이번에 강남 과학기술회관 및 명동 로얄호텔에서 개최되었던 KSEV 및 ISEV(International Society of EVs) 학회에 4박 5일 참석하게 되었는데, 감사하게도 KSEV poster session 에서 내가 공동 1저자로 참여한 연구가 수상을 하게 되었다. !! ㄲ ㅑ

포스터 제목은 ‘Interneuronal Wireless Network Mediated by Extracellular Vesicles". 

아직 포스터 내용을 다른 곳에 공유해도 되는지 확실치 않아서 블로그에는 나중에 논문이 나온 후 올리려고 한다. 최소 Bio archive 에 올라간 후에..?

다만 교수님께서 네이쳐..를 목표로 하고 계셔서 논문이 언제쯤 나올수 있을런지는 모르겠다. 

이번 KSEV 및 ISEV 를 가서 느낀 점은, 학회에 갈 수 있는 기회가 온다면 무조건 가는게 좋다! 라는 것. 

나는 컴공베이스여서 바이오를 잘 모르고, 특히 우리 연구 주제인 EVs 분야도 잘 몰랐는데,

이번에 학회 한 번 갔다왔다고 정말 많은 정보를 알게 되었다.

이 분야에서는 어떤 연구가 주로 이루어지고, 어떤 방법론들이 사용되고, 최근에 핫한 주제나 관심있는 것은 뭐고, 어떤 식으로 발견이 활용되어지는지나 이 분야에 어떤 연구가 앞으로 더 필요한지.., 등.

혼자 하는 인터넷 서칭 만으로는 알기 힘들었을 정보들이 막 돌아다녔다.. 

특히 ISEV 는 한국인만 모인게 아니라, 전 세계에서 이 분야를 연구하고 있는, 이 분야의 최전선에서 인류의 지식을 이끌어가는 연구자분들이 오시는 자리여서 더 감명깊었다..

사실 학생은 참여할 수 없는 자리였고 참여자는 모두 각국의 교수님들이셨는데, 우리 교수님께서 정말 감사하게도 어떻게저떻게 참여할 수 있는 기회를 마련해주셔서 경험을 하고 왔다. 

대학원생은 나 포함 우리 연구실 사람들 3명밖에 없었다...  

대가들이 모여 한 주제에 대해 나누는 토론, 토의. 어떤 대화가 오가는지를 볼 수 있다는 것 자체가 영광이었고,

어쩌다보니 data repository 관련해 의견을 드릴 수 있는 부분이 있어서 나도 발언을 하게 된 적이 있는데, 그것도 귀기울여 들어주시고 좋게 봐주셔서 감사했다. ㅠㅠ 

그런 자리에서 7-80명? 정도 되는 각국의 연구원, 교수님들 사이에 둘러쌓여서 영어로 대화하다보니 

앞으로 웬만한 자리는 별로 긴장되지 않을 것 같다는 생각도 들었다. 

나도 언젠가 내가 인생을 바쳐 연구하고 싶은 분야를 찾게 되면 

그래서 그 분야의 한 축을 담당하는 연구자가 된다면

그런 학회에서 발표하고.. 내 연구 결과에 대해 이야기 나누고.. 또 이 학계에서 필요한게 뭔지, 어떤 연구를 해야하는지, 할 수 있는지 논의하고.. 그런 삶을 살게 되겠지.

정말 너무 행복하겠다는 생각이 든다.  

아래는 추억 남기기용 사진들! 순서는 뒤죽박쥭...

너무 재밌었던 학회 출장.. 내가 영어를 좀 더 잘했다면 더더더 즐거웠을텐데... 

.

.

연구실에 2023년 7월 초중순에 들어와 벌써 1년 3개월이 지났는데, 그동안 진행했던 연구가 어느정도 마무리 되어가고 있다... 감회가 새롭다. 

얼른 마무리 됐으면!!! 

그리구 이 논문이 마무리되면 여러가지로 다른 도전을 해볼까한다. . . . 

다만 근래들어 스스로도 느끼는게, 자꾸만 지금 있는 상태에 머무르는데 익숙해진다는 것이다. 

이정도 하면 됐지, 어쨌든 해야할 일들을 하고 있으니 이대로도 괜찮아, 다른 거 생각하기보단 일단 좀 쉴래,.. 

이런 생각이 예전에는 들지 않고 욕심도 열정도 가득했는데

날들이 평화로워서 그런지, 가만히 있어도 이것저것 알게되고 경험하게 되는 환경이라고 느껴서 그런지,

스스로 뭔갈 해보려하는 의욕이 많이 줄어든 것 같다.

벌써부터 이러면 안된다!  아직 만족하기엔 멀었다.

앞으로도 파이팅 ~~_~

그간 학회에 발표나 구경을 하러 간 적은 있어도

아예 학회 정규 멤버로 소속되어 본 적은 없는데

처음으루 학회 멤버가 되었다. 그래서 감회가 새롭다. (교수님 덕분에!)

Society for Neuroscience, 줄여서 SfN 이라는 집단인데 전 세계에 35,000 명 정도의 회원이 있다고 한다. 

이 세상에 태어나

세상을 관찰하며 나랑 비슷한 호기심을 갖게된 인간이 모인 곳

그와 관련된 자신들의 생각들을 나누고 발전시킬 수 있는 곳. 

혼자서만 품고 지나갈 질문들인줄알았는데.. 이렇게 학회의 멤버가 되니 뭔가 기분이 묘하다. 

나는 앞으로 어떤 연구를 하게 될까,

어떤 이야기를 나누게 될까

어떤 역할을 할 수 있을까

생각해보게 되는 요즈음이다. 

이 학회에 어떤 사람들이 가입되어 있는지 member directory에서 검색해볼 수 있는데,

이름이 친숙한 우리 학교 교수님이나 학생들이 여럿 보여서 신기했다.

그 외 한국인들도 많이 있는 것 같다.  

생각보다 많이 가입을 하는구나.

생각보다 사람들은 열심히 산다는 걸 다시금 느낀다. 나만 게으른 기분... 

학회에 가입을 하면 여러가지 benefit 이 있다.

예를들어 SfN은 여러 웨비나를 무료로 들을 수 있고, 미팅에 참석하거나 관련 뉴스, 저널을 구독하거나, 멤버쉽 가격에 논문을 출판할 수 있다. 인맥도 쌓을 수 있겠고. 구체적으로는 아래의 사이트 활용 가능. 

Neuronline, eNeuro, Society for Neuroscience, BrainFacts, The Journal of Neuroscience 

이 학회 말고도 가입할만한 다른 학회를 찾아볼까, 생각중이다. 좀 더 구체적인 내 관심사로 들어가서 말이다. 

아직까지는 연구자의 삶에 몰입하고 있지 않은데

조만간에 그렇게 될 것 같다.

그렇게 되면 찾아보고 싶은, 하고 싶은 일들이 많다.

슬슬 게으르게 잠자고 있던 정신이 다시 깨어날 때가 된 것 같다. 

우리 학과에서는 매 학기마다 학/석/박사 등 학생들을 대상으로 다양한 바이오 및 뇌공학 연구 주제의 세미나를 연다.

초청 연사님의 강연이 끝난 후에는 QnA 시간을 가져서 강연 중 궁금했던 것들을 질문할 수 있는데,

이번 학기부터는 질문하는 문화를 촉진하기 위해 학기 중 모든 세미나를 통틀어 가장 많은 질문을 한 학생 한 명을 선발해 '질문상'을 수상한다고 했다. 

나는 그 말을 듣고 ... '이건 내가 타야겠다' 마음 먹었고, 결국 내가 탔다. (+공동 수상 1명)

나는 연구자라면 질문을 많이 해야한다고 생각한다. 의도적으로라도. 

무슨 주제든 강연을 듣고 두번 세번 내 머리로 생각을 하고 재구성하다보면 자연스레 질문이 떠오를 수 밖에 없다

질문이 떠오르지 않는다는건.. 그냥 생각하지않고 듣기만 했던가, 생각하는 힘이 없던가 이다.

애초에 연구, 라는게 호기심, 질문에서부터 시작되는 것이기도 하고. 그만큼 질문하는 것은 연구의 본질이다. 

또, 나는 학부가 바뇌 분야가 아니었기 때문에 이런 바뇌의 다양한 주제를 포괄하는 연구를 들을 수 있는 세미나는 (심지어 한국어다!) 이 분야를 넓고 얕게 알게 되는데 있어 정말 좋은 기회였고,

이 기회를 그냥 흘러가게 두고싶지 않아서 매일매일 참석하고, 열심히 듣고, 매 강연마다 최소 한 번 씩은 꼭 질문을 했다.

덕분에 이런 상도 받네.. 역시 사람이 목표를 달성할 수 있게 하는 수단 중 효과가 좋은 것은 퀘스트를 만들어주는 것 같다. 

질문을 하면서 느낀 점은..., 결국 사람들은 다 비슷한 걸 궁금해 하는구나. 논리적으로 생각했을때 나온 궁금한 질문들은 다른 사람들도 다 궁금해하는 질문이다. 그런데 자기 질문이 이상한 질문일까봐 망설여서 하지 않는 사람이 많은 것 같다. 어떤 질문이든간에 부끄러워하지말고, 귀찮아하지말고 무조건 뱉는게 좋겠다고 생각했다.  

(우리 나라 사람들은 궁금해도 그냥 생각만하고 넘어가는 경우가 많은 것 같다... )

그리고 스스로 아쉬웠던 점은, 나는 질문을 만들고 하는 것은 곧 잘 하지만, 정작 질문하는 것에만 치중하고 답변을 다소 소홀히 듣는다는 점이다. 그걸 이번 세미나때 느꼈다.. 

또 답변을 들은 후 생기는 또 다른 질문을 하는게 조금 민망해서 그냥 넘기는 경우가 많다는 것. 

앞으로는 의문점이 제대로 해결될 때 까지 이야기를 나누는 것이 좋겠다는 생각이 들었다. 

나의 의견과 의문점을 제대로 전달하는 요령도 더 익혀야 할 것 같고... 

질문상 이라곤 하지만 사실 상장은 따로 없었고(ㅋㅋ ㅠㅠ) 상품만 받았다.

수상하는 장면을 찍어가셨는데 그 사진이 어디있는진 모르겠다..

상품은 카이스트 마스코트 넙죽이가 그려진 머그컵이었다.

나중에 연필꽃이로 사용할 예정이당.  

다음 학기도 세미나를 듣는데, 그때도 질문상을 노려볼 예정이다! 

사실 이번학기는 2번 정도 질문을 빼먹었는데.. 담 학기는 빼먹는거 없이 다 하는게 목표 (영어로 질문하기 너무 부끄러웠ㄷ..)

개강도 이제 2주 밖에 안 남았다.

시간이 정말 빠르다..  

오늘 강연은 카이스트 바이오 및 뇌공학과 신우정 교수님의 microbiome 관련 연구였습니다! 

다음과 같이 강의를 필기하였습니다. 

Microbiota (미생물, 박테리아 등) + biome 

= Microbiom (eco systems, 생태계)

Microbiom 학문 등장 이전: 하나의 균주.

Microbiom 학문 등장 이후 : 여러 균주들이 생태계를 이뤄 상호영향 

Human genome project; 어느정도 완성되었음에도 모든 질병을 극복하지 못함 

Human Microbiome Project ; genome 만큼 중요한게 microbiome 이다, 질병 정복을 위해서는 이것을 고려해야 할지도? 

실제 사례로, 10년전 논문에 microbiome 이 실제로 신체를 변화시킨다는 연구가 있음…

쌍둥이 (비만/ 마른)

비만 microbiome 이식되면 -> 비만이 되고

마른 microbiome 이식되면 -> 말라진다!? 

지금와서는 그 중요성이 알려져있고, 연구들도 지수 형태로 증가중... 

"microbiome 은, 

Forgotten organ

Second genome

Zoo in your body

10% human 90% microbiome 이다 "

Conventional ways to study microbiome

Metagenomic sequencing 

Germ free facility (그러나 장 구성 겹치는게 15% 정도)

Conventional mammalian cell culture, organoids microinjection 

~~~~~~~~~>> 

Breakthrough : "human organ-on-a-chip"

이제 꼭 clinical 수행을 위해 동물실험이 필수가 아님. 

동물실험을 대체하는 5종류의 실험들 중에 가장 organ on a chip 이 유먕하다고 평가됨

organ on a chip의 현 상황

- Physicologycal 한 환경 묘사 가능 (연동운동(커졌다작아졌다))

- 배양 robust 하게 가능 가능 

—-> 상피세포가 자발적으로 3D 로 배양 됨  . . . 

Conventional 하게 cell 키움 채널 안으로 부착 -> 2D mono layer -> 3D 로 자람. (5일차~) 

In vivo intestine 이랑 비슷함. 

왜 이런 일이 일어나는가? Mechanic study

Mechanical strain, upper shear, lower shear,, … 

-, + 하면서 체크

“Fluid flow “ 가 중요하다. 셀 아래쪽으로 가해지는 영향 .., 아래 flow, 위엔 non flow

가설; 아래쪽으로 뭔가 morphogenesis 를 방해하는  inhibiter가 방출되는데 그걸 flow가 씻어주는거아냐?

(--> 연구 결과가 그렇다.. , 실제 장에서는 

Wnt inhibiter (대표적 물질, DKK-1) 농도측정, 확실히 아래쪽 훨씬 secretion이 많이 됨. -> flow 이용 씻어내주고… 

(---> Q. 실제 장기에서도 씻어내는 과정이 있나?)

사람세포(산소)와 혐기성박테리아(무산소) -> 어떻게 같이 잘 키우지? 공배양?

→ 2 channel membrain 위쪽으로 cell 자람. 

산소농도없는 미디어 위

일반적 산소 미디어 아래 

—> 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 봤을때 위 아래 잘 나뉘어져서 gradient 함.

Applications? 

Gut imflammation on a chip (염증)

꼭 필요한 요소만 가지고 와.. 박테리아, 면역세포, 부산물 , DSS (쥐모델-화학물질). . . 

염증에 가장 중요한 팩터가 뭔지?

DSS -> 배리어 를 망가트림 -> 상피 위쪽 박테리아들이 면역세포와 만나게 됨. 

 개인적으로 강의를 들으면서 신기했던 내용은 (타 연구에서 2D layer 로만 자라던) 상피세포들이 교수님께서 제시한 새로운 organ-on-a-chip 을 적용을 했을때 3D layer 로 배양이 되고, 그 이유를 파악하기 위해 여러 feature 들을 조절하시며, 아래쪽 유체의 flow 가 있을때 wnt inhibitor 를 씻어주기 때문에 3D로 잘 자란다는 것을 발견하신 내용이었습니다. 이 부분에서 조금 헷갈렸던게, 실제 장 내부에서는 오히려 상피세포 윗쪽 면에 flow가 많아 씻겨지고, 아랫쪽, 상피세포의 바닥면에서는 flow가 상대적으로 없거나 윗쪽과 비슷할 것 같다는 생각이 들었는데, 

실제 장 에서의 활동은 어떤지, organ on a chip의 경우와 동일한 것인지 여쭤보고 싶었습니다. 

특히 실제 장에서도 동일한 현상이 발생하는지 확인해보면 더 좋을 것 같은데, 장에서의 유체 flow가 어떤지, 그러한 flow에 따라 wnt inhibiter 와 같은 것들이 어떤 분포를 나타나는지 in vivo 에서 확인해볼 수 있는 방법들이 있는지 궁금했는데, 교수님께서 먼저 자주 들어오는 질문이라고 하시며 답변해주셨습니다. 

관련해 제 생각은.. 윗쪽도 씻기고 아래쪽도 씻기면 되는거아닌가 ?

근데 위에는 씻기고 아래는 안씻기면 안자란다는 등의 정보가 중요한게 아니라

아래가 씻기는게 중요하다.

아랫쪽이 씻겨지는게중요함 + 윗쪽은 너무 큰 저항을 주면 성장하기 힘듬 

===> 씻겨나갈정도의 flow+ 성장 방해안할 정도의 flow 여야함.. 

===> 어느정도의 flow 를 줄지가 중요. 실제 어느정도인지 파악하면 좋겠다.

---> 혹시 둘다 씻겨졌을땐 어떻다고했지?

그 외에도 Microbiome 이용 치료제 ; 분변이식술 (fecal microbiota transplantation (건강한 사람 대변sample -> processing 해서 넣기) *건강하다 기준? 메카니즘 / 과 

Probiotics 에 대한 설명 등 많은 내용을 설명해주셨습니다.

벌써 학기 마지막 세미나네요... 다음 학기도 잘 부탁드립니다. 

감사드립니다. 

Q. 환자마다 환경이 다르고 미세 장내 환경이 다른데 개개인마다 특화적으로 치료하는건가?

비용 및 시간 상 가능성있나?

금일 강연은 Institute of Translational Medicine, ETH Zurich, Viola Vogel 교수님의 Mechanoregulation of Cell Niches in Health and Disease 강연이었습니다. Mechano molecule, 특히 건강과 질병에서의 세포 니치의 기계적 조절에 관련해 1990년 이전부터의 해당 분야에서의 기본 지식과, 그 지식이 지금까지에 와서 어떻게 변화했는지, 그동안 어떤 방식으로 어떻게 발전했는지를 전반적으로 설명해주셨고, 군데군데 교수님의 연구들에 대한 설명을 함께 해주셨습니다. 세포 니치 기계적 조절은 기계적 자극이 세포로부터 생화학 신호로 변환되어 유전자 전사과정을 조절하고ㅡ 세포간 및 세포 외 환경과의 기계적 신호전달이 이루어지며 단백질 스트레칭을 통해 세포 골격의 기능적 관계를 형성시키는 조절을 말합니다.  Mechano-chemical signal conversion을 정리하면 기계적 자극감지 -> 이온채널 활성화 -> 세포 내 신경전달경로 활성화 -> 화학적 반응 촉발 -> 세포반응 입니다.  이 때 세포 니치는 특정 유형의 세포가 생존하고 기능할 수 있는 미세환경, 세포의 성장, 분화, 생존 들을 조절하는데 중요한 역할을 하며, 세포 외 기질, 인접한 세포, 다양한 신호 분자 등을 포함해 상호작용을 하며 세포의 행동과 운명을 결정짔습니다. 한 마디로 세포가 주변환경과 상호작용하며 특정기능을 발휘할 수 있도록 하는 복합적 미세환경을 일컫습니다. 이러한 세포 니치가 건강과 질병에서 중요해지는 예로 줄기세포를 들 수도 있겠는데, 이는 니치의 신호에 따라 자가복제하거나 특정세포로 분화하는 능력을 가진 세포로, 조식직 재생 및 암치료 등 다양한 의학적 응용에 큰 잠재력을 갖고 있다고 알려져 있습니다. 

교수님께서는 나노센서를 개발해 동물모델과 인간조직에서 ECM섬유의 기계적 상태를 시각화하셨고, 2D 세포배양연구에서는 여러 가지 예상치 못한 발견들을 이번 강의에서 논의해주셨습니다. 

역시 영어 강의인데다 기본 지식이 전무하여 이해하기가 힘들었지만, 그래도 이러한 분야가 있구나.. 와 기본 지식을 어느정도 알아간데에 의의를 두고자 합니다. 감사합니다. 

오늘의 강연은 Dept. Biomedical Engineering, National University of SingaporeAndy Tay Kah Ping 교수님의 A Cell Therapy Approach to Tissue Regeneration and Wound Healing 이였습니다. 이번 학기 세미나 중 최초 영어 강연이었는데 생각보다 말씀이 빠르시고 background knowledge 를 설명해주시기보다 바로 연구로 넘어가셔서 이해하기에 조금 어려움이 있었던 것 같아 아쉬움이 있습니다. 그래도 강연을 다음과 같이 대략적으로 요약해보았습니다... 

Chronic diabetics ? No progress after >12 weeks 

Treatments for wounds

- Biomaterials + drugs

- Cells and secretome

- Stimulatory devices

1. Mechinic treatments 

Mechano method 를 통한 치료 방법들; 

- Reduced fibroblast proliferation and migration

- Decreased collagen production

- Impared angiogenesis

- Low grade chronic inflammation

“Negative pressure wound therapy”

Magnetic hydrogels for wound regeneration

Mechano-rheostat of FB proliferation

세포의 기계적 환경이 섬유아세포 증식에 미치는 영향. (상처 치유 및 조직 재생과정에서 중요한 세포): 세포의 환경이 단순히 화학적 신호뿐아니라 물리적 신호에도 반응해 세포의 행동을 변화시킬 수 있음. 

Fibroblast-keratinocyte interactions; 섬유아세포와 각질세포간의 상호작용

Q. wound 가 생기는 이유는 해당 부위의 세포가 파괴되었기 때문일텐데.. Mechanic 한 원리는 어떤 기저로 치료가 되는거지? 새로운 건강한 세포를 만드는데에 어떠한 영향을 주는건가? 

→ cell migration/ ECM reconstruction/ insulin Release 등의 기저로 설명 가능. 

2. Niddle treatment 

Microneedle extraction to repair wounded tissues ; 미세침 기술을 사용해 상처조직 복구. 최소한 침습으로 치료 물질을 전달하거나 체액을 추출하는 방법, 기계적 자극.

Remove inflammatory chemokines; 염증성 케모마인 제거. ; 억제함으로써.. 치료. 면역반응 중 분비되는 작은 단백질, 면역세포를 염증부위로 유도해 염증반응을 조절하는 역할을 함.

normal wound healing vs diabetic wound healing

Normal ; 지혈 -> 염증 -> 증식 -> 재형성 

Diabetics ; 지연된 지혈 -> 지속적 염증 -> 증식단계 문제(혈관신생 저하, 섬유아세포 기능저하) -> 재형성 단계 문제 (리모델링 지연..)

궁금했던 부분은 다음과 같습니다. 

1. Damage 정도에 따라서도 효과가 다를 것 같은데 심한 데미지에서도 micro niddle 이나 mechanic 방법이 효과가 있나? 경도 wound 에 대해서만 효과가 있나? 니들의 깊이에 따라서 다른가?? 어느정도의 상처에 어느정도 길이의 니들을 사용해야하는지, 같은 insight 가 있나? 

2. 기계적 자극이 세포 회복에 긍정적 영향을 준다는게신기했다. 

그러면 우리는 wound 가 생겼을때 보통 건들이지 말라는 말을 많이 하는데, 건들이는게 도움이 된다는걸까? 어느정도의 약한 강도로는?

그러나 너무 단순한 궁금중이어서 수업 중 질문드리지는 못했었습니다.

매일같이 질문을 하고 있었는데... 금일 처음으로 질문을 못드려 해야할 일을 안한 찜찜한 기분이네요. 다음에도 영어 강의인데, 그때는 미리 논문들을 읽어가서 좀 더 이해할 수 있도록 해야겠습니다. 

금일 강연은 이대목동병원 김건하 교수님의 Biomarkers and Digital Therapeutics for Patients with Cognitive Impairment 강연이었습니다. 교수님께서는 현재의 치매류 질병의 진단과 치료, 알츠하이머의 정의와 원인, 약물적 치료가 아닌 비 약물적 치료의 종류, 비약물적 치료 중 로봇을 개발하신 경험, 디지털 바이오 마커 등을 설명해주셨습니다. 다음은 강의의 필기를 기술한 것입니다. 

-현재의 진단과 치료

치매/인지장애의 3가지 종류. 

Dementia(치매) : 객관적 인지기능 장애 + impaired ADL (일상생활능력의 장애)

MCI ; mild cognitive impairment(경도인지장애) ; 객관적인지기능장애 + 일상능력 정상

CU/CN ; 검사 결과 큰 문제 없으나 본인 스스로 생각했을때 장애가 있다고 생각하는 사람들

*객관적인지기능 ~> 1~1:30 시간 걸리는 검사 -> 나이 대비 집중력/언어/시공간능력 등 체크

*일상능력체크 ~> 보호자의 환자평가. 신체 일상생활능력, 도구 일상생활능력

그 외 약, 피검사(결핍), 다른 질환확인.

MRI/PET ; 치매원인 을찾기위해/ (종양 제거시 나아지는경우도) 

- 퇴행성 치매 종류 ; 

알츠하이머(아밀로이드 베타 플라크,타우 등 원인. 대다수, 기억력 손상 및 인지기능저하), 

레비 바디 치매 (레비바디 특이적 단백질 집합체. 시공간/시각적환영/운동장애/수면장애),

 전정 강내 치매 (혈류때문. 인지기능저하, 운동기능장애). 

프론테온 병 (전두/측두엽 신경세포소상원인. 성격변화, 사회적행동변화, 등.)

파킨슨 병 (유전적변이요인/도파민세포손상, 기억력손상, 판단력 감퇴, .) 

알츠하이머; Amyloid plaque, Tau 로 인한 neurodegeneration, 일상생활의 망가짐 

치료 ; anti Amyloid drug 을 통해 빼내는 방법(초기에만 가능),

아세틸콜린분해효소 억제제(synapse 아세틸콜린 많이 남아있게하자)(직접적인 치료가 아님, 늦추는것이지),

 NMDA 수용체 길항제…) 

→ 현재의 약물적 치료(고작 처방가능한 약 4종류..)에는 한계가 있다.!!

 —> 비약물적 치료, 유전자치료 및 뇌 스티뮬레이션 등등.. 이 대안인데,

그 중에서도 비약물적 치료를 해보자. 

비약물적 치료 ; music therapy, physical exercise, …. In brain center.. 

[1] Cognitive intervention?

인지 훈련: 동전갯수, 왼손/오른손 사진보고 맞추기..

인지 재활; 요리하기, 메모하기, 알람맞추기, 가전제품사용.. 

인지 자극; 

[2]Really effective?

여러 논문에서 효과가 있다는 것이 입증됨. 

Ex_ FINGER study. 훈련한 그룹이 인지기능저하가 덜 했다. 

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금일 궁금했던 부분은 다음과 같습니다. 

→ 치매 및 인지기능저하의 원인이 아밀로이드 베타나 타우 등 단백질 레벨에서 어느정도 밝혀져 있으나, 오늘 강연을 듣고 제가 생각하기에는 왜 그 단백질이 뇌에 쌓이게 되는지, 즉 일상 속의 원인이 무엇인지가 더 중요한 것 같다는 생각이 들었습니다. 

→ 오늘 말씀해주신 비약물적인 치료, 가령 인지훈련, 인지재활 과 같은 방법이 인지기능을 보존하는데 효과가있다면 .. 결국 그 원인은 살면서 뇌를 많이 쓰지 않는게 원인이 아닐까 싶습니다. 즉 많은 사람들이 평소에 깊고 다방면적인 생각을 하지 않고, 같은 일상만을 반복하고, TV만 보고 있는 행동이 원인인 것이죠. 

→ 이를 극복하기 위해서는 로봇이나 모바일 기기를 통한 방법도 좋지만, 저는 그것보다도 일상생활을 영위하는 국민들의 가치관이 근본적으로 바뀌어야 한다고 생각합니다. 인지기능이 저하되었다고 느낀 순간부터 훈련을하고 재활을하는게 아니라, 인생의 전 주기에서 그냥 살아가는게 아니라 어떨땐 깊은 생각을 하고, 다채로운 경험을 의도적으로 하고.. 그런 삶을 살도록 말입니다.

→  이런 부분들도 Brain center 에서 연구 등을 근거로 치매의 일상 레벨에서의 원인을 명확히 하고, 근본적 원인과 대비법, 인간은 어떻게 살아가야 인지기능을 보존할 수 있는지를 주장하면, 그리고 모든 국민이 그런 부분을 인지하게 된다면, 전 국민의 인생을 대하는 태도가 바뀌며 근본적이면서 긍정적인 해결책이 될 수 있을 것 같은데, 교수님께서는 어떻게 생각하시는지, 궁금합니다. 

기억력이 정말로 어떻게 올라가는가? 퇴행성뇌질환 

남아있는 정상 뇌 뉴런의 Synaptic plasifity … 가 올라가더라. Connectivity function 을올려주는것으로추정.. 

되돌아가는 기저가 궁금하다.  

→ 또 두번째 질문은, 오늘 소개해주신 로봇인지치료나 모바일 기기, 뇌를 자극하는 디지털기기 등을 이용한 치료처럼 뇌를 의도적으로라도 활성화시키는것도 좋은 것 같은데요, 그렇다면 약물적인 방법으로 전체 brain에 자극을 줄 수 있으면서 해가 되지는 않는 약물을 개발해, 일정나이부터 주기적으로 복용하게 하는 것도 방법일 것 같은데.. 교수님께서는 이러한 약물 개발에 대해 어떻게 생각하시는지 궁금하고, 약물보다는 비약물적 방법이 더 효과적인 치료라고 생각하시는지 궁금합니다. 

감사합니다. 

금일 강연은 UNIST Biomedical Engineering department 최영빈 교수님의 Electrocorticography Display for High Precision Intraoperative Brain Mapping 였습니다. 

최영빈 교수님은 학석박사과정 중 반도체 물리를 연구하셨고, 포닥과정 중 나노 device 와 나노물질을 개발해 single neuron/neurite recording 에 적용하는, Brain interface, Neurotechnology 를 연구하셨습니다. 특히, implantable electrode 를 이용해 수 천 개의 채널을 recording 하는 human brain recording system 을 연구하고 계십니다.  

최근 Implantable electrode technology 를 연구/제작하는 회사들이 많아지고 있습니다. Synchron, Neuralink, Neuramatix, Cortec, Nward 등이지요. 이렇게 각광되는 이유는, 무궁무진한 가능성을 가진 뇌가, 기본적으로 전기화학적 반응을 하기 때문에 전기활성신호를 다루는 기술이 여러 방면에서 중요해지기 때문일 것입니다. 이러한 electrode 를 이용한 측정 기술은 뇌를 Open 해야하는 뇌 질환 수술에 유용히 사용될 수 있습니다. 대표적으로 뇌 종양이나, Drug-resistant Epilepsy 같은 경우가 있으며, 특히 X-ray/MRI/Pet 과 같은 비침습적 방법으로는 비정상 영역을 식별할 수 없는 뇌전증 같은 경우에 유용할 것 입니다. 뇌 수술 방식의 경우 크게 두 가지, Craniotomy와 laser Ablation 가 있는데, 둘 모두 건강/병든조직, 정상/비정상 조직을 정확히 구분하는게 중요합니다. 

신호 측정 및 식별에 활용될 수 있는 전극들은 DBS, SEEG, ECoG 등 다양한데, 교수님께서는 뇌 피질의 신호를 측정할 수 있는 ECoG 에 집중하셨습니다. 기존 ECoG 전극은 여러 문제를 갖고 있었습니다. 실리콘으로 만들어져 1mm 의 비교적 두꺼운 두께, 3mm의 비교적 큰 전극사이즈, 이에 따라오는 low resolution과 thick and stiff, hard to active good contact on brain surface 문제, 기능적 노이즈 등 입니다. 교수님께서는 이를 0.6마이크로미터의 platinum nanorods 사용, 유리를 이용한 얇고 넓은 기판 제작, surface 에 밀접하게 달라붙게 하기 위한 CPU connector 기술 이용 등 여러 부분에서 아이디어를 내 해결하시고, high resolution 과 conformal complaint 를 가진, 수 천개 채널을 보유한 ECoG Grid 를 개발하셨습니다. 

이에 더해, recording 되는 데이터를 실시간으로 분석하여 분석된 정보를 수술을 집도하는 의사에게 바로바로 보여줄 수 있도록, real time data processing software 를 만들고, 해당 mirco ECoG Grid의 각 전극의 위치에 2 color available micro-LED display 를 부착시켜 뇌 병변 위치나 functional 별로 다른 region 식별 등의 확인을 할 수 있도록 하셨습니다.  

궁금했던 점은 만드신 기기의 실제 접목 과정 이었습니다. Micro ECoG 와 MicroLED 가 결합된 기기를 만드신 가장 큰 이유는 수술적 목적이라는 생각이 들었습니다. 즉 뇌 영역 레코딩 후 그 신호 데이터를 REAL-time 으로 분석해 이상 영역을 판단해서, 어느 부분을 절제해야하는지 LED 로 보여주는 것으로 생각이 되는데요. 이 기기가 실제 병원에서도 활용이 되고있는지 궁금했고, 실제 절제할때는 기기를 떼어내고 진행해야해서 영역이 헷갈릴 수 있을 것 같기도 한데, 그럴 경우 기기 자체가 빛나는게 아니라(LED 사용도 functinonal 한 부분을 직관적으로 확인하기엔 좋지만..), 레이저를 뇌 표면쪽으로 발사시켜서, 빛을 실제 뇌표면에 프로젝션 시켜서 절제 위치를 확인할 수 있도록 하는 것도 괜찮을 것 같은데 이 부분에 대해 어떻게 생각하시는지 궁금했습니다. 또한 기존 device 를 개선시키기 위해 접목하신 유리/전극/LED/CPU connector 들의 상세한 정보나, 제작과정에 대한 이야기도 궁금했는데, 이런 부분은 크게 다뤄지지 않았던 것이 아쉬웠습니다. 

강연을 들으며, 기존 ECoG 전극의 한계를 여러 아이디어로 돌파하고 주요한 device 를 만들어 뇌의 여러 기능적 부분(sensory/motor 영역, 각 신체부위마다의 corresponding 한 뇌 영역부위  등)을 확인하거나 뇌 병변 치료의 보조도구로 이용하는 것이 참 재미있었고, 메리트 있게 느껴졌습니다. 

오늘도 좋은 강연 감사드립니다. 

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필기>

소개)

반도체물리(박사) -> 나노device/나노물질 개발(포닥)

Single neuron/neurite, Brain interface (US SanDiego, 2018-2023)

수천개 채널 human brain recording system ?

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“Neurotechnology.” / ~~> 

Implantable electrode technology 를 만드는 회사들…

synchron/Neuralink/Neuramatrix/Cortec/Nward/

왜 이렇게 각광되는가?

뇌 활동은 기본적으로 전기화학적 작용

현재 기능적 노이즈 등의 여러 문제가 있었음.. 좋은 전극 개발 수요.

수천개 채널에 대한 ECoG grid (electrocorticography) / micro-LED display/ …/

뇌 Open해서 수술해야하는 뇌질환 ; 뇌 종양, Druc-resistant Epilepsy (약 안듣는 뇌전증*간질 환자)

비침습적 방법 : X-ray/MRI/MRA/Pet scan/CT.. / 뇌전증같은경우는 이러한 방법으로 파악힘듬

//뇌전증 : 뇌 신경세포가 일시적으로 이상을 일으켜 과도한 흥분 상태를 유발함으로써 나타나는 의식 소실, 발작, 행동 변화 등과 같은 뇌 기능의 일시적 마비 증상이 만성적, 반복적으로 발생하는 뇌 질환/

수술 방법 : Craniotomy; 열어서 종양제거/ laser Ablation

뇌수술의 경우… 건강/병든조직, 정상/비정상 조직 정확히 구분하는게 중요함.

BCI; 전극.. Blackrock neurotech/neural link…  (2-30명 정도? 많이없음.)

Deep brain stimulation: DBS.. (가장 많은 사람들에게 implant)

Electrodes for brain surgery. 

SEEG 뇌전증파 찾아내는.. 

ECoG ; 어떻게 기존보다 더 잘 만들것인가… 

기존 ECoG

1mm 두께 실리콘, 3mm 전극사이즈. 

→ Low resolution/ Thick and stiff/ hard to achieve good contact. 

새로운 ECoG (30명이상 환자에게 적용..)

-High resolution

- conformal complaint 

전극 0.6 마이크로미터

확실히 얇아짐.

*챡 달라붙어야함, 여러개여야함, setup 이 빨라야함(20분) 단번에 connection.

유리로 옮기자?.. 유리기판.

Platinum nanorods (30마이크로)

Q. 유리가 어떻게 brain 모양에 맞게 착 달라붙었지? 왜 유리 선정햇다공..?

Q. 계속 달고있을 수 있는건가? 수술할때 미리 파악된 대략의 위치를 이거로 확인하고.. 신호가 이상한 부분을 절제? 

Q. 

CPU connector —> 로 어떻게 달라붙는거지?

Q. recording 이랑 신호를 자극해주는것도 가능?

뇌종양 -> 제거하는동안/ 제거한 후에 기능이 정상동작하는지를 확인할 수 있는 방법? 

           —-> 종양이 있는 곳은 신호가 다르게 잡히나봄 

뇌전증(대개 측두엽)  —> 뇌전증파를 관찰할 수 있음  

Real Time Data Processing. 

LED 에서 실제로 보여주도록 하려는 시도중..

Micro ECoG + MicroLED (ECoG 착 달라붙어있고, 같은곳에 올라가서 LED 가 있도록..)

색깔도 .. 핑크/블루 정도의 두개 LED

C

 20kSps

Q. , (결국 뇌의 기능적 부분을 구분해서 보여주기위함이 아니라) 

Micro ECoG 와 MicroLED 가 결합된 기기를 만드신 가장 큰 이유는 수술적 목적이라는 새각이 듭니다. 즉 뇌 영역 레코딩 후 그 신호 데이터를 REAL-time 으로 분석해 이상 영역을 판단해서, 어느 부분을 절제해야하는지 LED 로 보여주는 것으로 생각이 되는데요. 이 기기가 실제 병원에서도 활용이 되고있는지 궁금하고, 실제 절제할때는 기기를 떼어내고 진행해야해서 영역이 헷갈릴 수 있을 것 같기도 한데, 그럴 경우 기기 자체가 빛나는게 아니라(LED 사용도 functinonal 한 부분을 직관적으로 확인하기엔 좋지만..), 레이저를 뇌 표면쪽으로 발사시켜서, 빛을 실제 뇌표면에 프로젝션 시켜서 절제 위치를 확인할 수 있도록 하는 것도 괜찮을 것 같은데 이 부분에 대해 어떻게 생각하시는지 궁금합니다.   

LED 임상 X

1) 해당위치에 바이오마커를 이용한 표시

2) 뭐였지/ 잉크? 

3) 레이저/프로젝터

전처리 (bandpass filtering/ …) → stimulation(pulse) marking 

토론하려고 준비한 자료를 공유드립니다.   

동물행동실험: 동물의 행동패턴/ 사회적상호작용/ 학습 및 기억 등 동물의 행동에 관한 연구를 위해 동물을 사용하는 실험. 동물의 행동을 이해하고, 행동 기작을 파악하기 위해 수행. (for 동물 행동 및 심리에 대한 이해) + 약물을 주입한 후 이후 동물의 행동을 확인하는 실험까지. (ex 파킨슨 병)  

Behavioral tests: tests that probe behaviors of whole organisms for clues about their physical or mental status 

우리의 주장 :  동물의 복잡성과 인간의 윤리적 책임 사이에 균형을 맞추되, 행동 실험을 늘려나가야함.

1. Animal behavior test enables scientific advances

• 환원주의에 입각한 분자/세포 위주 뇌과학 연구의 한계 및 동물행동실험의 중요성 : Brain-behavior relationship
  
  동물 행동 연구는 인간/동물의 행동/사회적 상호작용/학습/기억 등에 대한 이해를 증진시킴. 이러한 연구는 우리가 복잡한 행동 및 심리과정에 대한 이해를 높일 수 있게 됨. 현 정책 및 필드의 경향은 행동 실험을 경시하고 있는 것이 사실이지만, 실제로는 그래서는 안됨.  동물 행동 실험을 통해 얻은 정보가 인간과 동물의 복지에 큰 도움이 될 수 있음.  분자적 수준으로 밝히지 못한 기전을 행동 실험으로 밝힐 수 있다. -> 행동실험이 필요함, 아직 밝혀지지않은 것들이 많다.   -> 더 많이 해야됨, 기존에 안게 잘못됐을 수 있다. -> 더 많이 해야됨
  
  Case 1. 분자/세포수준 기반 뇌과학연구/ 환원주의보다, 행동원리  그 자체를 보아야 이해할 수 있다. Electrolocation of electrofish
  분자/세포수준 기반 뇌과학연구/ 환원주의, 뇌세포 원리 알면 행동원리를 알수있다. 분자(가시)->행동(추상) : 믿음자체를비판. 닌텐도게임회로… 고전적행동관찰…  행동실험위주가 더 많아져. 분자세포적 모사… 바이오칩.. (실제 중요한건 행동자체를 관찰하는것)
  Electrolocation: electrofish의 electrolocation 이용한 사냥 메커니즘을 파악하기 위해 수조 안 wide field 전기장 distortion 유발 → 물고기의 신경 변화 관찰. 그러나 후에 3차원 행동 모니터링을 통해 사냥 시 전기장은 narrow-field distortion 됨을 알아냄. 이후 narrow-field 전기장 distortion을 유발→ 물고기의 신경 변화 관찰하여 정확한 메커니즘 파악.
  → 동물의 신경계를 이해하기 위해 동물 행동 관찰이 필수적임.
  
  Case 2. 행동실험을 통해 중요한 기저를 밝힌 실험.  Pavlovian learning, 파블로프의 개 실험
  파블로프의 개 실험(고전적 조건 형성_학습심리학)
  개 행동 → 인간/동물 생명체 학습 원리. 밥-> 종/ 종 침흘린다.. ( 인간으로 했다면? 인간으로 이렇게 정확하게 못한다. 무조건 가만히있고…
  ~> 인간이 할 수 없는 실험… ~> 행동주의 학파 등장.  ~~> 동물권은..?  ~~~> 규제생겼다. 애니멀프랜들리한… ~> 동물실험이 학파를 만들었다… ~~> 인간 연구는 규제가 빡세다. 통제변인/조작변인 .. . .~~~> 인간은 통제할 수 있지않음. 동물 통제가능. ~~~~> 동물 / 유전자라인조절.. 균일한 실험가능/
  
  Case 3. 행동실험이 아니었다면 몰랐을 실험 : place cell study in mouse
  Place cell(마우스로 밝힌 인지기능 연구)
  mouse 동물 행동실험 -> human 한테도 적용됨. (찾아볼필요있음) : - place cell 인간에게도 있음.
  현재 장소 를 뇌 안에 있는 gps 시스템 (뇌 안에서 표상하고있다.)
  
  Case 4. 분자적 기전을 확인하기 위한 수단으로서의 행동 연구가 아닌 행동 연구 자체의 중요성 강조 : error of mirror neuron study
  현재 뇌과학 필드는 깃털-즉 분자 수준의 신경 회로와 세포-에만 집중하고 있음 → '거울 뉴런' 논란 발생. 처음 발견된 후 수많은 연구가 진행됐지만 전부 영장류나 인간에게 다른 사람이 무언가 하는 걸 보여주고, 스스로 같은 행동을 하게 하고, fMRI/EEG/MEG로 두 상황에서 같은 neuronal firing이 나타남을 보이는 패턴이었다. 거울 뉴런과 관련 있는 (있을거라 추정되는) 행동만을 자세하게 관찰하는 연구는 한 건도 없었고, 그래서 현재 수많은 논란에 휩싸이게 된 것이다. 실험 참가자가 정말로 다른 사람의 행동을 이해하고 있는지 밝히는 연구가 선행됐어야 했다. Eight Problems for the Mirror Neuron Theory of Action Understanding in Monkeys and Humans
  (ref: Neuroscience Needs Behavior: Correcting a Reductionist Bias ← 환원주의적 관점의 한계)
  분자 및 세포 실험의 최종 목표가 행동 이해이므로 행동 실험은 중요하다
  *분자, 세포 수준에서는 검증된 줄 알았던 가설이 행동 수준에서는 틀렸던 사례가 필요!!!
  +The exact cause of Alzheimer's disease is not fully understood, but it involves a combination of genetic, environmental, and lifestyle factors. : 알츠하이머 같은 질병의 경우 외부 환경의 영향을 많이 받는 다는 것만 알려짐.
  
  Case 5. 가설 2개가 맞붙어서 아직 안밝혀진 행동실험이 많다, 또한, 우리가 기존에 안게 잘못됐을수도 있다. 
  1.mirror 공감하는 뉴런인가보다! 뉴런 파이어링이라고 하는게아니라/ 행동으로 공감해야한다?
  2. Motor learning: Marr은 motor learning이 error-based learning 알고리즘으로 이루어진다고 생각했고, 소뇌에서 관련된 회로를 찾으려 많은 실험을 했으나, 이후에 motor learning에는 수많은 다른 알고리즘과 회로가 관여한다는 것이 밝혀졌다.→ 분자 수준에서만 가설을 연구하다보면 해당 가설 외 다른 원리를 찾아내지 못할 가능성이 있음 (그림 D)
  3.electrofish 도 이 사례… 전기장위치 메커니즘. 수조 전기장 → 왜곡/ 물고기신경확인. 이후 3차원행동모니터링/ 좁은부분만 됨. /행동실험→ 기준파악에 도움을줌. 
  
  
  그 외 세부내용들 … 
• 뇌 속 작은 부위에 대한 면멸한 관찰도, 거기에 미세한 변화를 일으키는 실험도 뇌가 어떻게 행동을 만들어내는가를 이해하기에는 역부족임. ex) 컴퓨터 사이언스 분야의 예시- 닌텐도같은 게임기의 회로, 전선을 아무리 뜯어본다 해도, 게임기로 게임을 어떻게 하는지 조작법을 알 수는 없음.유전의 법칙을 DNA에 대한 정교한 실험이 아니라 강낭콩 관찰로 알아냈듯이, 기술이 아무리 발전해도 클래식한 행동 연구가 지금처럼 하찮게 여겨져선 안 됨. 
• 1982년에 Marr가 제시한, 복잡한 현상을 이해하기 위한 프레임. 예를 들어 새의 비행을 이해하고자 할 때, flight라는 목적(1.why)이 있으면 flapping이라는 알고리즘(2.what)이 있고, 알고리즘을 물리적으로 실현하는 feather이라는 하드웨어(3.how)가 있다. 그러니까 비행을 제대로 이해하려면 새들은 비행을 왜 하지 -> 어떻게 날갯짓으로 비행할 수 있는 거지 -> 비행에 깃털이 어떤 도움을 주는 거지 순으로 연구해야 하지, 깃털만 연구해서는 안 됨.
• 인과관계에 대한 설명'은 '뇌가 어떻게 행동을 만들어내는가'에 대한 '진정한 이해'와 다르다. 앞에서 언급된 게임기의 예시가 다시 나오는데, 이 전선을 자르면 저 회로가 안 돌아간다는 식의 '인과관계에 대한 설명'은 게임기를 어떻게 조작해서 게임을 할 것인가에 대한 '진정한 이해'와 질적으로 같을 수 없다. 물론 뇌과학에 신경 세포와 행동 사이 인과관계에 대한 설명도 필요하기는 하다. 하지만 행동에 대한 거시적 이해가 먼저다.
• 하나의 neural activity 패턴과 하나의 행동이 일대일대응하는 것이 아님 → figure에 묘사된 다양한 오류를 범할 가능성.

• 동물 행동 실험은 의학/생물학 분야에서 신약개발 및 질병치료법 개발에 중요한 정보를 제공함. 

• 동물실험은 인간에게 적용하기 전에 치료법과 약물의 안전성과 효능을 평가하는 데 중요한 역할을 함. ex) PD 병증  유발하는 rotenone test 등
• 질병 치료법 개발/ 유전적 메커니즘에 대한 이해 등에 필요한 정보 제공.  예를들어, 우울증 또는 불안장애와 관련된 행동을 모델링하여 해당 질병의 원인과 치료법을 연구할 수 있음. 
• 또한, 아직까지도 약의 부작용 남아있으니까.. 행동실험을 계속 하면서 부작용을 줄이는게 좋음. 
• 반박) 약물실험같은 경우는 일부러 건강에 안좋은거 넣어서 생리적 변화를 유발하기도  하잖아.------->  동물권 이전에 인권을 생각해야함. 약개발 같은 경우, 인류에게 큰 이익을 가져다 주는 것이기 때문에, 동물실험은 불가피함. 이전 약 개발로 얼마나 많은 인류가 목숨을 구할 수 있었는지 reference 필요 
• ex) We diagnose Alzheimer disease with behavioral test. 
• PD / huntington ← motor disease ; 파킨슨병 ~> 약개발에도 필수적이다…  온전한 약은 없으니까. 
• PD 약 (L-DOPA 등)으로 생명을 구한 환자 수에 관한 통계 등 레퍼런스 있으면 좋을 듯
• 반박) 동물실험 결과와 인간 실험결과 다른 경우: 과학자들은 이미 면역력이 결핍된 쥐를 만들어 동물실험에 이용하고 있다. 이렇게 만든 생쥐는 과립구계나 쿠퍼세포 등 세망내피세포를 제외하고 백혈구가 생성되지 않는다. 때문에 인간의 조혈줄기세포를 도입해도 거부반응 없이 이식돼 각종 인간의 조혈세포가 오랫동안 생존하게 된다. 이러한 동물 모델을 이용해 인간의 질병에 대한 면역학적, 혈액학적 분석이 가능해 졌다. >> 동물 실험에서도 충분히 격차 줄일 수 있다.
  
  
• 아직 밝혀지지 않은 것들(연구 해야할 부분)이 너무나 많음.

• 행동은 생명체 의사결정의 최종적 결과물로써 중요한 연구 요소이며, 특히 인지/감정쪽 신경과학 계열은 아직 밝혀지지않은것이 많다.
• 행동 실험을 통해, 인간의 뇌와 유사한 동물의 뇌를 연구하여 인간의 행동 기반이 되는 신경회로를 파악하는데 도움이 될 수 있다.  
• 앞으로 그러면 얼마나 많은 연구할만한 거리가 있을것인가? 아직도 무궁무진하게 많다! → 늘려야한다. 지금까지도 많은 이해를 해올 수 있었다. 동물 행동실험을 통해…

2. Limitations of alternatives

동물 실험을 대체할 수 있는 완벽한 대안은 없음. 

• 산업적 접근방식
  • 실제 환경에서 동물행동 관찰하거나 실험하는 방식 ex, 농장에서의 동물행동
  • 제한된 환경 - 실제 환경에서의 동물 행동을 관찰하거나 실험하는 것은 특정 조건에 제한될 수 있음. 이로 인해 실험의 일반화 능력이 제한될 수 있음.
  •  관찰 및 제어의 한계 : 현실세계에서의 동물 관찰은 실험적 제어가 어려울 수 있음. 정확한 결과를 얻기 위해선 추가 분석 및 조정이 필요할 수 있음. 
• 컴퓨터모델링 /Organoid
  • 생물복잡성 구현의 어려움 및 일반화 문제. 동물이나 인간의 복잡한 생물학적 및 행동적 특성을 완벽하게 모방할 수 있는 인공모델, 체계는 아직 개발되지 않음. 또한 기존의 알고있는 지식 만으로 모델을 만든다고 해도, 해당 모델을 통해 새로운 지식을 찾아내기는 힘듬. 또한 특정 환경에서의 행동을 예측하거나 다른 상황에 일반화 하는 것이 어려움. 
  • https://www.mpg.de/10973479/questions-answers
  • https://www.nature.com/articles/s43586-022-00174-y
    (Zhao, Z., Chen, X., Dowbaj, A.M. et al. Organoids. Nat Rev Methods Primers 2, 94 (2022). https://doi.org/10.1038/s43586-022-00174-y)
  • 가령 줄기세포가 기반이 되는 오가노이드와 같은 기술을 구현할 때 기관마다, 연구소마다 가지고 있는 기능에 차이가 있어 똑같은 약물에도 반응이 다를 수 있다는 것. 이로 인해 독성 평가 시 기준점을 마련할 수 있는 표준화가 필요하다는 지적이다.
• 인간봉사자 
  • 인간에게 실험할 수 없는 행동 실험(윤리적 이슈) 에 대해, 인간과 유사한 생리적 특성을 갖는 일부 동물에 대해 행동 실험을 할 수 있음. (쥐/영장류) ~> 인간 건강문제에 대한 통찰 
  • 인간을 대상으로 하는 연구가 아니라, 동물의 행동 이해 혹은 복지 등을 위해서 하는 연구는 동물을 대상으로 해야만 함.
  • 인간을 대상으로는 여러 까다로울 수 있는 실험적 통제변인들을 잘 지키게 하기 어려움. 
  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2897124/

3. Improving ethics of animal behavior test

• 동물의 고통을 최소화하는 연구법 개발 : Animal-friendly behavioral test
  
  사전 훈련이 필요하지 않은 본능적인 반응인 자발적인 행동을 사용할 경우 큰 스트레스를 받지 않는다. 고통을 주지 않아도 충분히 회피 & 보상을 이끌어낼 수 있음.
  
  ex) Reward Test , 설치류 : 새로움만으로도 동물에게 동기 부여 가능(use of novelty as a motivator).
  Hamsters : storing food for hamsters(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17406541),
  chinchilla: sand-batting
  
  ex) Aversive stimulation test
  air-puffs(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22164138)
  Odor of predators (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14659473)
  Main Ref: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnbeh.2022.1090248/full#B32
  
  Animal-friendly behavioral test Condition : 1) the motivating factor should not be painful or stressful. 2) the observable behavior should be natural 3) the outcome variable associated with this behavioral response should be practical to measure in a laboratory setting through a method that is safe for the animals

• 규제가 윤리성을 보장함. 현재 동물 행동실험의 윤리적 가이드라인과 규제
  
  Replacement (치환): 동물 사용을 최소화하고 대안적인 방법을 모색함으로써 동물을 대체하는 것, Reduction (감소): 최소한의 동물을 사용하여 실험을 수행함으로써 동물의 수를 감소시키는 , Refinement (개선): 실험 절차나 조건을 최적화하여 동물의 스트레스와 고통을 최소화하고 복지를 향상시키는 것
  
  —> 3R 원칙의 우리 측에서의 이해(반박) : 동물 행동 실험에는 동물의 행복과 복지를 당연히 고려해야함. 또한 실험을 위해 동물 개체를 함부로 사용(남용)하면 안되며, 각 연구별 최적화된 동물 개체수(최소한의 수)를 사용해야함. 이를 고려하기 위한 노력으로 현재 동물 행동 실험을 위한 여러 윤리적 가이드라인과 규제가 마련되어 있음. 이러한 규제를 전제조건으로 동물 행동 실험은 계속될 수 있으며, 여러 분야의 동물 행동 실험이 사고와 행동에 대한 그 기저의 이해에 도움을 주고, 나아가 동물의 복지 개선 등에도 많은 도움을 줄 수 있는 만큼 동물 행동 실험은 증가되어야 함. 단, 말했듯이 윤리적 가이드라인과 규제를 더 면밀히하고 잘 지켜지는지를 관찰하는데 노력을 기울여야 함. 이러한 노력이 함께 했을때, 동물 행동 실험의 증가는 여러 긍정적인 영향을 사회에 낳을 것으로 보임. (즉, 개별 연구에서는 규제를 준수하며 최소한의 개체 수를 쓰되, 이러한 행동실험 연구가 많아져야 한다.)

• 관련 다수의 조직, 자격증, 규제 존재
  IACUC (Institutional Animal Care and Use Committee)
  AAALAC (Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care)
  ALAT (Assistant Laboratory Animal Technician), LAT (Laboratory Animal Technician), LATG (Laboratory Animal Technologist) 등의 자격증
  각국의 동물 보호법 및 규제(ex. 우리나라 동물보호법 - 동물실험윤리심의위원회에서 제정)
  
  실험 동물의 복지: 실험 동물의 사육환경, 사육관리, 행동적인 필요성 등에 대한 고려최소한의 피해: 동물보호법은 동물에게 최소한의 피해만을 가하는 것을 원칙으로 하며, 실험 동물에게 합리적인 피해를 가할 수 있는 최소한의 방법을 사용해야 함
  
  규정 준수 및 감독: 동물 행동 실험을 수행하는 연구기관은 동물 보호법과 실험 동물 관리에 관한 규정을 엄격히 준수해야 함. 또한 관련 기관들에 의해 주기적으로 감독 및 점검을 받아야 함.  현대의 동물실험은 동물 복지에 대한 엄격한 규제와 윤리적 지침을 따릅니다. 동물 복지에 대한 고려와 실험 동물의 고통 최소화를 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있습니다. 동물 실험을 할 때 동물의 고통을 최소화하기 위한 방법을 연구하고 있으며, 이러한 연구 결과는 동물 실험의 윤리적 측면을 강화합니다.
  
  —-------> 실제 이러한 규제가 잘 지켜지는지를 어떻게 암? 실태조사를 보면 지켜지지 않은 곳이 있음. : 0) 또다른 실태조사 자료 제시. 1) 기본적으로 연구실에서 균일한 실험을 위해 사용해야하기 때문에 평소 상태를 온전하게 하도록 신경쓸 수 밖에 없음. 2) 특히 행동실험 디자인을 할 때, 해당 연구가 여러 가이드라인과 규제를 준수하는지를 판단해 승인을 받아야하고, 해당 승인을 받아야 논문을 출판할 수 있으므로 논문을 내기 위해선 연구자들은 규제를 지킬 수 밖에 없음.  

• 이러한 여러 가이드라인과 규제, frendly 한 연구법에도 불구하고 어쩄든 동물이 행동실험중에 혹사당하는건 어떡할건데?
  
  —-------> 동물실험에만 강한 윤리 기준을 적용해서는 안됨.
  동물에 가해지는 고통은 축산업, 모피, 동물원, 심지어 반려동물까지, 인간이 동물을 이용하는 모든 분야에서 사실상 불가피함. 따라서 동물 실험에만 지나치게 엄격한 잣대를 들이대는 것은 비합리적임. 현재 동물 실험 축소를 주장하는 의견이 많은 것은 과학 기술의 중요성과 과학에 있어 동물 실험의 중요성을 잘 모르는 비전문가들이 많기 때문일 가능성이 있음.  그러니 두 가지의 중요성을 잘 아는 전문가들이 논리적으로 이를 주장하고, 동물 실험에 대한 지나친 규제를 막아야 함.
  
  농림축산검역본부의 조사 결과에 따르면 2021년 우리나라의 실험동물 사용량은 488만 마리로, 전년 대비 17.8% 증가하며 매년 사용량이 늘고 있다. 이 중 생쥐 사용량은 전체의 64.8%를 차지한다. 닭 소비량도 엄청나다. 농림축산식품부에 따르면, 지난해 닭 10억3564만마리가 식용으로 도축됐다. 이를 국내 총 가구 수(2073만가구)로 나누면, 산술적으로 가구당 1년(50주)에 50마리, 즉 '1주 1닭'을 소비하고 있는 셈이다.2022. 11. 29.
  
  —----> 동물 행동실험의 피해와 고려점 
  
  1. 동물이 겪을 스트레스와 불안/ 불편/ 고통/ 사회적고립
  2. 동물의 상처 또는 부상
  3. 생리적 영향.
  
  고려되어야 할 요소 
  
  1. 동물 복지 문제 : 실험동물이 불안/ 고통/ 스트레스 경험가능. 적절한 동물복지기준 준수, 실험동물 복지 보장 필요 
  2. 동물 사용의 필요성과 정당성 : 실험의 목적과 동물사용의 필요성을 명확히 평가하고 방법 검토
  3. 동물 고통 및 고통 완화 : 고통을 겪는경우 그 고통을 최소화하고 완화함. 마취/진통 등.
  4. 생명과 윤리 : 실험을 통해 얻는 정보가 생명과 복지를 희생하는것이 가치있는지..
  5. 연구결과 활용 : 윤리적 한계 고려 및 현지화/해석. 동물의 복지와 공익을 고려하는데 활용될 수 있음. 

• 오히려 동물을 위해서, 동물의 행동양식에 대한 연구가 필요할 수 있음. 즉, 실험동물의 복지를 위한 동물 실험
  
  어떤 동물행동 실험은 그 목표를 동물의 행동에 대한 이해를 목표로 하고, 이같은 연구는 궁극적으로 동물의 복지를 위해서도 활용될 수 있음. 예로,  실험동물로 살아가는 동안 동물답게 살아가게 하기 위해서.
  1. Effects of social interaction on stress response in mice after exposure to a confined space : 밀폐된 공간에 갇힌 후 쥐의 스트레스 반응에 대한 사회적 상호 작용의 영향을 조사, 사회적 상호 작용이 쥐의 스트레스 호르몬 수치를 감소시키고 불안 행동을 줄이는 데 효과적 -> 쥐 실험을 할 때 밀폐된 공간에서 실험을 하게 될 경우 사회적 상호작용을 제공하는 것이 도움이 됨
  2. The effect of female social interaction on stress response in male mice : 암컷 쥐의 사회적 상호 작용이 수컷 쥐의 스트레스 반응을 완화시키는 데 미치는 영향을 조사함. 암컷 쥐와 함께 사육된 수컷 쥐가 암컷 쥐와 함께 사육되지 않은 수컷 쥐보다 스트레스 호르몬 수치가 낮고 불안 행동이 적다는 것을 발견 -> 수컷 쥐를 이용해 실험을 해야할 경우, 암컷 쥐의 사회적 상호작용으로 복지를 향상 시킬 수 있음을 보임. 
• Animal behavior test를 더 다양하게 하면서 animal에 대한 이해를 높여야 더 윤리적으로 실험할 수 있다.
  • 상대 측의 동물 실험 윤리 위반 주장에 반박하기 위한 규제의 긍정적 변화 통계 (실태 조사에 반박)
  • 연구자 또한 스트레스 복지가 보장되어 스트레스 없는 동물로 연구를 진행해야 하므로 누구보다 동물 복지에 진심일 수 있음! = 연구자들 역시 동물실험 결과의 재현성 확보와 동물복지 양면을 고려하고 있음
  • [출처] 쥐와 인류, 그 공생의 역사. 쥐는 인간의 삶에 어떻게 영향을 주었는가?|작성자 IBS

끝.

마찬가지로 대충 필기만 적기

1. 유대인 역사와 종교 (유대교, 디아스포라)

• 아브라함; 유대인의 조상, 하나님과 첫번째 계약을 맺은 아브라함. 하나님만을 섬기고 그 대신 민족의 번영을 약속받음
• 모세 : 400년 이집트 노예생활 끝냄
• 유대왕국 멸망.. 
• 마사다 요새 항전 : 민족 전체 인구 ⅔ 사망(600만), 2천년 방랑시작.,
• 중세 유대인 (구약만 인정 ,예수인정안함, ) 십자군전쟁중 학살, 
• 유대인 학살 1200만명의 절반이 살해. 독일계유대인 30만명 미국이주→ 미국노벨상수상자 29명증가, 독일 5명감소
• 이스라엘 건국과 중동전쟁 (1947, 48년)

2. 유대인 정신

• 티쿤 올람 ; 세상을 개선하다, 란 뜻. 성인식때 세상을 사는 목적의 질문에 대한 답.

“단순 회사 취직이 목표가 아니라, 세상을 크게 변하게 하는 무언가를 만드는 것…”

하나님은 세상을 창조하셨으나 아직 완전하지 못함. 

• 자녀는 신이 내린 선물, 신 외의 자는 모두 평등 
• 후추파 정신 (철면피, 대담한사람, 용감한 사람)
• 공동체 정신 (공부, 토론)
• 자선 (쩨다카), 마크주커버그.. 미국 내 2%인 유대인이 미국기부총액 45%를 기부, 사회에환원한다

3. 세상을 움직이는, 이끄는 유대인 

• 제프 베조스, 워렌 버핏, 빌게이츠, 일론머스크, … (10대 갑부 중 5명이 유대인..) 돈 만을 좇는 것 같지 않다. (유대인 피가 흐르거나/ 유대교로 개종한사람.. ~? 
• 노벨상을 가장 많이 받은 민족. 노벨상수상자의 30%.. 
• 세계 지배가 미국이라면 , 미국을 지배하는것은 유대인이다.

4. 토론

4-1. 이스라엘과 한국의 공통점과 차이점 무엇인가? 이스라엘 전쟁? 작은나라?

• 차이: 애초에 그 선민사상, 어릴적부터 가지게되는 나는 특별해 라는 믿음 자체가 그 사람을 정말 특별한 사람으로 만들어주는게 아닐까? 주위사람들이 모두 뛰어나지면 자연스레 나도 뛰어나지게 된다..
  

• 차이 : 티쿤 올림… 큰 꿈을 가진 사람들이 성공한다. 우리나라는 큰 꿈을 가진사람이 얼마나 될까? 없는 것 같다… 
• 차이 : 후추파정신 → 질문을 많이 하지 않는,, 꺼려하는 우리나라의 안 좋은 문화. 질문을 하고 토론을 해야 스스로도, 학문도, 세상도 발전할 수 있음. 다만 단점: 민족/종교 배타성이 크다, 자기주장 확고한게 안좋은 부분이기도 함. 
• 차이 ; 기부문화 → 단순 돈이 목적이 아니라, 진심으로 이 세상을 생각하는 사람들. 인생에 돈이 중요한게 아님을 안다. 정말 , 세상을 바꾸려 노력한다는 의지가 보임. 우리나라는 그냥 돈이 중요.. 
• 차이 : 민족을 공동체라고 생각하는.. 
• 공통 : 전쟁 다수. 많이 학살당해서 쉽게 죽을 유전자가 다 사라지고, 학살을 피해 어떻게든 살아남은 뛰어난 유전자만 남은거 아닐까 .. 걸러지고 걸러지고…
• 공통 : 작은 나라, 소수 민족이라 모든 민족이 비슷한 사상과 생활양식으로 성장가능하니, 민족의 성장이 서로 발맞추어 빠를 수 밖에. 

4-2. 이스라엘이 아닌 미국에서 노벨상이 많이 나오는 이유는 무엇인가?

• 전쟁중이잖어. 미국 free .

4-3. 자신이 받은 교육이 개인과 국가에게 갖는 의미는?

• 개인이 모여 국가가 됨… 

4-4. 반유대교가 왜이렇게 많이 생기는가? 

• 굉장히 오래된 정서. 잘 드러내지 않는 경향이 있다. 원래 시기하는 사람은 많이 생김. 자기 잘난줄 알고 또 진짜 잘해내는 사람들보면 질투. 그 외 사람들은 작은 꿈을 가지고 태어난김에 심심하게 살아가는데.. 신기하게 보이기도하고 안좋게 보이기도하겠지. 유대인 선민사상, 후추파정신특성상 싫어하는사람이 있을수밖에없고, 본인 하고싶은대로 하고자하니 갈등도 많이 생기고.. 불도저같은..  

민족주의, 

4-5. 왜 전쟁중? 세상을 움직이면 빠르게 전쟁을 끝낼거같은ㄷㅔ

• 전 세계 지구상에 살고, 팔레스테인 분쟁지역에서 내땅이라고 우기면서 살고있다… 위대하고자금력이 많다고 해서 일시에해결할수없다. 현실에존재하는장벽 어려움,인정할수밖에없다. 불구하고 600만, 2억명에대치하면서 살고잇다? 
• 그럼에도 세상을 움직이는 유대인이라고 할 수 있나? 자기나라도 못지키는데..
• 50년전부터.. 팔레트사인 사람들 서안/가자지구 옮겨서 가둬두며살게하며.. 당연히 반발심. 유대인 종교/문화특성상 자기와다른민족/종교 배타성이 크다. 자기주장 확고. 둘중에 하나가 망하지않으면 타협점이 안보이는데, 분쟁 완화되거나해결될수있는방향?

4-6. 선민의식과 강한 민족주의는 물론 좋은 점도 있지만, 또 그 타 종족/종교에 배타적인 자세 때문에 전쟁이 발발하는 것 같기도 하다..  좋은 부분만 가질 수는 없는걸까? 

---> 이건 윤리적으로 좋고 나쁨의 문제라기보단 신앙문제이지 않나. 전쟁하는것도 ㅅ종교와 관련된 것이고.. 

---> 신앙에 윤리 잣대? 들이댈수잇지. 근데 피하긴 힘들다..

---> 그 신앙이 옳은가? 적당해야한다. 정도

---> 현 전쟁의 원인이 유대인의 배타주의와 선민의식이 기반인가? 그리고 자선.. 경제적 원조행위가 마음의 연결이 아니다? 왜 배타적이라고 하는 이유가 뭐지? 

전쟁.. 그런 정신이 안좋게 발현하는것보다도 일단 지금 전쟁의 이유는 신앙, 신념 자체의 문제인것같다.. 종교적으로 내 땅이었다는. 조상들의 땅이었다는,, .그래서 이유있는 점령이라는.

- 그래도 전쟁이 옳은가?