뇌과학연구원 김일권 원장

발달장애, 자폐증

뇌발달 연구의 선구자로 세계적인 뇌과학 전시관을 꿈꾼다

브레인 테마파크 야외에 전시된 대형 변연계 생각과 동작 그리고 감정을 만드는 뇌의 중요부위을 구조물로 제작했다

뇌과학은 21세기 과학기술 핵심적인 연구분야로서 생물학, 의학, 화학, 물리학, 심리학, 수학, 컴퓨터공학뿐만 아니라 철학과 법학으로까지 그 연구가 연계되고 있다. 특히 뇌가 어떻게 작동하는가를 이해하는 것은 인간의 행동을 뒷받침하는 정신적인 과정에 한 새로운 통찰력을 제공하고 있다. 이에 지난 30여 년간 뇌발달 연구를 지속적으로 해오며 뇌과학연구를 위해 경기도 안양, 의왕, 포항 등 만천여 평이 넘는 연구시설을 설립한 뇌과학연구원 김일권 원장의 뇌과학이야기와 앞으로의 비전을 들어본다.

선진국에 비해 뇌과학 교육이 뒤처진 한국, 이제 뇌과학의 나라로 도약해야 김일권 원장은 1981년 2월19일 첫

째 딸 승이가 출생 후 3일 만 에 급성황달로 뇌성마비

가 될 것이라는 진단을 받고 그때부터 ‘뇌’ 를 연구하기 시작했다. 뇌발달 관련 연구들은 1988년부터 라디오 방송을 시작으로 1991년부터 국민일보, MBC TV 아침의 창, KBS 여성백과 연재, 우먼센스, 여성백과, 주부생활 등의 월간지를 통해 기고되기도 했다. 이후 김 원장은 미국과 브라질 등으로 부터 초청 을 받고 20여 차례 해외 강연회를 가졌다. 

김 원장은 “지금은 뇌과학시대이다. 그래서 뇌과학을 토대로 하 는 자녀교육, 학교교육, 영어교육, 수학교육이 필요하다. 나아가 의 학, 교육학, 상담학 등에서도 뇌과학을 토대로 새로운 혁신을 해야 한다. 이제 세계를 선도하는 뇌과학의 나라, 한국이 되어야한다”고 강조했다. 그는 또 ‘꿈과 희망을 주는 생활 속에 뇌과학’ 교육을 실현하고자 각종 뇌과학 세미나를 주관하고 있다. 

김 원장은 “IT 발달과 디지털 문화 그리고 쓰나미처럼 밀려오는 AI 인공지능 시대에 기본적으로 알아야 할 것이 ‘뇌과학’인데 뇌 과 학에 대하여 배울 수 있는 곳이 많지 않다”며 “뇌과학을 배울 수 있는 곳을 통해 그 동안 뇌과학에 대하여 잘못 알려진 것들도 바로 잡아야 한다”고 말했다. 인류의 위대한 문명은 인간이 가진 뇌의 특성 때문이다. 그런데 이 뇌를 잘 모르면 인류의 문명이 때론 우리의 뇌를 해치는 결과를 초래한다. 때문에 잘못된 뇌 관리는 신생아를 뇌성마비로 만들 수 있고 뇌신경계질환을 증가시킬 수 있다는 게 김 원장의 생각이다. 

김 원장은 일찍이 자폐증과 발달장애는 뇌발달장애이며 특히 그 원인이 환경문제에 있다는 것을 강하게 제기했다. 특히 영유아들이 TV와 스마트 폰을 많이 보게 되면 뇌의 스위치라는 편도체의 기능 을 마비시킬 수 있다고 주장했다. 뇌의 편도체는 인간이 외부 환경 과 접촉할 때 위험성을 인식하는 곳이다. 이것이 잘 발달하지 못하면 주의력, 분별력 그리고 감정 발달과 조절에 문제가 나타난다는 것이다. 편도체에 문제가 생기면 위험을 잘 인식하지 못한다. 그래서 차 가 달리는 도로에 뛰어들기도 하고 옥상 난간에서 놀기를 좋아하 기도 한다. 

◀ 김원장은 뇌의 해부학적 구조물을 직접 만든다. 뉴런, 시냅스, 시상, 해마, 편도체, 조가비핵, 띠이랑,  뇌들보 등 구조물을 만드는 기술을 확보하여 뇌 강의 때마다 한시간 은 뇌의 구조를 직접 만드는  실습을 한다. 뇌 조형물에 관 한 제작기술에 자부심을 가지고 있다.

그 때문에 떨어져 다치거나 교통사고 사망도 발생한다. 편도체에 문제가 생기면 자기 몸을 방어하는 행동이나 공격행동에 적절하게 조절이 안 된다. 그래서 과잉행동이 나타나고 비사회적 행동에서 벗어나지 못하게 된다. 그러면서 김 원장은 편도체에 종양이 생긴 사람의 유명한 일화 를 설명했다. 미국 텍사스에서 일어났던 유명한 사건이다. 자신의 아내와 어머니를 살해하고 텍사스대학교 타워 전망대 시계탑에 올 라가 눈 아래로 보이는 사람들을 향해 무차별 사격을 가해 13명이 사망하고 13명이 부상을 입은 참으로 끔찍한 역사적 사건이었다. 그 사건의 주인공은 25세 찰스 휘트민이다. 

그는 이글 스카웃 중 가장 우수한 보이스카웃 대원이었다. 대학에서 공학을 전공했고, 은행직원으로 근무하였던 청년이었던 그는 해병대를 지원하여 뛰 어난 사격수로 군 복무를 마치고 별일 없이 직장 생활을 무난하게 하는 안정된 생활을 하고 있었다. 하지만 한순간 그는 주변 사람들을 적으로 보고 위협적인 사람으 로 착각해 끔찍한 사건을 저질렀다. 그의 유언을 보고 부검한 결과 뇌의 중요한 부 위인 편도체에 종양이 그 원인으로 밝혀졌다. 이 처럼 현대생활에 수없이 발생하는 조울병, 조현병, 우울증, 공황장애가 모두 편도체와 관련이 있다. 김 원장은 “편도체 연구를 위해 개인적으로 편도탑을 세우고 많 은 아동들이 편도체 기능이 안정적으로 발달할 수 있는 훈련 프로 그램을 만들어 실행하고 있다”며 “뇌발달은 무엇보다 건강한 편도 체 발달에 있다”고 거듭 강조했다.

자폐증 관련 뇌신경계질환 100조원 세계시장 바야흐로 AI 시대, 독버섯처럼 자라나는 신경계질환으로 많은 사 람들이 우려하고 있다. 그중 영유아기에 발생하는 뇌발달질환은 자폐증, 언어장애, 행동장애 등 다양한 발달장애이다 카이스트 김은준 박사는 자폐증 연구로 세계적으로 알려져 있 다. 우리나라 자폐증 발생률이 세계 평균치 보다 배나 많다는 것을 특정 지역 중심으로 밝혔던 사람이다. 현재 시냅스연구단장을 맡 아 연구를 계속하고 있는 그는 자폐증과 신경계질환 치료와 관련 한 세계 경제 시장 규모는 100조원이라고 말한 바 있다. 

세계최초 김일권 원장이 제작한 뇌속 변연계

김 원장은 지금까지 과학적으로 밝혀진 자폐증의 원인은 유전적 원인이 50%, 환경적 문제가 50%로 보고 있다. 환경문제 원인을 50%로 보는 것은 몇 년 되지 않는다. 이는 최근 뇌과학의 발전 덕 분이라고 말한다. 하지만 아직 치료제는 없다. 뇌과학자들이 밝혀 낸 것은 인간의 유전자는 환경에 영향을 받는다는 것이다. 뇌 과학 자로서 노벨상을 수상한 애릭 캔들은 ‘인간의 뇌의 유전자는 환경 의 하인이다’라고 말했다.

그렇다면 어떻게 하면 뇌가 건강하게 잘 발달할 수 있을까? 지 금까지 천재는 타고나는 것으로 대부분 알고 있는데 그것은 사실 이 아니다. 노력하면 IQ가 좀 더 발달할 수 있을까? 김 원장은 이 에 대해 “뇌는 발달하는 것이다. 뇌발달을 위한 환경을 알고 활용 하면 IQ도 높일 수 있고, 뇌기능을 해치는 스트레스도 예방할 수도 있으며. 특히 치매 같은 것을 상당수 예방할 수 있다”고 자신 있게 말한다. 김 원장이 말하는 뇌발달의 4대 강령은 다음과 같이 요약된다. 첫 째, 항상 탐색하라 (explore). 둘째, 연습하고 운동하라 (exercise). 셋 째, 연결하라 (connection). 넷째, 연주하라 (concert). 위의 4대 강령 대로 하면 뇌는 나이와 크게 상관없이 발달할 수 있다.

국내 최대 뇌연구시설 운영, 뇌신경계질환 치료연구의 임상적 연구 김 원장은 뇌과학 연구를 위해 만천여평이 넘는 연구시설을 가 지고 있다. 뇌연구를 위한 개인적인 시설로는 국내에서 처음이고 최고의 규모로 보인다. 이 곳에서 김 원장은 뇌의 구조물 만들기를 취미처럼 만들고 전시를 한다. 생각과 기억 그리고 동작과 행동을 만드는 뇌 속의 중요한 변연계를 2m 정도 크기로 제작 설치해 놓 았는데 뇌의 해부학적 구조물을 직접 나무나 석회 등으로 만든다. 김 원장은 “뇌해부학의 지름길은 뇌구조를 직접 만들어 보면 가 장 확실하게 알 수 있다”고 말한다. 

직접 만들면서 결코 쉽지 않은 기술을 터득한 것이다. 그 외에도 뇌의 다양한 뇌지도, 신경회로, 커넥톰 등 최첨단 뇌과학 영상자료들도 전시하고 있다. 김 원장은 이렇게 훌륭한 자료를 어떻게 구했을까 궁금하지 않을 수 없다. 김 원장은 “세계적인 뇌과학자인 조장희 박사님을 고문으로 모 시고 매주 하루는 연구소에서 배우고 있다”며 “조 박사님을 통해 여러 가지 아이디어와 자료를 제공받아 여기까지 올 수 있었다”고 전했다.

뇌과학연구원 김일권 원장과 한국특수요육원을 운영하고 있는 강정아 원장  부부가 자폐증 질환에 대한 연구를 하고 있다.

마지막 사명, 자폐아 치료 프로그램 개발해 세계 시장에 보급 아직 의학계는 자폐증이 치료되는 것을 인정하지 않는다. 하지 만 치료되는 아이들은 적지 않다. 김일권 원장은 그의 아내와 함께 30년간 발달장애 자폐 아동의 임상적 치료 프로그램 연구를 해왔다. 그리고 그는 20개월 전후 에 뇌발달 치료교육프로그램을 실시하면 뇌 질환 또는 뇌발달장애 가 회복될 수 있다고 힘주어 말한다. 이를 뒷받침하는 이론으로 애 릭 캔들, 도날드 햅, 세바스찬 승박사 등을 말한다. 치료시기로는 20~30개월부터 시작하는 것이 가장 좋지만 이 시기가 지난 경우라도 시냅스를 활성화하는 자 극 프로그램을 시행하면 된다. 때문에 시냅스는 재 연결이 되고 재배선이 되어 뇌는 다시 제 기능을 회복한다. 

이러 한 치료적 프로그램들은 세바 스찬 승박사의 4R 이론에 근 거하고 있다. 중요한 것은 김 원장과 아내가 개발하고 실행 한 프로그램으로 수많은 자폐 증 아이들이 치료가 된 임상 적 사례가 많다는 것이다. 김 원장은 “이러한 과학적 프로그램을 통한 치료성공 사 례는 계속 재현되고 있다”며 “이것을 뇌과학적으로 증명하 는 연구는 계속되고 있다”고 말했다. 예를 들면 영유아의 뇌영상을 통한 연구, 뇌영상 아트라스 등에 관한 연구를 추진하고 있다. 김 원장은 연구의 열악한 환경에서 세 계를 두루 다니면서 학문적 견문을 넓히면서 꾸준한 연구를 했고, 특히 뇌과학을 공부하게 되었다고 한다. 

또한 뇌과학을 근거로 만 들어진 프로그램들을 과학적으로 증명하기 위해 한양대 의과대학 교수들과 연구를 지속해서 하고 있다. 김 원장은 “보다 객관적으로 증명된 프로그램을 만들어 세계시 장에 보급하는 것이 사명”이라고 말했다.

관련 전문가들은 이러한 일들이 현실화 되면 이는 노벨의 정신 을 실현하는 뜻깊은 일이 될 수 있다고 입을 모은다. 김 원장의 좌우명은 남들이 한 번에 할 수 있는 것도 100번을 실행하고 남들이 10번에 할 수 있는 것도 1000번을 시행하는 것 이라고 말한다. 그렇게 하면 지혜가 생기고 약한 것도 강하게 될 수 있다는 것이다.

( What others can do at a time. try a hundred. What others can do ten times. try a thousand. if you can do that much. a fool will be a wise. a week will be a strong). 김일권 원장은 현재 서울대 자연과학대학, 카이스트 생명과학기 술대학. 한양대 의과대학, 수원대 뇌과학연구소, 서울교육대학 등 과 공동연구 등에 참여하고 있다. 아울러 혁신리더 협회 뇌과학연 구원장, 웨신대 겸임교수 등으로 강의와 활동을 하고 있으며 한국 특수요육원과 한국뇌발달연구소에서 매주 강의를 하고 있다.  

이정희 기자, 사진 원동현실장 

자연요육원에서 忙中閑 [망중한] 을 즐기는 김일권 강정아 원장 부부