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연구자에게 외면받는 첨단 뇌 영상장비

운영비 부족으로 아직도 8년 전 성능



“전두엽 영상을 찍었는데, 노이즈가 너무 심해 쓸 수가 없었어요. 솔직히 이젠 데이터를 믿을 수가 없네요.”
KAIST에 있는 기능성 자기공명영상(fMRI) 장비 얘기다. 최근 이 장비를 써본 서울대 심리학과 이상훈 교수는 실망감을 감출 수 없었다.
뇌 내부의 생리활동을 촬영하는 fMRI는 최근 과학계의 ‘블루오션’으로 떠오르고 있는 뇌과학 분야의 핵심 장비다. KAIST의 fMRI는 누구에게나 저렴한 사용료로 개방돼 사실상 국내 뇌 연구를 이끌어왔다고 해도 과언이 아니다. 그랬던 이 장비가, 최근 연구자들에게 외면받기 시작했다. 1998년 뇌연구촉진법을 제정하며 야심차게 이 장비를 구입한 정부는 뒷짐만 지고 있다.




핵심 영상 왜곡돼는 첨단장비


이마 바로 뒷부분인 전두엽은 기억력과 사고력 등 고등 정신기능을 수행하는 뇌의 핵심 영역이다. 시각정보처리 과정을 연구하는 이 교수팀 말고도 많은 뇌 연구자들이 관심을 갖는다. 이곳의 영상에 문제가 있다는 건 뇌 연구 장비로서 중대한 결함이다.
KAIST의 fMRI에 이 같은 문제가 있다는 사실은 이미 학계에 공공연히 알려져 있다는 게 많은 뇌 연구자의 공통된 지적이다. 올 1월 KAIST의 fMRI로 뇌 영상을 촬영한 전남대 심리학과 박태진 교수도 비슷한 경험을 했다.
“측두엽 영상도 왜곡돼 나와요. 청각정보처리나 얼굴 인식에 중요한 기능을 하는 영역이죠. 안 되겠다 싶어 fMRI를 보유한 국내 대학병원을 찾아 다시 찍었습니다.”

사실 fMRI가 KAIST에만 있는 건 아니다. 대학병원 등 웬만한 규모의 병원은 대부분 갖추고 있다. 그러나 연구자들에겐 거의 ‘그림의 떡’이다. 박 교수는 “KAIST에서 6~8명 촬영하는 비용으로 병원에선 1명밖에 못 찍는 데다 환자가 없는 주말이나 밤 시간을 이용하려면 한참을 기다려야 한다”고 말했다. 환자 진단용으로 쓰이는 fMRI가 주요 수입원인 병원에서 굳이 연구용으로 많은 시간을 개방할 리 없다는 것. 연구전용으로는 KAIST의 fMRI가 거의 유일한 셈이다.






이상훈 교수는 “장비만 갖고 있으면 연구에 직접 기여하지 않아도 논문의 저자로 들어가는 관행이 생길 가능성도 있다”며 “실제로 그런 일이 일어난다면 연구윤리 측면에서 큰 문제가 될 것”이라고 지적했다. 급기야 국내 뇌 연구자들은 외국으로 발길을 돌리고 있다. 고려대 심리학과 김학진 교수는 올 2월 일본 타마가와대에서 fMRI를 빌려 썼다
.
“코 바로 위에 있는 내측 안와전두엽 영역은 KAIST 장비론 영상이 제대로 찍히지 않아요. 의사결정 연구에 치명적이죠. 일본에선 다행히 깨끗한 영상을 얻었습니다.”
뇌 연구자들은 KAIST에서 fMRI를 처음 써보는 초보 연구자가 만약 훼손된 데이터 그대로 국제학술지나 학회에 논문을 발표하면 문제가 생길지 모른다고 우려하고 있다.





‘장비 앞에서 장비 흉보지 말 것.’
KAIST 전기 및 전자공학과 박현욱 교수 연구실의 불문율이다. 혹시나 해서다. 흉보면 아무래도 장비 다루는 게 소홀해질 테니 말이다. 어디 한 군데 고장이라도 나면 수리비가 평균 3000만 원이다. KAIST에 연구전용 fMRI가 처음 설치된 건 2001년. 정부는 1998년 뇌연구촉진법을 만들고 제1차 뇌연구촉진기본계획을 수립해 2007년까지 10년 간 총 3180억원을 투자했다. KAIST fMRI도 바로 이 비용으로 마련됐다.

그동안 이 장비는 국내 뇌 연구 영역을 의학뿐 아니라 생물학이나 심리학, 물리학 등 여러 분야로 넓히는데 크게 기여했다.
그러나 10년이 다 돼 가는 지금. 박현욱 교수는 “업그레이드가 부족해 성능이 설치 초기 수준에 머물러 있는 데다 오래 되서 1년에 두세 번은 고장 난다”며 “우리 연구팀이 나름대로 기술을 보완하고 있지만 역부족”이라고 말했다.





문제는 장비 유지나 업그레이드, 수리 등에 필요한 운영비. 한 해에 약 3억원 규모다. 장비의 핵심 부품인 초전도자석을 운영하려면 온도를 낮추기 위해 액체헬륨이 필요하다. 액체헬륨은 사용할수록 공기 중으로 날아가 없어지기 때문에 제때 채워줘야 한다. 액체헬륨 보충에만 1년에 약 3000만원이 든다. 박현욱 교수는 “지난해 4월부터 정부에서 지원하는 운영비가 끊어져 다른 연구비에서 그때그때 충당하고 있다”며 “이런 방식으론 장비를 지금 수준으로라도 계속 안정적으로 운영할 수 있을지 미지수”라고 우려했다.

어쩔 수 없이 그는 올 1월 fMRI를 쓰는 연구자들에게 사용료를 시간당 4만원에서 8만원으로 2배 인상하겠다는 계획을 e메일로 알렸다. 그리고 요즘도 이곳저곳에 fMRI 운영비를 마련할 수 있는 연구계획서를 제출하고 있다.






사진



자랑거리가 애물단지로
“사실 직원들로선 이해가 안 가죠. 밤늦도록 장비 손봐주고도 남는 게 거의 없으니까요. 그렇다고 그냥 내버려둘 순 없지 않습니까.”
국내 기업 ‘아이솔테크놀로지’ 이흥규 대표는 이렇게 털어놨다. 2001년 이 대표는 17억원을 받고 KAIST에 fMRI를 납품했다. 당시 외국 유명 기업의 장비는 약 30억원을 호가했기 때문에 상대적으로 싼 아이솔테크놀로지 장비가 선택됐다. 이 대표는 “초전도자석 같은 몇몇 주요 부품만 수입하고 나머지는 모두 우리가 개발했다”며 자부심을 보였다. 하지만 이젠 그 자부심이 점점 부담감으로 바뀌고 있다.

MRI 비즈니스는 장비를 팔 때보다 그 이후 꾸준히 유지관리를 해주면서 이익을 내는 게 보통이다. 그러나 아이솔테크놀로지가 KAIST에서 받는 fMRI 유지비는 병원에서 받는 액수(연간 약 1억원)의 절반에도 못 미친다.
“이익은커녕 솔직히 장비 업그레이드도 거의 신경을 못 쓰고 있어요. 현재 그 장비의 하드웨어는 영상처리 시간이나 해상도, 데이터 수집 성능 등이 7, 8년 전 수준이라고 보면 됩니다.”






예를 들어 현재 KAIST의 fMRI에 들어 있는 핵심 부품 중 하나인 스펙트로미터는 성능이 4채널짜리다. 이를 16채널로 교체하면 영상처리 시간을 4분의 1로 줄이거나 잡신호 문제, 해상도 등을 개선할 수 있을 거라는 게 회사 측의 설명이다. 이 대표는 “설치한 장비를 업그레이드 하면서 이익과 기술 노하우를 쌓아 다시 연구개발에 투자하면서 회사가 커갈 수 있다”며 “한국 과학계는 원천기술을 개발하려는 국내 기업이 성장하기 어려운 환경”이라고 말했다.







전남대 박태진 교수팀이 국내 한 대학병원의 fMRI(왼쪽)와 KAIST의 fMRI로 찍은 뇌 구조 영상. KAIST에서 찍은 영상의 배경에 많은 노이즈가 있음을 눈으로 확인할 수 있다. 사진제공 박태진 교수


한국 뇌과학의 明暗


“일본 타마가와대의 fMRI 장비는 구입할 때 판매회사와 유지관리 계약을 맺었고, 그 비용은 대학이나 정부에서 지원하고 있어요. 처음부터 멀리 보고 유지관리까지 염두에 뒀다는 얘기죠.”
김학진 교수는 이 같은 절차가 국내에선 제대로 이뤄지지 않았다며 안타까워했다. 비싼 연구비를 들여 첨단장비를 사놓기만 하고 사후관리에 소홀하다는 얘기다.

최근 교육과학기술부의 세계 수준의 연구중심대학(WCU) 사업이나 2012년 설립될 한국뇌연구원과 관련된 여러 대학, 연구기관 등에서 경쟁적으로 fMRI를 비롯한 여러 뇌 연구장비를 구입하려는 움직임이 늘고 있다. 고가의 첨단 연구장비가 는다니 뇌과학자들로선 반가운 소식이다. 그렇지 않아도 최근 들어 국내에서 뇌를 연구하는 과학자가 많아지면서 연구전용 fMRI가 한 대론 부족하다는 목소리가 나오고 있는 상황이니 말이다.





경북대 치대 문제일 교수는 “fMRI를 비롯한 첨단 장비가 발달하면서 실험으로 증명되지 않은 이론이나 심리학적 문제를 영상으로 직접 확인할 수 있게 되니 연구자들도 점점 좋은 장비에 대한 욕심이 커진다”고 말했다.

하지만 한편에선 수요에 맞춰 첨단 장비를 들여놓기만 하면 KAIST의 fMRI와 같은 시행착오를 반복하게 될지 모른다는 지적도 나오고 있다. 운영비나 수리비 등 설치 이후에 들어가는 장기적인 비용과 유지관리를 위한 전문 기술인력까지 안정적으로 확보할 수 있는 계획을 마련한 뒤 장비를 구입해야 한다는 것이다. 박태진 교수는 “fMRI를 보유한 대학병원의 교수도 자기 병원의 장비를 연구에 이용하기는 쉽지 않다고 들었다”며 “여러 과학자에게 fMRI를 연구용으로 개방할 생각이 있는 병원이나 기관을 지원하는 시스템도 필요할 것”이라고 말했다.

 


임소형 동아사이언스 기자 sohyoung@donga.com



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