안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 인간이 귀신을 보는건 뇌신경망 내에서의 섬망 때문이다 라는건 무슨 원리인가?
안녕하세요. 김지호 박사입니다.인간이 귀신을 본다고 느끼는 경험이 뇌의 섬망(delirium) 현상과 관련이 있다는 주장은 신경과학 및 정신의학적으로 일정 부분 타당한 과학적 설명을 제공합니다. 이 현상은 단순한 상상이나 미신이 아니라, 특정한 생리적·신경학적 조건에서 인간 뇌가 비정상적인 인지 처리를 하게 되는 결과로 해석될 수 있습니다. 우선 섬망은 의식의 혼탁, 주의력 결핍, 지남력 장애(시간·장소·사람 인식 불능), 감각 이상 등으로 구성된 일시적인 정신 착란 상태를 말하는데요, 이는 주로 뇌 기능에 일시적 혼란을 일으키는 내적 혹은 외적 요인들로 인해 발생합니다. 대표적인 원인으로는 고령, 열, 수면 부족, 탈수, 감염, 약물 중독이나 금단 증상, 간 기능 이상(예: 간성 뇌병증) 등이 있으며, 심지어 수술 후에도 나타날 수 있습니다. 이런 상황에서는 뇌의 인지 네트워크, 특히 전두엽과 측두엽, 그리고 시상, 해마 등의 영역이 정상적인 정보처리를 하지 못하게 됩니다. 귀신을 본다는 체험은 종종 시각적 환각 혹은 착각(misattribution)의 일종으로 분류됩니다. 이때 뇌는 외부 자극(예: 어두운 그림자, 불분명한 형체, 소리 등)을 현실에 존재하지 않는 의미 있는 존재, 즉 사람 형체나 '귀신'으로 인식하게 됩니다. 이는 뇌가 불완전한 감각 정보를 바탕으로 의미 있는 패턴을 재구성하려는 특성, 즉 패턴 인식 편향(pattern recognition bias) 때문입니다. 특히 인간은 진화적으로 다른 사람의 얼굴이나 형체를 인식하는 데 매우 민감하기 때문에, 시각적으로 모호한 정보가 있을 경우 그 정보를 사람의 모습처럼 '과잉 해석'하게 됩니다. 섬망 상태에서는 이런 경향이 훨씬 더 강해집니다. 현실과 환상을 구분하는 능력이 약화되기 때문에, 단순한 그림자나 환영도 실제 존재하는 누군가, 심지어 '귀신'으로 지각될 수 있습니다. 이러한 시각적 환각은 루이스 체체 병이나 알츠하이머병 환자, 또는 수면 마비(가위눌림) 상태에서도 나타날 수 있는데, 이 역시 뇌의 특정 회로의 기능 이상과 관련 있습니다. 특히 섬망은 시공간 지각의 왜곡을 동반하기 때문에, 자신이 죽음에 가까워졌다고 느끼거나, 사후 세계를 보는 듯한 체험 역시 뇌의 혼란된 상태에서 비롯된 환상으로 설명할 수 있습니다. 물리학적 관점에서 귀신이 실존하지 않는다고 보는 이유는, 객관적이고 재현 가능한 물리적 증거가 없기 때문입니다. 반면 뇌과학에서는 인간이 "귀신을 본다"고 느끼는 심리적 현상을 충분히 설명할 수 있는 생리학적 기전이 존재합니다. 즉, '귀신을 봤다'는 체험이 반드시 실제 외부 세계에 존재하는 대상 때문이 아니라, 내부 뇌의 기능 이상으로 인해 발생한 주관적 현실 경험일 수 있다는 뜻입니다. 결론적으로, 귀신을 본다는 체험과 섬망은 뇌의 인지 처리 장애라는 공통된 기반을 갖고 있으며, 이는 인간의 지각 체계가 얼마나 뇌의 생물학적 상태에 의존하고 있는지를 보여주는 흥미로운 예입니다. 귀신의 존재 여부와는 별개로, 인간이 그런 대상을 실제로 보는 것처럼 느끼는 것은 뇌의 기능적 왜곡, 특히 섬망 상태에서 충분히 가능한 현상입니다.
Q. 왜 다른 동물에 비해서 사람의 머리카락만 계속 자라는 것일까요?
안녕하세요.사람의 머리카락만 유독 계속 자라는 현상은 진화 생물학적, 생리학적, 그리고 문화적 요인이 복합적으로 작용한 결과로 이해할 수 있습니다.일반적으로 동물의 털은 일정 길이 이상 자라지 않고 성장 주기가 짧아 곧 빠지고 교체됩니다. 이 성장 주기는 '생장기(anagen)', '퇴행기(catagen)', '휴지기(telogen)'라는 세 단계로 나뉘는데, 대부분의 동물들은 털의 생장기가 짧기 때문에 털이 일정 길이 이상 자라지 않습니다. 반면 사람의 두피 머리카락은 생장기가 평균 2~7년까지 지속되며, 일부 사람의 경우 10년 이상 지속되기도 합니다. 이처럼 유난히 긴 생장기 덕분에 사람의 머리카락은 계속해서 자랄 수 있습니다. 그렇다면 왜 사람만 이렇게 길게 머리카락이 자라도록 진화했을지에 대해 말씀드리자면, 첫 번째로 제시되는 가설은 체온 조절과 보호 기능입니다. 인류의 조상은 체모 대부분을 잃으면서도 두피에만 긴 털을 남겼는데, 이는 뇌가 외부 충격이나 자외선으로부터 보호받기 위해서였을 수 있습니다. 그러나 이 가설만으로는 충분하지 않습니다. 대부분의 포유류도 뇌를 보호해야 하지만, 이들과 달리 사람만 긴 머리카락을 유지한다는 점은 단순 보호 이상의 이유가 있음을 시사합니다. 두 번째로는 성 선택(sexual selection)의 역할이 큽니다. 인간 사회에서 머리카락은 미적 요소로 작용하며, 건강하고 풍성한 머리카락은 생식 능력과 건강의 신호로 인식됩니다. 특히 여성의 경우, 길고 윤기 있는 머리카락은 여러 문화에서 매력의 상징으로 여겨졌고, 이러한 선호가 세대를 거치며 머리카락이 길게 자라는 유전적 특성을 강화시켰을 가능성이 큽니다. 실제로 인간은 외모를 기준으로 짝을 선택하는 경향이 다른 동물보다 강하며, 이는 진화 과정에서 머리카락이 하나의 '장식적 특징'으로 자리 잡게 만들었을 수 있습니다. 마지막으로, 문화적 요인과 도구 사용도 이 특성을 고착시키는 데 기여했을 수 있습니다. 인간은 도구를 사용해 머리를 빗고 다듬으며, 머리카락이 길어도 관리할 수 있는 능력을 갖추었습니다. 다른 동물들은 털이 너무 길어지면 활동에 지장을 주기 때문에 자연 선택을 통해 긴 털이 억제되었지만, 인간은 오히려 이를 꾸미고 표현하는 수단으로 활용하면서 긴 머리카락이 불리하지 않게 되었습니다. 결론적으로, 사람의 머리카락만 계속 자라는 이유는 단순히 생물학적인 특성 하나 때문이 아니라, 진화적 적응, 성 선택, 문화적 발달이 서로 얽혀 복합적으로 작용한 결과입니다. 머리카락은 기능적 보호 이상의 의미를 갖는, 인간만의 독특한 진화적 산물인 셈입니다.
Q. 도토리가 열매인줄 알았는데 씨앗인가요?
안녕하세요.도토리와 밤은 겉보기에는 우리가 흔히 '열매'라고 부르지만, 식물학적으로 조금 더 정확히 구분하면 ‘씨앗’을 포함한 열매의 일부 또는 전부라고 할 수 있습니다. 이 구분을 명확히 이해하려면 식물의 열매와 씨앗의 정의부터 살펴볼 필요가 있습니다. 식물에서 ‘씨앗(seed)’은 수정이 완료된 배(embryo), 저장 조직(배유 또는 떡잎), 그리고 씨껍질(종피)로 구성된 구조입니다. 씨앗은 다음 세대로 발아하여 새로운 식물체로 자랄 수 있는 생식 기관입니다. 반면에 ‘열매(fruit)’는 일반적으로 씨앗을 감싸고 있는 구조로, 꽃의 자방이 발달한 것입니다. 다시 말해, 열매는 씨앗을 보호하고 퍼뜨리는 역할을 하는 조직입니다. 도토리는 참나무(Quercus 속)의 열매이며, 식물학적으로는 '견과(nut)'라고 부르는 건열과(dry fruit)의 일종입니다. 도토리는 자방이 단단하고 마르면서 씨앗을 보호하는 구조로, 열매 전체가 씨앗을 하나 포함한 단단한 껍질로 구성되어 있습니다. 우리가 도토리라고 부르는 그 구조물은 사실상 ‘열매’ 전체이지만, 그 안의 실제 생식 기능을 하는 부분은 내부의 씨앗입니다. 따라서 도토리는 "씨앗을 포함한 열매"이며, 식물학적으로는 씨앗이 맞다고 볼 수 있습니다.마찬가지로 밤도 열매이자 씨앗인데요, 밤나무는 도토리와 마찬가지로 견과류의 일종을 맺으며, 우리가 먹는 밤도 자방이 단단하게 자라 씨앗을 감싸고 있는 구조입니다. 밤의 바깥쪽에는 가시 같은 외과피(껍질)가 있고, 그 안에 우리가 식용으로 삼는 씨앗이 들어 있습니다. 따라서 밤 역시 "씨앗을 포함한 열매"이며, 식물학적으로 우리가 먹는 부분은 실제로 씨앗입니다. 정리하면, 도토리와 밤 모두 일반적인 의미에서는 ‘열매’라고 불리지만, 과학적으로 분석하면 그 속에 있는 씨앗이 우리가 먹는 부분이며, 열매는 그 씨앗을 싸고 있는 구조 전체를 의미합니다. 즉, "도토리는 씨앗인가요?"라는 질문에 대한 대답은 "도토리는 열매 전체이고, 그 안의 씨앗이 실제 식물의 생식 구조이며 우리가 먹는 부분이다"라는 것이 정확한 과학적 설명입니다.
Q. 현재 동물 실험을 완벽하게 대체할 방법이 존재하나요?
안녕하세요.현재 과학기술이 빠르게 발전하고 있음에도 불구하고, 동물 실험을 완벽하게 대체할 수 있는 방법은 아직 존재하지 않습니다. 오가노이드(organoid), 인공 장기, 인체 유래 세포를 활용한 3차원 배양 시스템, 컴퓨터 시뮬레이션, 인공지능(AI) 기반 예측 모델 등 다양한 대체기술들이 개발되고 있으며, 이들 중 일부는 특정 실험에서 동물 실험을 상당 부분 대체하거나 보완할 수 있는 수준에 도달하고 있습니다. 하지만 이 기술들이 아직까지는 ‘완전한 대체’에 이르지 못하는 이유는 크게 몇 가지로 나눌 수 있습니다.먼저, 생물학적 시스템의 복잡성 때문인데요, 인간을 포함한 동물의 몸은 면역계, 신경계, 내분비계 등 수많은 생리적 시스템이 상호작용하면서 작동합니다. 오가노이드는 특정 기관의 구조와 기능을 모사할 수 있지만, 전체적인 생체 내 환경을 완전히 재현하기는 어렵습니다. 예를 들어, 약물이 간에서 대사된 후 전신에 어떤 영향을 미치는지, 면역계가 특정 자극에 어떻게 반응하는지와 같은 전신적 반응은 아직까지는 실험동물 없이는 재현하기 어렵습니다. AI와 컴퓨터 모델링 또한 매우 유망한 분야이지만, 그 정확도와 신뢰성은 여전히 실제 생체 데이터를 기반으로 해야 합니다. AI가 학습하는 데이터는 과거의 동물 실험이나 임상시험에서 나온 것이기 때문에, 실제로 전혀 새로운 물질에 대한 예측을 100% 신뢰하기는 어렵습니다. 특히 독성 평가, 면역반응, 장기적 부작용 같은 예측은 현재 기술로는 완전한 대체가 어렵습니다. 또한, 윤리적 측면과 법적 규제 문제도 존재합니다. 새로운 약물이나 화학물질을 인체에 적용하기 전에 반드시 안전성과 유효성을 검증해야 하는데, 현재의 법과 제도는 대부분 그 기준으로 동물 실험 데이터를 요구합니다. 이런 규제 체계는 점진적으로 바뀌고 있지만, 완전히 동물 실험을 배제한 체계를 마련하기에는 아직 과학적·제도적 기반이 부족합니다. 그럼에도 불구하고 대체 기술들은 동물 실험의 범위와 횟수를 줄이는 데 크게 기여하고 있습니다. 예를 들어, 화장품 산업에서는 유럽연합(EU)을 중심으로 동물 실험을 금지하고 있으며, 인체 피부 모델이나 세포 기반 독성 평가 시스템이 널리 사용되고 있습니다. 특히 오가노이드 기술은 환자 맞춤형 치료 연구나 질병 모델링에 큰 잠재력을 보여주고 있으며, AI는 신약 후보 물질의 초기 스크리닝에 있어서 효율성과 비용 절감을 가능하게 합니다. 결론적으로, 현재의 기술로는 동물 실험을 일부 대체하거나 보완하는 것은 가능하지만, 완전히 대체하는 수준에는 아직 도달하지 못했습니다. 그러나 과학기술의 발전 속도를 고려할 때, 앞으로 수십 년 내에는 보다 정밀하고 신뢰할 수 있는 대체 방법이 개발되어 동물 실험의 필요성이 점점 줄어들 것으로 기대됩니다. 이는 생명윤리와 과학 발전이 함께 나아가야 하는 중요한 과제입니다.
Q. 동물 유전자와 식물 유전자 차이가 많이 나나요?
안녕하세요.동물과 식물은 진화적으로 수억 년 전에 공통조상에서 갈라져 나온 생물군이기 때문에 유전자의 구성과 기능에 많은 차이가 존재하지만, 동시에 생명의 기본 단위를 공유하기 때문에 일정 부분 유사성도 존재합니다. 유전자는 DNA로 구성되어 있으며, DNA가 가진 염기서열(A, T, G, C)의 조합을 통해 생명체의 구조와 기능이 결정됩니다. 이 염기서열이 어느 정도 유사하냐에 따라 생물 간의 유전적 거리를 판단할 수 있는데, 동물과 식물 사이에는 공통적으로 보존된 유전자들도 있지만, 전체 유전체 수준에서는 상당한 차이가 납니다. 예를 들어, 동물과 식물은 모두 세포핵을 가진 진핵생물이기 때문에 기본적인 세포 주기, 단백질 합성, 에너지 대사 등에 관여하는 유전자는 매우 보존되어 있습니다. 이러한 유전자는 ‘보존 유전자’라고 하며, 세포 분열에 필요한 유전자나 리보솜을 구성하는 유전자 등은 동물과 식물 모두 유사한 형태로 가지고 있습니다. 실제로, 인간과 식물 사이에도 약 30~40% 정도의 유전자가 어느 정도의 상동성을 갖는 것으로 알려져 있습니다. 이는 생명의 기초적인 기능을 수행하는 데 필요한 유전자들이 생명의 기원 초기부터 존재했기 때문입니다. 그러나 동물과 식물은 서로 전혀 다른 환경에 적응해 왔기 때문에, 생식 방식, 운동성, 감각기관, 광합성 유무 등과 관련된 유전자에서는 큰 차이가 나타납니다. 예를 들어, 식물은 광합성을 통해 에너지를 얻기 때문에 광합성 색소인 엽록소를 만들기 위한 유전자와 엽록체에 관련된 유전자를 갖고 있으며, 이는 동물에는 존재하지 않습니다. 반면 동물은 감각기관, 신경계, 근육 등의 발달에 관여하는 유전자가 발달해 있으며, 이런 유전자는 식물에는 전혀 존재하지 않거나, 기능이 다르게 나타납니다. 유전체의 크기나 유전자 수에서도 차이가 날 수 있습니다. 예를 들어, 쌀의 유전자 수는 약 3만~5만개로 인간의 2만 5천 개보다 많을 수도 있습니다. 하지만 유전자 수가 곧 생물의 복잡성을 결정하지는 않습니다. 중요한 것은 유전자들의 조합, 발현 방식, 그리고 그것들이 서로 어떤 네트워크로 작용하느냐입니다. 결론적으로, 동물과 식물은 생명의 기초적인 기능을 수행하는 일부 유전자는 공유하고 있지만, 진화적 경로와 생태적 적응이 달랐기 때문에 유전자 구성, 발현 방식, 기능에 있어서는 큰 차이를 보입니다. 유전자 검사를 통해 인간과 다른 동물 간의 유사성을 측정할 수 있는 것처럼, 동물과 식물 간에도 유전적 거리를 계산할 수 있지만, 그 거리는 훨씬 더 멀고, 구조적·기능적으로도 확연한 차이를 나타냅니다. 이는 생명의 다양성과 진화의 과정을 이해하는 데 중요한 근거가 됩니다.