샐리에이디
샐리에이디는영국런던에서활동하는과학및기술저널리스트로,〈뉴사이언티스트〉,〈뉴욕타임스〉,〈BBC퓨처〉,〈IEEE스펙트럼〉,〈이코노미스트〉등에글을기고하고있다.2010년부터2017년까지〈뉴사이언티스트〉에서기술특집및뉴스편집자로일하면서인간의정신과신체가우리가만든기계와어떻게상호작용하는지에대한장편기사를의뢰받아집필했다.
어려운과학지식을쉽고재미있게전달하는것으로유명한그녀가과학전문저널리스트가된데에는연구에몰두하던아버지의영향이크다.라디오공학자였던아버지가했던실험들과아버지가읽던잡지에서보았던이야기들이과학연구를통해현실화되는과정을실제로지켜보면서미래과학의가능성을글로옮겨사람들에게널리알리겠다고결심했다.특히그녀는한때과학자들에게외면받았던생체전기에서무한한가능성을발견했고,우리몸에흐르는전기의신비를파헤치는데관심을가졌다.
캘리포니아로날아가스스로뇌시뮬레이션실험에자원할정도로열성적인그녀가생체전기에관해썼던기사는작가이자역사학자인유발하라리의책에도언급될정도로많은사람들에게흥미를주는이야깃거리를담고있다.유발하라리는《호모데우스》에서인간이완벽한건강과행복에이르게하는도구로서생체전기의위력과위험을강조한바있다.한국의다큐멘터리제작자들은신경자극기법이실제로인간을변화시킬수있는지의견을묻기도했다.그내용을기반으로쓴그녀의첫번째책이《우리몸은전기다》이다.이책은2023년아마존최고의논픽션,〈파이낸셜타임스〉추천도서(BestSummerBook)에선정되었다.
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서문14
제1부몸속전기의발견
제1장인공대동물:갈바니,볼타그리고전기를둘러싼싸움37
새로운희망43|신의비밀을알고싶어했던사람49|야망을가진전기학자57|180도국면전환62|볼타-갈바니논쟁의긴여파74
제2장화려한사이비과학:생체전기의몰락과부상76
알디니의도박80|엘리샤와돌팔이의사들89|계속되는갈바니이론의수난93|개구리배터리99|
제2부생체전기와일렉트롬
제3장일렉트롬과생체전기암호:우리몸이전기언어를구사하는방식107
신경전도란무엇인가?109|이온채널의비밀이밝혀지다121|나이트클럽에서일어나는일124|40조개의배터리128|모든생물계에존재하는전기132|생체전기암호135
제3부뇌와몸의생체전기
제4장심장에서발견한유용한전기신호패턴141
심전도측정을통한의학의발전143|전기로제어되는펌프146|심박조율기의등장148|심박조율기의진화151
제5장기억과감각을인공적으로만들어낼수있을까?155
심장박동에서신경암호로157|한스베르거의뇌파연구165|뇌를컴퓨터라고생각하게된계기170|뇌를위한심박조율기177|신경암호읽기185|신경암호작성190|인공기억구축194|브레인칩의미래199
제6장치유의불꽃:척추재생의신비206
라이오널재프의연구실209|리처드보겐스의등장213|배교자227|여정의끝234|모든생체조직은배터리다238|생체전기연구의현실적용245|전기치유248|
제4부탄생과죽음에서생체전기가하는역할
제7장우리몸을만들고회복시키는생체전기253
발가락이새로날수있을까?253|삶의불꽃256|배아발달과전기262|인간조립설명서265|유령개구리271|도롱뇽처럼재생이가능할까?277|신체지도해킹281|전기재생의학283
제8장생체전기와암287
치유되지않는상처287|암의전조신호로서의생체전기289|거의공상과학소설처럼들리는이야기291|암세포에존재하는이온채널297|암과의전쟁에동참한새로운연구자들306|전기적특성감지308|생체전기통신망차단의효과312|세포들의사회314
제5부생체전기의미래
제9장실리콘을오징어로바꾸다:생체전자공학323
전자약의부상과몰락326|임플란트의문제점330|생체전기언어의해석문제335|오징어의귀환338|개구리로봇과곰팡이컴퓨터347
제10장더나은삶을위한전기:전기화학을통한새로운두뇌와신체개선352
또다시반복되는데자뷔364|테스트파일럿367|몸의전기적활동을방해하는요인들373|학문간의거대한장벽379|“이런걸가르치지않는게너무이상해요.”381
감사의글391
미주396
찾아보기426
신시대의새로운과학으로부상한
억압되었던진실
도킨스는《이기적유전자》에서"인간은유전자의꼭두각시"라고선언했지만,이제"인간은생체전기의꼭두각시"라고선언해야할지도모른다.인간신체의운명을결정하는것은단순히유전자뿐만아니라생체전기도마찬가지이며,우리는전기없이는아무것도아니라는것이다.이러한주장은100년전만해도생물학계를비롯해과학계를떠들썩하게만들었으며,지금이책을읽는우리에게도생소한개념이다.하지만생체전기는억울하게오해를받아온개념이며앞으로인류의미래를바꿀지도모르는중요한과학개념이다.
이책은인간을포함한거의모든생명체는몸안에생체전기를담고있으며이러한생체전기를활용해신체를형성하기도하고치유하기도한다고주장한다.하지만동시에많은오해를받아사이비과학으로매도당했던생체전기의역사를짚어주기도한다.
동물과식물을비롯한
모든생물의세포는
스스로전기를발산한다
우리의모든감각,움직임,감정그리고심장박동은신경이발산하는전기메커니즘에의존한다.우리몸에서이런메커니즘을가능하게하는전기는전기뱀장어에서처럼별도의기관에서만들어지는것이아니라세포안에서일어나는메커니즘,즉단백질과이온이라는물질의절묘한상호작용에의해만들어진다.신경과근육세포는사실충전가능한미세한배터리와같다고많은과학자들은주장한다.
그렇다면세포안에흐르고있는전기를인간이인위적으로조작하면어떤일이일어날까?이런아이디어는현대의학의기반을이루고있다.생체전기를원천적으로조작할수있게된다면그결과는엄청날것이다.하지만정말우리는몸이고장났을때고칠수있을정도로생체전기암호를잘해독할수있을까?생체전기연구자중에는생체전기라는소프트웨어의작동규칙을알아내면몸과마음이라는하드웨어를우리가원하는대로프로그래밍할수있을것이라고주장하는사람들도있다.이연구자들은사람의전기암호를편집해지능을높이거나,문제가있는성격을다시프로그래밍하거나,절단된팔다리를다시자라게하거나,몸의유전적설계를완전히바꾸는등의모든가능성을염두에두고있다.우리가진짜로전기적인존재라면우리몸을세포수준에서프로그래밍하는것이가능할것이다.
독이있는뱀에물렸을때우리몸의전기를조작할수있는약물을이용해서치료를가능하게하며,심장부정맥치료제의기반이되기도한다.현재연구자들은우리몸안의전기가잘못되어발생한다고추정되는운동장애,뇌전증,편두통및일부희귀유전질환의치료에도이러한약물을사용할수있는방법을모색하고있다.
최근에는정상세포가암세포로변하면서전류를방출한다는연구결과도발표되었다.우리몸의생체전기를더잘조작함으로서암을치료하는날도언젠가는오지않을까?미래에생체전기가작동하는원리를완전히해명해생체전기를우리뜻대로조작하게된다면세포의성장과사멸을제어할수있고자궁안에있는태아에서일어나는복잡한생물학적과정또한제어할수있다.생체전기의비밀을밝혀낸다면인간의신체형태를정밀하게재설계해선천적결함이나암으로부터인간을구할수있다.우리에게몸이라는전기장치를열어우리가원하는대로배선을재조정할수있는상황이올수도있다.
생체전기에의해
밝혀지는뇌의비밀
생체전기의신비와비밀이밝혀지면서가장많은진전을이룬과학분야는바로뇌과학일것이다.예를들어1993년에는뇌졸중으로몸이마비된여성의대뇌피질에전기장치를삽입해컴퓨터가이여성이사각형안에배열된글자중에정확하게어떤글자에집중하고있는지만드는실험이성공했다는보도가나왔고,또뇌를측정하는장치로사람들이“네”,“아니오”와같은말을할때발생하는전기신호를탐지해냈다는결과가보도되기도했다.이렇게신경암호를해독하는시도가성공을거두면서뇌의전기신호를사용해사람들의마음을들여다볼수있는일이가능해졌다는생각을사람들에게심어줬다.
뇌회로에무엇이암호화되어있는지에대한힌트를얻은과학자들은사람과동물의뇌를열어전극을삽입하는방법으로더정밀한제어를시도했다.쥐의뇌의정확한지점에전극이닿으면쥐는26시간동안아무것도하지않고깨어있기도했다.미국의정신과의사인로버트히스는자신의동성애를치료해달라고찾아온남성의뇌에자극장치를이식했다.이방법은어느정도효과를보는듯하다가실패로돌아갔다.예일대학의신경생리학자호세델가도는투우소뇌의특정부위에배터리로작동하는전극을삽입했다.그는이투우소를화나게만들었고,황소가돌진하는마지막순간에델가도는무선조정장치의버튼을눌러전극을작동시켰다.이전극은소의뇌특정부위에전기충격을가했고,소는전기충격과동시에돌진을멈췄다.이초기의전극은계속해서발전해서‘뉴럴레이스’,‘뉴로그레인’과같은소금알갱이크기의마이크로칩단계에이르렀다.
또한전기장치를뇌에이식해본결과원인불명이거나치료하기어려운신경질환이크게개선되었다.현재전기를통해뇌를제어하고조작하기위한연구는계속진행되어,다이빙으로사지마비가된이언버크하트라는청년의운동피질에컴퓨터칩을이식해서그가로봇팔을움직일수있게하는단계까지이르렀다.이장치의도움으로버크하트는물컵을손에들고입술에댄다음물을마실수있게됐다.또한사람의특정행동에대응되는뇌패턴을기록한다음이알고리즘이담긴칩을다시사람의뇌에부착하여특정행동을재현하려는인공기억에대한연구또한진행중이다.뇌에관한기술은많은진보를거듭한동시에여러한계에노출되어있지만,계속해서발전중에있다.
인간의몸과미래과학의운명을좌우할
생체전기는우리에게얼마나생소한개념일까?
-생체전기의최초발견자는사이비과학자로매도당했고,뇌파의최초발견자는학계의조롱끝에자살로생을마감했다.
-초기의과학자들은교수형에처해져죽은살인범들의시신을해부하고실험함으로써인간몸에흐르는전기의존재를증명하려애썼다.
-생체전기의최초발견자인갈바니와배터리를발명한볼타는친구였지만볼타가앞장서서그의동물전기이론에반대하자둘은단칼에철천지원수로변해버렸다.
-쥐의뇌에전극이닿으면쥐는아무것도하지않으며26시간동안깨어있기도했다.
-한과학자는투우소의뇌에전극을삽입한뒤,자신을향해돌진하는소를버튼으로조작해멈추게만들었다.
-현재뇌의전기에관한연구는한청년의운동피질에컴퓨터칩을집어넣어그가로봇팔을움직이게하는단계까지이르렀다.
-뇌에삽입하는전극의FDA승인을위해한연구자는완벽하게건강한자신의뇌에인체사용이금지된전극을삽입하였다.
-척수에있는신경세포의전기를조작하는실험을반복한끝에과학자들은사지마비환자의걷는능력을다시회복시켰다.
-여러실험들을통해난자와정자모두놀라울정도로왕성한전기적활동을하는살아있는세포라는것이발견되었으며,정자나난자의전기를조작하여생식기능을마비시킬수도있다는것이밝혀졌다.
-뉴런만이통신을관장하는전기메시지를보낸다는기존의견해는점차사라지고모든세포가전기통신을주고받는새로운아이디어가등장했다.심지어암세포마저도형성될때체내에서전기신호를발산한다는추정이제기되었다.
-생물의조직발달에도전기가개입하며생체전기의조작으로개구리의입부분에눈이자라나게했다.
-현재의생체전기연구는전기를조작해줄기세포를지방세포,뼈세포,신경세포로변화시킬수있는지를시험중이다.
-세포의전기적특성을이용해암세포와건강한세포를구분할수있다.연구자들은전기신호를제어해서암세포를다시건강한세포로만들수있는방법도연구하고있다.
‘게놈’,‘마이크로바이옴’다음은‘일렉트롬’이다!
인간운명을결정짓는
생체전기의힘
여전히많은논쟁의대상이되고있는생체전기이론은많은윤리적인화두또한던져준다.즉생체전기가개발되어인간의뇌나신체기능을강화하게되었을때다음과같은의문을떠올릴수있을것이다.정말아픈사람을치료하기위해생체전기를사용하는것과남보다앞서서경쟁에서이기기위해생체전기를사용하는것을명확하게구분할수있을까?생체전기를이용해서자신의신체를강화할수있는사람들이많아질수록생체전기를이용하지않는사람들은뭔가모자란사람으로인식되지않을까?생체전기에관한기술을비윤리적으로사용하는사람들이늘어나지않을까?이런기술이상용화되고구매가능해지면서공유지의비극과같은현상이나타나지않을까?
저자는이러한의문점에대해자신또한과거에는열등한인간의몸을금속을이용해강화시킬수있다는아이디어에대해긍정적으로생각했다고고백한다.사이버네틱스는특정한신경말단들을전기장치로교체해건강을증진시키고생산성을극대화할수있으며,이방식으로우리가인간신체의한계를넘어사이보그의미래로진입할수있다는유혹적인환상을지금도우리에게심어주고있다는것이다.
하지만생체전기에대한연구는이런것들을목표로해서는안된다고책에서는말한다.생명체는열등한몸을가지고있다는생각에서벗어나생명체는더많이알게될수록더놀라운존재라는것과알면알수록이해하지못하는것이기하급수적으로많아지는복잡한존재라는것이이책이궁극적으로던지는메시지이다.앞으로도생체전기연구는우리로하여금우주와자연에서우리의위치를더잘이해할수있게끔계속해서발전해나갈것이다.