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“지금 내 감정상태는?” 감성진단칩 나온다






“너무 힘들어. 계속 이렇게 살아야 하나. 나도 나를 모르겠어.”

감정 기복이 심한 청소년이나 오랜 투병 생활로 지친 환자들은 삶에 대해 부정적 생각을 갖는 경우가 많다. 치료를 위해서는 환자의 현재 감정 상태를 정확히 파악해야 한다.

현재는 환자의 감정 상태를 측정하는 데 심리상담, 정신분석 등의 방법이 이용되고 있다. 문제는 이 방법들로는 치료 환경에 따라 달라지는 환자들의 감정이나 반응을 정확히 파악하기 힘들다는 것. 객관적인 자료를 얻기 위해 기능성 자기공명영상(fMRI) 장치를 이용하기도 하지만 비용이 많이 들고, 센서를 달고 검사기에 들어가야 하는 절차도 복잡하다.

최근 국내 연구진이 바이오칩을 이용해 사람의 감정을 객관적으로 측정할 수 있는 방법을 개발해 이 같은 문제들이 해결될 것으로 전망된다.





● 침 속 스트레스 물질 농도 측정
연세대 기계공학과 정효일(사진) 교수팀은 바이오칩으로 사람의 감정 변화를 읽는 ‘감성진단칩’의 개념을 처음으로 만들고, 관련 전자소자를 개발하는 데 성공했다. 이 소자는 스트레스 호르몬의 일종인 ‘코르티솔’ 농도에 따라 달라지는 공진주파수의 변화 값을 표시한다.

소자 위에 코르티솔을 인지하는 항체를 올려놓고 침 한 방울을 떨어뜨리면 항원-항체 반응이 일어난다. 이 상태의 공진주파수를 측정한 뒤 코르티솔이 없을 때의 공진주파수와 비교해 코르티솔 농도를 확인하는 것이다.

침 속 코르티솔 농도가 높을수록 주파수 변화 값도 크게 나타나는데, 침 1mL당 코르티솔의 농도가 0.1ng(나노그램·1ng은 10억분의 1g)이면 주파수의 변화 값은 7MHz였지만 100ng이면 11MHz로 변화가 컸다.

앞으로 연구진은 유방암 환자를 대상으로 소자의 성능을 평가할 예정이다. 이와 함께 코르티솔 외 진단 칩에 사용할 또 다른 지표도 찾고 있다. 인간의 감정을 하나의 지표로만 측정하기 어렵기 때문이다. 스트레스를 측정하기 위해서만도 흥분성 신경전달물질인 카테콜아민이나 아드레날린의 농도를 측정하는 지표인 알파-아밀라아제 등 5, 6개의 후보 물질이 있다.





● “임신 진단 키트처럼 감성 측정”

연구진은 다양한 감성지표의 측정 정보가 모이면 일정한 패턴을 찾아내 감정을 정확하게 확인할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이때 사용한 각 소자를 병렬로 붙여 만들면 혈액이나 침, 소변과 같은 생체 시료 한 방울로도 감정을 측정하는 바이오칩을 만들 수 있다.

정 교수는 “기존 감성 연구에서도 생체 시료를 분석하는 방법이 쓰이고 있지만 시료를 녹이고 원심 분리하는 등 전처리 과정에 시간이 많이 걸렸다”며 “감성진단칩이 완성되면 임신 진단 키트처럼 시료 한 방울로도 1분 안에 감정을 측정할 수 있을 것”이라고 말했다.

최종 목표로 삼은 감성진단칩은 손바닥 위의 화학공장으로 불리는 ‘랩온어칩’의 한 형태다. 랩온어칩은 암 같은 질병을 간단하게 진단하는 용도로 최근 쓰임새가 늘고 있는데, 연구진은 감정 진단에까지 활용의 폭을 넓힌 것이다. 신용카드 크기의 칩 위에 생체 시료를 떨어뜨리면 이 칩은 감성지표를 분리하고 정제해 센서로 측정한 뒤 결과 출력까지 한번에 마친다.

연구진은 스트레스뿐 아니라 우울이나 불안, 나아가 희열이나 감동 같은 감정도 측정하기 위해 심리학자나 정신과 의사, 내분비과 의사와 융합 연구를 진행하고 있다. 상담 및 임상 결과를 참조하고 감성 지표로 사용할 물질을 확보해 소자 개발에 나서겠다는 것이다.

정 교수는 “사랑에 대한 정확한 지표를 찾을 수만 있다면 사랑의 감정을 측정하는 진단 칩도 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 기술은 ‘센서와 액추에이터B’ 1월 21일 온라인판에 실렸으며 5월에 열릴 ‘한국감성과학회’에서 세부적인 내용이 소개될 예정이다.

 

 



이재웅 기자 ilju2@donga.com



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