있는지 한번 살펴보도록 하겠습니다.


● 드라마 ‘브레인’
뇌질환 전문 신경외과 의사인 이강훈(신하균)의 욕망과 삶을 그린 드라마. 어린 시절 뇌질환으로 아버지를 잃고 뇌 의학에 뛰어든 이강훈 의사는 불우한 성장 환경 때문에 성공에 대한 열망을 강하게 불태웁니다. 그래서 자신과 다르게 부유한 가정환경에서 편안하게 의사가 된 서준석(조동혁)과의 경쟁에서 이기기 위해 노력하고, 자신의 아버지를 수술했던 김상철 교수까지 뛰어넘어 최고가 되기 위해 끝없이 달려가게 됩니다. 드라마 브레인은 바로 이 과정을 의학적 내용과 함께 담고 있습니다.


1. 드라마에 자주 나오는 뇌종양 ‘교모세포종’

교모세포종은 쉽게 말하면 뇌종양을 말합니다. 뇌에 암 덩어리가 생기는 것이죠. 교모세포종은 전체 뇌종양의 12~15%를 차지합니다. 뇌종양 중에 가장 악성 중에 악성이라고 볼 수 있습니다. 진단을 해도 기껏해야 15~18개월 남짓 사는 것이 전부라고 알려져 있습니다.


드라마에서도 볼 수 있듯이 주인공 이강훈의 어머니는 교모세포종에 걸려 수술을 하고 아직 임상단계에 들어가지도 않은 신약을 쓰면서까지 치료를 했지만 사망을 하게 됩니다. 이처럼 치사율이 높기 때문에 신경외과에서는 교모세포종이 아주 골칫덩이라고 할 수 있습니다. 수술을 해도 눈에 띄는 호전 증상이 없으며 뇌 전이 속도 또한 빠릅니다. 그리고 출혈이나 괴사가 많아 수술 후에도 후유증으로 환자들이 고통을 호소하는 경우가 많습니다. 따라서 근본적인 치료보다는 증상을 호전시키는 것에 촛점을 두고 치료를 하는데요. 아직 근본적인 치료법이 나오지 않은 것이 안타까울 따름입니다.

교모세포종은 방사선 및 화학물질 노출, 바이러스 감염, 면역결핍 등으로 유전자가 변형되면서 생기는 것이 원인입니다. 하지만 교모세포종 뿐만 아니라 대부분의 암이 이와 같은 경우로 발생합니다. 조기진단을 위해서는 CT나 MRI 촬영이 필요하기 때문에 이미 몸에서 나타나는 증상을 알아차렸을 때는 너무 늦은 때라고 볼 수 있습니다. 이 교모세포종은 다른 암과 다르게 세포와 조직 사이사이 촘촘히 촉수를 내리면서 뻗어 있습니다. 의사가 보았을 때는 무척 골치가 아픈 암인 것이죠. 따라서 수술을 하는데도 매우 어려움이 따르는 암이라 할 수 있습니다.

2. 교모세포종 수술 방법은?

뇌수술에는 엄청난 첨단 장비들이 사용됩니다. 고배율 현미경, 내비게이션 장치, 종양표지자, 초음파 흡입기 등이 이용됩니다. 고배율 현미경은 주로 신경과 같은 미세한 것을 건드리고자 할 때 이용해야 합니다. 신경은 정말 신중한 수술이기 때문이죠. 또한 내비게이션 장치는 수술 가위와 기계들이 주요 다른 신경과 세포조직들을 건드리지 않고 수술하고자 하는 곳 까지 안전하게 갈 수 있도록 길을 안내해주는 시뮬레이션이라고 할 수 있습니다. 그리고 종양 표지자는 항원-항체 반응의 원리를 이용해 암 세포를 찾게 하고 암세포의 경계를 표시할 수 있도록 해주는 약물이고, 초음파 흡입기는 말 그대로 암을 흡입하는 장치입니다.

수술방내에는 이동식 CT와 MR을 설치하여 종양을 제거하고 합병증 발생에 신속하게 대처할 수 있도록 해놓으며, 환자 상태가 좋지 않아 마취가 힘든 경우에는 환자가 깬 상태에서 각성 수술을 하는 경우도 있습니다. 이렇게 교모세포종을 수술로 제거하고 나면 항암방사선 치료를 일주일에 5일, 5~6주간 치료하게 됩니다.

3. 교모세포종 치료의 희망

얼마 전 국내에서 뇌종양 최고 권위자이신 분당 차병원의 조경기 박사 연구팀수지상세포를 활용한 치료의 백신 임상 시험에 돌입했다고 합니다. 수자상세포는 전문용어로 DC (Dendritic Cell)로서 암이나 감염균과 같은 항원에 대한 방어 면역을 ‘유도해주는’ 면역세포입니다.

이 치료법에 대해 간단하게 설명하자면 다음과 같습니다. 우선 뇌종양 환자의 혈액에서 수지상세포를 순수 분리합니다. 이를 환자의 종양조직과 안전하게 융합 시킵니다. 그러면 융합된 수지상세포는 암을 공격할 수 있는 항체를 만들 수 있도록 면역작용을 유도하게 되고 이것을 바로 환자에게 주사하게 됩니다. 그러면 주사한 수지상세포 백신은 환자의 몸 안에서 강력한 항암 면역작용을 유도해 암을 치료하는 것이죠.

현재로서는 기존 항암치료와 다른 맞춤형 치료이기 때문에 부작용도 크지 않을 것으로 예상되고 있습니다. 교모세포종으로 고통 받는 환자들에게 좋은 소식이 아닐 수 없겠죠?^^ 드라마에서는 이런 치료보다 혈관신생 저해제를 투여하여 종양을 막는데요. 종양은 대부분 번식을 하면서 자신에게 필요한 영양분을 끌어들이기 위해 혈관을 새로 만들어 영양분을 빨아 먹습니다. 아주 고약한 놈들이죠. 여기에 바로 이런 혈관신생이 되지 않도록 약물을 처리하는 것입니다. 혈관을 새로 만들게 하는 유전자를 억제하여 암의 증식을 막는 것이죠.

신경외과 측에서는 드라마 브레인에 대해 긍정적인 평을 내리고 있습니다. 현재 우리나라는 선진국에 비해 신경외과 기술이 5년 정도 뒤쳐져 있다고 합니다. 극 중 나오는 교모세포종 뿐만 아니라 뇌 동맥류, 외상성 뇌출혈, 수두증, 신경초종 등 다양한 신경질환을 소개하면서 신하균과 정진영 배우의 좋은 연기로 안방극장을 사로잡은 것이 드라마의 호평에 큰 영향을 끼쳤다고 볼 수 있습니다. 이를 계기로 국민들이 신경질환에 더욱 관심을 가지고 연구에 투자가 된다면 우리 인류를 괴롭히는 지긋지긋한 신경질환들을 극복할 날도 언젠가는 오지 않을까요? 그날이 빠른 시일 내에 오기를 기대해봅니다.



   

   

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우리 생활 속 과학이야기


최근 인기리에 종영한 SBS드라마 ‘천일의 약속’에서 주인공 서연(수애)은 알츠하이머를 앓았습니다. 드라마 초반 시청자들은 어떻게 젊은이가 치매의 일종인 알츠하이머에 걸렸는지 충격에 휩싸였습니다. 그래서 이번에 요즘 젊은이들도 많이 걸린다는 치매에 대해서 알아보고, 우리나라 치매예방 기술이 어느 정도까지 왔는지 함께 살펴보겠습니다.

무시무시한 병 치매는 어떤 병일까?

sbs 천일의 약속 주인공 수애(출처:sbs 홈페이지)


치매는 일상생활을 정상적으로 유지하던 사람이 뇌기능 장애로 인하여 후천적으로 지적 능력이 상실되는 경우를 말합니다. 따라서 선천적으로 뇌기능 발달이 지연되는 뇌성마비는 치매로 분류하지 않습니다. 치매는 일단 정상적으로 발단한 뇌기능이 대뇌반구, 특히 대뇌겉질 및 해마를 침범하는 광범위한 질환에 의해서 점진적으로 지능이나 성격이 황폐화 되는 것을 통틀어 말합니다.
치매는 흔히 기억력 감퇴가 먼저 시작되어 다른 인지영역의 퇴행으로 진행되는데, 점차 초조함과 공격성을 동반하여 환자를 돌보는 가족은 물론 의료진에게도 큰 부담을 주게 됩니다. 치매의 종류에는 알츠하이머, 루이소체치매, 이마관자엽치매, 혈관 치매 등이 있습니다.

알츠하이머 걸렸을 경우 뇌 모양 사진

여기서 알아둬야 할 것은 치매와 건망증은 확실히 다르다는 것입니다. 둘 다 기억감퇴증상은 나타나지만 건망증은 식사를 했다는 사실을 기억하지만 무엇을 먹었는지, 언제 먹었는지 등의 상세한 내용을 잊어버리는 것이고, 치매는 식사를 했다는 사실 자체를 기억하지 못하는 것입니다. 
 
치매예방을 위한 감성 교류형 로봇 실벗과 메로
치매는 아직까지 뚜렷하게 정확한 원인이 밝혀지지 않았기 때문에 치매가 발생하기 전에 미리 예방하는 방법이 최선의 치료법입니다. 특히 요즘에는 젊은층에서도 많이 발생하고 있기 때문에 미리미리 예방해야 추후 건강한 노후생활을 즐길 수 있을 것입니다. 치매를 예방하기 위해서는 무엇보다도 꾸준한 운동과 두뇌활동, 그리고 즐거운 대인관계, 스트레스 제거 등이 필요하지만 이와 같은 것들은 말로 하기는 쉽지만 현대인들이 실천하기에는 매우 어려운 일입니다.
 
이에 한국과학기술연구원에서는 우선 노인들을 대상으로, 치매예방을 위한 로봇을 만들었습니다. 관계자의 말에 따르면 현재는 임상시험 중으로 아주 성공적이라고 하는데요, 지금부터는 치매예방을 위해 꾸준히 노력하고 있는 지능로봇사업단에서 만든 ‘실벗’과 ‘메로’를 만나보도록 하겠습니다.
 
"저 푸른 초원위에~ ㅇㅇ같은 집을 짓고~ ㅇㅇ하는 우리 님과 한 백년 살고 싶어~"
서울의 한 치매지원센터에서는 달걀처럼 생긴 ‘실벗’이라는 치매예방 로봇이 할머니, 할아버지들과 함께 빙글빙글 춤을 추며 노래를 부릅니다. 처음에는 노래 가사를 다 들려준 후 두 번째에서는 노래 중간 가사를 빼놓고 부르는데요. 그 후 노인들은 자기 태블릿 pc에 실벗이 부르지 않고 건너 뛴 가사를 찾는 게임을 하는데요, 답을 맞히면 ‘정답입니다’, 틀리면 ‘틀렸습니다’ 라는 문구가 뜨고 노인들의 개개인 점수는 모두 기록됩니다.

메로

실벗
















‘실벗’과 ‘메로’는 한국과학기술연구원 KIST의 지능로봇사업단에서 만들었습니다. 노인들의 두뇌훈련을 도와서 치매를 예방하는 것을 목적으로 하는데요. 두뇌활동을 높이기 위해 가사가 빠진 부분을 찾아내는 ‘뇌 튼튼 노래교실’, 로봇이 했던 동작을 기억한 뒤 재현 하는 ‘로봇 동작 따라하기’ 등 다양한 종류의 게임을 갖고 있습니다.

실벗과 메로는 각각 6가지, 10가지 게임을 갖고 있으며, 이 16가지 인지 훈련게임들로 진행되는 로봇프로그램이 매일 매일 각 참가자의 게임 성취도를 체크하여 참가자들이 자신들의 인지능력이 어느 정도 향상되고 있는지 확인할 수 있도록 합니다. 무엇보다도 실벗과 메로는 게임을 진행하며 참가자들을 유심히 관찰하여 격려와 칭찬을 건네거나, 때로는 아쉬움을 표하며 참가들의 흥미를 유발하고 동기를 부여하기 때문에 실제 사람이 진행하는 것만큼 집중력과 몰입도를 달성할 수 있다고 합니다.
실벗과 메로의 장점을 묻는 질문에 KIST김문상 연구단장은 “고비용으로 특수 교사를 대신해 전문적이고 체계적인 인지 훈련이 가능한 것이 이 로봇들의 가장 큰 장점입니다.”라고 전했습니다.

사실 치매 예방에 제일 좋은 방법은 뇌 훈련이라고 알려져 있습니다. 만약 이러한 치매예방 로봇과 두뇌훈련 게임을 하면 1000억 개의 뇌 신경세포를 잇는 연결고리가 많아지면서 자연스럽게 치매 예방에 도움이 될 수 있다고 신경전문의들은 말합니다.

우리나라 할머니 할아버지들의 치매예방 프로그램 진행 모습

덴마크 오르후스에서 실벗과 메로로 치매예방 프로그램 진행 모습

KIST의 실벗과 메로는 현재 핀란드 헬싱키와 덴마크 오르후스의 노인복지 센터에 보내져 노인들과 게임을 즐기고 있습니다. 우리 한국의 서비스 로봇이 유럽시장 선점에 큰 기여를 한 것인데요. 국내 로봇관계 전문가들은 대한민국의 로봇기술들이 유럽 선진국 공공복지사업에 크게 활용될 수 있는 발판을 제공했다고 보고 있습니다.

우리나라 치매예방 로봇의 해외진출도 기뻐할 일이지만, 우선은 국내의 노인분들과 또 다른 치매로 힘들어하는 분들을 위해 ‘실벗’과 ‘메로’의 역할이 커지길 기대해 봅니다. 실제 사람보다 더 따뜻하고 즐거운 손길을 내밀어 주는 치매예방 로봇! 여러분, 치매 걱정하지 마세요. 실벗과 메로가 있으니까요!

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 조 선 율

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우리 생활 속 과학이야기

                  각성수술과 마취 중 각성의 차이점은?

최근 다양한 인물들의 섬세한 인물묘사와 리얼리티가 강한 수술 장면으로 화제를 모으고 있는 드라마, 브레인. 지난 주에는 각성수술에 대해 다뤄 시청자의 흥미를 끌었다. 각성수술과 ‘마취 중 각성(마취 중 각성)’은 무엇이며, 그 차이는 무엇인지 살펴본다.

드라마 브레인의 스틸컷(사진=kbs)

우선, 추천버튼 꾸욱 누르고 시작해볼까요?



마취 중 각성(awareness during general anesthesia)이란? 

‘마취 중 각성’이란, 다른 말로 ‘수술 중 각성’이라고도 불리며, 전신 마취 도중 환자의 의식이 깨면서 외부의 자극이나 소리를 인지하고 그것을 기억하는 것을 말한다. 마취 중 각성이 발생하면 환자는 주위의 소리를 듣기도 하고, 수술의 고통을 느끼기도 한다. 물론 대부분은 고통을 느끼는 것까지는 아니고 수술현장의 일부를 희미하게 기억하는 정도다.
미국의 경우, 연간 2천 만 건의 수술 중 2만~ 4만 명의 환자가 마취 중 각성을 경험한다고 보고되고 있다. 
 

마취 중 각성을 다룬 영화 '어웨이크'의 스틸컷


지난 2008년 m방송사의 '뉴스후'라는 프로그램에서는 전신마취 중 각성을 겪은 환자의 고통과 그 피해에 대해 보도했는데, 이 방송에 따르면 마취 중 각성을 겪은 환자는 2007년 기준으로, 1000명 중 1~2명 정도라고 한다.
특히 마취가 어려운 심장수술, 제왕절개의 경우 불완전한 마취로 마취 중 각성이 생기기도 하는데, 이때 환자들은 자신의 가슴을 가르고 수술하는 모습을 보고, 대화내용을 듣는, 공포스러운 체험을 하게 된다. 제왕절개 수술은 마취제가 태아와 자궁수축에 영향을 줄 수 있기 때문에 가능한 마취제의 농도를 낮추다 보니 마취 중 각성이 이루어지기도 하는데, 한 주부는 제왕절개 수술 도중 의식이 돌아와 수술 장면을 생생히 체험했던 끔찍한 경험을 고백하기도 했다.

마취 중 각성은 꿈과도 같은 얕은 기억으로 저장되기도 하지만, 간혹 완전한 기억이나 통증이 동반된 형태로 발생하기도 하므로 이후 적절한 심리적 치료가 이루어지지 않을 경우 불면증, 불안증, 죽음에 대한 공포 등의 '외상 후 스트레스 장애'에 시달리게 된다. 또한, 수술 중 각성은 대부분 마취가 얕게 들거나 중간에 마취가 깨서 발생하지만, 그렇다고 깊은 마취를 위해 마취량을 늘릴 수는 없다. 일반적인 전신마취 환자일 경우라도, 깊은 마취는 후에 환자가 마취에서 깨어날 때 문제를 일으킬 수 있기 때문이다.

마취 중 각성을 다룬 영화 '리턴'의 스틸컷

마취 중 각성의 원인은? 

현재 마취 중 각성의 원인으로 몇 가지를 들고 있다. 첫 번째는, 환자의 혈역학적 안정을 위해 마취제를 비교적 적게 사용하는 경우다. 심한 혈량저하증 환자나 심장수술 환자의 경우가 이에 해당되는데, 마취제를 적게 사용하면 마취의 심도가 얕아져 마취 중 각성의 빈도가 증가하게 된다.


둘째로, 개인별 약물 감수성의 차이로 인해 발생할 수 있다. 마취 약물에 내성이 있는 경우, 일반적으로 사용되는 마취제의 용량에도 충분히 마취가 되지 않는 경우가 있을 수 있고, 유전적 차이에 따라 개인별 체내에서 마취제를 대사하는 능력이 다르기 때문에 마취 상태에 필요한 마취제의 양이 달라지게 된다.

이 밖에도 비만이나 흡연, 그리고 나이 등에 따라 나타날 수도 있다.


영화 '어웨이크'를 보면 마취 중 각성을 일으킨 환자가 팔, 다리를 움직일 수 없어 자신이 깨어난 사실이나 고통을 알리지 못하는데, 이것은 수술 중 사용하는 '근이완제' 때문이다. 근이완제는 기관삽관을 용이하게 하고 수술의 편의를 위해 골격근을 마비시킬 목적으로 사용한다. 그러나 이 약물이 의식이나 통증의 소실을 유발하는 것은 아니며, 이 약물을 이용하면 환자는 움직일 수 없게 되기 때문에 만일 수술 중 각성으로 통증을 느끼더라도 이를 표현하지 못하게 된다.
단, 자율신경계 반응은 유지되기 때문에 혈압이나 심박수가 급격히 상승하는 등의 반응을 통해 어느 정도 예방할 수 있다.

브레인, 비밀 병기 ‘각성수술(Awake Surgery)’을 다루다 

드라마 브레인 스틸컷(사진=kbs)

그렇다면, 드라마 ‘브레인’에서 다룬 ‘각성수술’이란 무엇일까? 앞서 이야기 한 ‘수술 중 각성’과는 달리 각성수술의 경우 수술의 목적상 일부러 수술 중 환자를 깨워 중요 부위를 자극하며 진행하는 것을 말한다. 각성수술은 주로 뇌수술에서 진행되는 경우가 많은데, 각성수술은 집도의의 섬세한 감각과 노련함이 요구되는 까다로운 수술 중 하나다. 지금까지 수술 중 각성을 다룬 영화는 ‘리턴’과 ‘어웨이크’가 있었으나, 그 역시 각성수술이 아닌 수술 중 각성을 소재로 하고 있었고, 국내 드라마로서는 브레인에서 최초로 각성수술을 다뤘기 때문에 많은 화제가 됐다.

브레인의 한장면 캡처

브레인에서 등장한 각성수술 환자의 경우, 언어중추 인접부위 종양 환자로서, 좌측뇌 하전두엽에 뇌종양이 발생한 경우였다. 특히 이 뇌종양은 말하는 것을 담당하는 Broca영역과 밀접해 있었는데, 이 부위에 종양이 발생하는 경우, 언어중추를 손상시키지 않으면서 종양을 제거하는 것이 중요하다. 만일 종양을 모두 제거하는 과정에 언어중추를 손상시키게 되면 환자는 말을 하지 못하게 되기 때문에 집도의는 종양과 그 주변에 전기 자극을 해보면서 언어중추를 찾아내어 이를 피해 종양을 제거해야 한다.
이때, 환자와 대화를 통해 언어중추를 찾아내게 되는데, 집도의가 간단한 질문을 하며 환자의 반응을 보며 언어중추를 찾아야 하기 때문에 마취 중 환자를 깨워서 확인하게 되는 것이다. 이러한 수술 유형을 각성 수술이라고 한다.
물론, 수술시간 내내 환자가 깨어있는 것은 아니며 언어 중추를 찾아낸 이후에는 환자를 다시 재운 후 수술을 진행하기도 한다고 한다.

이렇듯 마취 중 각성(수술 중 각성)과 각성수술은 발생이유와 목적이 다르다. 마취 중 각성의 경우, 여러 요인으로 나타날 수 있지만 최근에는 사전검사와 약제 개발, 연구 등으로 발생률이 낮으니 너무 걱정할 필요는 없다.

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