신비로운 생체현상을 밝혀내는 탐험가들
KRISS 생체신호센터

요즘 '창의교육'이다, '창의 리더십'이다 하며 너도나도 창의력이 중요하다고 외친다. 그런데 가만히 생각해보면 창의력이 무엇인지 제대로 아는 사람이 얼마나 될까 의문이 든다. 창의력은 어떤 능력이고 창의적인 사람은 뭐가 다를까? KRISS 생체신호센터 사람들의 대화 속에서 뜬 구름처럼 희미하던 창의력에 대한 몇 가지 단서를 찾을 수 있었다. 그들이 이뤄가는 목표, 그 목표를 이루기 위해 노력하는 방식들이 그 답을 담고 있었다. 

어렵기에 가치 있는 도전
생체신호란 인체 내 세포 간의 전기적인 신호를 말하는 것으로 근전도·심전도·뇌파 등이 이에 속한다. 이 생체신호는 일반적으로 의학분야에서 환자의 상태를 판단하는데 사용되는데, 문제는 신호가 매우 미세하고 지속적이거나 일정하지 않아 정확한 측정이 어렵다는 것이다. 

개념도 어렵고 측정하기도 어려운 ‘생체신호’. 그래서일까, 생체신호에 대한 연구는 전 세계적으로도 소수의 연구그룹에서만 활발히 진행되고 있다. 그중 한 곳이 바로 KRISS 생체신호센터다. 생체신호센터는 생체신호 측정 및 분석기술과 첨단의료진단기술을 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 극저자장 자기공명기술에 기초한 생체자기공명의 개념을 세웠으며, 뇌자기공명/뇌자도 측정 시스템 및 분석기술 개발, 뇌인지 기능 측정 및 분석 연구를 수행하고 있다. 

대표적인 연구성과로 극저자장 NMR, MRI 기술은 지구 자기장보다 낮은 자기장에서 핵자기공명 신호를 측정할 수 있으며, 이를 통해 기존 장비로는 확인할 수 없었던 새로운 생체현상을 검출할 수 있다. 

암 진단을 할 때 비정상적인 조직을 조영제 없이도 발견할 수도 있고, 화학분석이나 폭발물 검출에도 사용할 수 있다. 생체신호센터의 연구는 의료분야에만 국한된 것은 아니다. 예를 들어 인간의 인지기능을 연구하는 데 활용할 수 있는데, 영재아동의 뇌반응이 일반아동과 어떻게 다른지 밝히는 데 활용할 수 있다. 또한 현재 개발 중인 초전도 중력계는 기존 장비보다 월등히 높은 정확도를 구현해 건축분야를 비롯해 측지학, 자원탐사, 지질조사 등에 도움을 줄 것으로 기대된다. 

이처럼 생체신호센터에서는 특정 분야에 국한지 않고 생체신호 측정을 적용해 새로운 사실을 발견하고, 이전에 없던 새로운 기술을 개발하고, 이를 통해 기여할 수 있는 분야를 계속 개척해나가고 있다. 

창의적인 결과를 만드는 단순한(?) 해답       
이런 연구를 하는 연구원들은 어떤 사람들일까? 우선 기본적으로 구성원들의 전공이 궁금했다. “종합적입니다. 필요한 것들이 종합적이다보니 다양한 분야가 필요한 거죠. 물리학, 전자공학, 전자재료, 핵공학, 뇌공학… 여러 가지 전공자들이 모여 있어요. 박사과정이나 포닥(박사후연구원)에서 생리학을 공부한 분들도 서너 명 있고요.” 

단순하게 의료진단 기술 자체를 연구한다고 생각하기 쉽지만 생체신호센터의 역할은 의료진단에 필요한 유용한 정보를 제공하기 위한 측정기술을 개발 하는 것이다. 다양한 기술의 융합을 필요로 하는 만큼 여러 분야의 전문가들이 힘을 합쳐야 한다. 

각자의 분야와 역할이 분명한 생체신호센터 사람들. 하지만 전문성만큼 중요한 것이 소통과 협력이다. “하나의 목표가 있을 때 그것을 실행하기 위한 시스템이 잘 갖춰져 있습니다. 아까 말했듯이 프로그램을 만드는 사람이 있으면 누구는 전자회로를 담당하고, 또 다른 사람은 시스템 조립하고… 이런 식으로 조직화가 되어있습니다.” 분야와 역할이 다른 만큼 경계가 존재하고, 그 경계는 분명 장벽이기도 하다. 

하지만 그 장벽을 뛰어넘는 방법을 생체신호센터는 알고 있고 해내고 있다. 그 방법은 서로 물어보고 상의하고 이해하기 위해 노력하는 것이다. “목표가 있으면 해결하기 위해서 이 방법 저 방법을 생각해봐요. 그 방법이 처음엔 조금 황당할지라도 결국은 정답을 찾아내죠. 방법은 하나예요. 가능한 한 많은 의견을 내서 서로 토론하고 시도해 보는 거죠. 중요한 건 그렇게 하면 결국 된다는 거예요.” 

독립적으로 연구하는 워킹그룹끼리 정기적으로 매주 미팅을 갖고 연구개발 중 발견된 난제에 대해 토론을 통해 문제를 해결하고, 2주에 한 번 센터기술심화세미나를 열어 각자의 분야에 대한 주제 발표를 한다. 모든 구성원들이 방관자가 되지 않고, 뭐라도 한 가지를 얻을 수 있도록 하는 것이 미션. 주제선정부터 ‘세미나 어드바이저’와 상의를 통해 심층적으로 진행한다. 그리고 이러한 일련의 노력들은 실제적인 연구 성과들로 이어져왔다. ‘정말 될까?’ 싶었던 아이디어가 ‘정말 된’ 사례가 수도 없이 많았다. 그래서 생체신호센터는 늘 새로운 문제, 누구도 이루지 못한 과제 앞에서도 두렵기보다는 기대가 앞선다. 

늘 최초의 연구, 늘 즐거운 도전
현재 생체신호센터는 극저자장 NMR/MRI 기술과 이를 이용한 뇌자기 공명 연구를 통해 뇌기능의 연결성을 밝히는 연구를 진행하고 있다. 이전에 개발한 뇌자도 기술을 이용하여 각 신체 부위마다 해당되는 뇌기능과의 연결관계를 확인, 맵핑(도식화)작업까지 마친 상태다. 이제는 뇌의 각각의 기능들이 어떻게 연결되고 커뮤니케이션하는지를 보여주는 새로운 뇌연구 장비를 개발하고 있다. 장치를 개발해 가상의 뇌에 대한 실험을 통해 실현 가능성도 검증했으니 또 하나의 새로운 일, 최초의 연구를 성공시킬 날도 곧 다가올 것이다. 

“저희 센터는 그동안 20년 넘게 연구개발해 온 기술들이 축적돼서 생체신호 측정분야에서 세계최고 수준의 기술을 보유하고 있거든요. 이런 좋은 인프라를 바탕으로 전혀 새로운 기술을 개발한다는 게 굉장히 큰 즐거움이자 보람이에요.”라고 김기웅 센터장은 말한다. 

천재는 노력하는 사람을 이길 수 없고 노력하는 사람은 즐기는 사람을 이길 수 없다고 했다. 극복하고 이겨내는 과정을 즐길 줄 아는 사람들. KRISS 생체신호센터는 신비로운 인체의 비밀을 찾아 더 흥미롭고 다이내믹한 여행을 이어갈 것이다.