신경과학자 <장성수>

자신의 분야에서 한국을 넘어 세계로 뻗어 나가는 인물을 찾아가는 '세계 속의 한국인' 특집!
​지난달, 오랫동안 염원했던 박사학위 과정을 졸업한 신경과학자 장성수를 만났다!

공식 질문) 자신의 소개를 부탁합니다.
 
안녕하세요. 미국 일리노이대학교 어바나-샴페인 캠퍼스 (University of Illinois at Urbana-Champaign)에서 신경과학 (Neuroscience) 전공으로 박사학위를 취득한 ‘장성수’입니다.

2018년부터 미국 뇌전증 학회 (American Epilepsy Society)의 정회원이자 박사과정 장학생으로 뇌전증의 발병원인에 관한 연구를 진행하고 있습니다.

또한, 2017년 뇌전증 이야기 (Epilepsy Story)라는 이름의 페이스북 그룹
(링크: https://www.facebook.com/groups/284859028671184)을 신설하고, 현재 운영하며, 뇌전증과 관련된 사람들과의 의사소통과 정보교환을 돕고 있습니다.

많은 분야에서도 어떻게 신경과학 분야에 관심을 가지고 진로를 정하게 되셨는지 계기가 궁금합니다.
 
대학교 3학년 2학기 때 처음으로 신경과학이라는 학문을 접하게 되면서, 뇌에 관해 관심을 두게 되었습니다.
당시에는, 현재만큼 뇌과학이라는 학문이 잘 알려지지 않았기에, 나름 블루오션이라는 기대와 함께 신경과학이라는 분야에 들어오게 되었습니다. 학부 4학년 때, 서울대학교 뇌과학 협동과정이라는 대학원과정에 대해 알게 되었고, 입학과 동시에 서울대학교 의과대학 생리학교실 김상정 교수님 연구팀에 합류하여, 석사학위를 받았습니다.
 
석사학위 후에는 당대 최고의 기초과학자이셨던 신희섭 박사님 (한국과학기술연구원)의 연구실에서 1년간 연구원으로 일하면서, 앞으로 제가 해야 할 연구 분야와 주제에 대해 더 확실히 정하게 되었습니다. 이후, 아주대학교 의과대학 연구소, 서울대학교 의과대학 신경과학연구소에서 3년간의 전문연구 요원 (군 대체복무)으로 일하면서, 뇌 질환에 관한 연구를 본격적으로 시작하였습니다.
 
군 대체복무와 유학준비라는 두 가지 일들을 감당하면서 다소 바쁘고 정신없는 시간을 보냈지만, 주변에 좋은 동료들의 도움을 받아 미국 일리노이대학교 신경과학 박사과정에 입학하게 되었습니다.
 
초등학교 시절, 중, 고등학교 과학 선생님이셨던 아버지를 따라 과학관, 박물관에 자주 갔던 기억이 있습니다. 아버지께서는 사물이나 현상을 바라볼 때 호기심을 가지고 관찰하라고 이야기하셨고, 어렸을 적부터 이러한 사고 습관을 지니고 생각하고 행동해 왔던 것 같습니다.
 
자연스럽게, 학부 졸업과 동시에 주저함 없이 대학원에 입학하게 되었고, 2007년부터 약 10여 년 동안 뇌에서 일어나는 여러 현상을 연구하고 공부하고 있습니다.

무엇보다도, 저에게 있어 과학의 매력은 밝혀지지 않은 사실들을 처음으로 찾아내고 동료과학자나 대중에게 알릴 수 있다는 점에 있습니다. 기존의 연구결과들을 바탕으로 가설을 세우고, 실험을 통해 검증하고, 검증된 가설을 동료과학자나 대중에게 알리는 이러한 일련의 작업은 과학자로의 이 세상에서의 제 자신의 존재감과 가치를 느끼게 해주는 거 같습니다.

하지만, 때로는 이러한 순수한 마음과 열정이 현실과 타협하여 변질되어가는 제 모습을 보기도 합니다.
 
최근에 일어나는 논문 조작, 대필 등의 사건들을 보면서 과학자로서 안타깝고 화가 날 때도 있지만, 적어도 저 자신만큼은 늘 학자로의 진실성(Integrity)과 정직함(honesty)을 지키려고 부단히 노력하고 있습니다.
남들이 하고 있지 않은 일, 남들이 가고 있지 않은 길을 간다는 것에 대해 가장 큰 보람과 자부심을 느끼며 연구에 임하고 있고, 앞으로도 이 마음을 계속 간직하며 연구자의 길을 가려고 합니다.
 
지난 수십 년 동안 급속한 산업화와 기술발달로 인해, 과거와 비교하여 인류의 의식주 문제는 어느 정도 해결되어 가고 있다고 생각합니다. 하지만, 최근 통계에 따르면, 몇 년간 계속하여 정신질환들 (우울증, 불면증, 공황장애 등)의 발병률이 증가하고 있다고 합니다. 그리고, 앞으로도 이러한 추세가 계속 이어질 것이라는 보고들을 접하게 됩니다. 제 개인적인 의견입니다만, 잘 먹고 풍요롭게 사는 것만이 우리에게 참된 기쁨과 행복을 주는 것은 아니라고 생각이 됩니다.
 
대중들에게도 잘 알려진 성경의 인물인 솔로몬은 당대 최고의 부와 명예를 가지고, 세상의 많은 것들을 누리며 살아왔지만, 죽기 전에 전도서 1장 2절을 통해 ‘헛되고 헛되며 헛되고 헛되니 모든 것이 헛되도다’라고 고백하고 있습니다. 전도서 1장 3-11절을 통해서도 '이 세상의 부와 명예, 풍요로움이 순간의 행복과 만족을 줄지는 모를지언정, 삶의 궁극적인 공허함은 채워주지 못한다'고 이야기하고 있습니다. 실제로 우리의 일상에서도 이러한 공허함과 삶의 허무함을 느낄 때가 많이 있는 거 같습니다. 그리고, 이러한 생각들이 병적인 상태까지 이르렀을 때, 결국 극단적인 선택을 하게 되는 것 같습니다.
 
정신질환이 하나의 사회적 논쟁거리로 떠오르기 시작하면서, 신경과학 분야의 많은 과학자가, 이러한 정신질환의 원인을 밝히고 치료법을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.

실제로 2013년에는 미국 오바마 행정부가 3조 5천억 원을 투자하여 뇌 연구 프로젝트를 추진하고 있고, 전 세계적으로 뇌 질환의 치료법을 개발하고 발전시키기 위해 많은 투자와 노력을 쏟고 있습니다. 또한, 인공지능 (AI) 산업의 발전에 발맞추어, 인간 뇌의 작동원리를 이해하기 위한 연구들이 진행되고 있습니다.

알파고를 만든 데미스 허사비스도 '범용 인공지능을 만들기 위해 학습과 기억을 담당하는 해마 (Hippocampus)라는 뇌의 영역을 연구하고 있다'라고 밝힐 정도로, 뇌의 작동원리에 대한 이해가 향후 인공지능 시대의 중요한 정보를 제공할 것으로 생각합니다.
그렇기에, 앞으로 뇌과학은 전망은 매우 밝고, 열정이 넘치고 창의적인 인재들이 이 분야 뛰어들어 활발한 연구가 진행되어야 할 것입니다. ​

한국에서 학사, 석사를 졸업하시고 이번 달 미국에서 박사학위를 졸업하셨습니다. 한국과 미국에서의 교육과 연구 환경은 어떻게 다른가요?
 
저는 한국에 있을 때 감사하게도 좋은 환경에서 연구를 할 수 있었던 거 같습니다.
특별히 제 석사 지도교수님이셨던 서울대학교 김상정 교수님께서는 개방적 사고를 지니고 학생들을 대해주셨고, 무엇보다도 대학생들이 부담 없이 원하는 연구나 공부들을 할 수 있도록 허락해 주셨습니다.

사실, 연구실 분위기나 환경은 연구책임자인 담당 지도교수님의 성향에 따라 다를 수 있으므로 딱히 한마디로 단정 짓기는 어렵겠습니다만, 적어도 대학원생에 대한 처우와 지원 등은 미국이 훨씬 효율적이고 합리적이라고 생각합니다.
 
예를 들어, 제가 속한 UIUC Neuroscience Program Ph. D 과정 같은 경우에는 연구 이외에 다양한 워크샵, 세미나 연사와의 만남, 사회봉사 활동, 강의 조교 등의 경험들을 통해 대학원생들이 독립된 연구자뿐만 아니라 교육자로 성장할 수 있도록 학과 차원에서 적극적으로 지원하고 있습니다.

또한, stipend (용돈) 개념으로 매달 외부의 도움 없이 살아갈 수 있도록 최소한의 생활비를 제공함을 통해, 대학원생이 연구와 학업에만 집중할 수 있도록 지원하고 있습니다. 물론, 익숙지 않은 환경에서 제2의 언어로 공부하고 토론한다는 것은 대단히 많은 노력을 요구합니다. 그렇기에 때로는 어려움과 외로움을 느낄 때도 있습니다. 하지만, 이러한 것들을 잘 극복해낸다면 미국 대학원 유학은 자신을 학문적으로 더욱 성장시키는 좋은 기회가 될 것으로 생각합니다.
 
올해, 지난 달 박사학위를 수여 받으셨습니다. 박사과정 중 연구 내용을 소개 부탁드릴게요.
 
박사과정 동안의 제 연구를 간략하게 소개하자면, 저는 STriatal Enriched Protein Phosphatase (STEP)라 불리는 효소의 기능과 해마에서의 역할들에 대해서 연구했습니다. 특별히 이 효소는 뇌에만 존재하는 단백질로, 신경세포의 시냅스(synapse)라 불리는 곳에 주로 발현되어 신경전달과정을 억제한다고 알려져 있습니다.
 
저는 여러 편의 논문을 통해, STEP이라는 효소가 시냅스의 안정화에 이바지한다는 사실을 처음 발견했고, 또한 발작(Seizure)을 유도한 동물모델에서 STEP의 변화를 확인했습니다. 이러한 사실은, 향후 뇌전증(Epilepsy)의 기전연구에도 도움이 되는 연구결과라고 생각됩니다. 실제로, 동물실험을 통해 STEP이라는 단백질이 결핍된 생쥐에서 발작 (Seizure)의 정도가 감소하는 것을 확인했고, 이러한 감소는 해마 내 CA2 지역에 있는 신경세포들의 활동성과도 연관되어있음을 예측하게 하는 결과를 얻었습니다.
 
향후, 약물실험을 통해 STEP이라는 단백질과 뇌전증(epilepsy)과의 상관관계를 밝혀냄을 통해, 뇌전증 치료제 개발에 조금이라도 이바지하고 싶은 마음입니다. 박사과정 이후에도 뇌전증(EPILEPSY)과 알츠하이머 질환 (Alzheimer’s disease) 연구를 계속해 나갈 계획입니다. 

그동안 연구하면서 가장 힘들었을 때, 또한 가장 보람 있었을 때는 언제였나요?
 
개인적으로 가장 힘들었던 시기는, 박사과정 1~2년 차 때였던 거 같습니다. 학업적으로나 정서적으로 압박이 심했던 기간이었고, 마침 그 시기에 연구실 재정 상황도 좋지 못했었습니다. 특별히, 하고 싶은 연구와 실험을 하지 못한다는 현실이 너무나 답답하고 스스로 굉장히 무기력했던 시간이었습니다. 하지만, 단 한 번도 중간에 포기해야겠다는 생각은 안 했던 거 같습니다.
 
가장 보람 있었을 때는 우선, STEP이 결핍된 쥐에서 발작 (Seizure)의 정도가 줄어있는 것을 처음으로 확인한 순간이었던 거 같습니다. 제 연구 관심사인 뇌전증(Epilepsy)과 STEP의 연관성을 직접 눈으로 발견하던 그 실험현장과 순간은 지금도 잊히지 않을 정도로 기억에 남아 있습니다.
 
또한, 미국 뇌전증 학회 (American Epilepsy Society) 박사과정 장학생 최종 심사에서 받았던 2명의 검토위원의 심사평을 읽었을 때의 감동 또한 잊을 수 없습니다. 2007년 한국에서 처음으로 시작해서 약 10여 년간 신경과학 연구에 집중하고 매진했던 그 노력에 대한 보상을 받는 기분이었습니다. 고등학교 때도 받지 못한 장학금을 미국 전체에서 2등이라는 성적으로 받게 될 줄은 상상도 못 했는데, 너무 기쁘고 감사했습니다.
 
혹시 과학자가 아니었다면 해보고 싶은 직업이 있나요?
 
의사 혹은 목사를 하고 싶습니다. 실제로 의사 같은 경우는 육체의 어려움 가운데 있는 사람들을 살리는데 결정적인 역할을 한다는 점에서 직업적으로나 선교적으로 굉장한 매력이 있는 거 같습니다. 그리고, 목사님 같은 경우는 사람들의 마음을 움직이고, 정신적으로 사람을 살리는 사역을 한다는 점에서 보람이 있고 의미 있는 직업이라 생각합니다.
 
공식 질문) 앞으로의 계획은 어떻게 되시나요?
 
박사 졸업 후, 포스닥 과정을 통해 뇌전증과 알츠하이머 질환의 기전연구에 매진할 계획입니다. 그리고, 한국에 돌아가 한국 최고의 뇌전증과 알츠하이머 연구의 권위자가 되고 싶은 꿈이 있습니다.
 
연구 이외에도 미국의 CURE와 같은 단체 (링크: https://www.cureepilepsy.org)를 한국에 설립하여 뇌 질환을 앓고 고생하는 환우와 그 가족 구성원들을 위한 비영리법인을 설립하고 싶습니다. 또한, 뇌 질환에 관심이 있거나 관련되어있는 분들의 도움을 받아, 관련 연구자들을 배출해내고 치료제 개발 이외에 사회적 인식개선 등을 목표로 하여, 과학자가 세상에 나와 본인의 연구와 관련된 사람들에게 꿈과 희망을 드릴 수 있는 플랫폼을 만들고 싶습니다.
 
인터뷰 Avec 'G'
사진 제공: 장성수
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