"손목 밴드·침방울로 스트레스 관리하는 시대 곧 온다"

머지않아 콘택트 렌즈를 끼기만 해도 눈 질환이나 당뇨병을 알아낼 수 있게 된다. 침이나 콧물로 치매, 고지혈증, 당뇨병을 진단할 수 있으며 MRI(자기공명영상) 촬영만 하면 치매 가능성을 예측할 수 있는 시대가 곧 온다. 미래창조과학부(미래부)가 올해 지원한 바이오 국책과제 성과 발표회에서 발표된 연구 결과들이다.

박근혜 정부의 정책 키워드 중의 하나인 '창조 경제' 실현을 위해 미래부는 '융합'을 키워드로 삼았다. 바이오 기술(BT)은 무병장수(無病長壽)에 대한 욕구를 충족시킬 수 있다는 점, 다양한 분야의 기술을 접목시킬 수 있다는 점에서 '융합'과 접목될 수 있다고 판단한 미래부는 다양한 바이오 기술 연구를 지원했다. 지난달 30일부터 이틀에 걸쳐 미래부 주최로 열린 '2015 바이오 미래 포럼'에서 그동안 미래부가 지원한 국책과제의 연구 결과들이 발표됐다. 포럼에서 소개된 연구 결과 중 크게 주목받았던 바이오 신기술을 소개한다.

◇스트레스 관리 플랫폼·기기 '눈길'

고무로 만든 밴드 하나만 팔에 차면 자신의 스트레스 상태를 체크할 수 있다. 이것 저것 신경 쓸 일이 많아지자 밴드와 무선으로 연결된 스마트폰에 '스트레스가 심한 상태이니 흥분을 가라 앉히기 위해 잠시 눈을 감고 심호흡을 하라'는 메시지가 뜬다. 잠깐 심호흡을 하며 긴장을 풀자 '한결 좋아졌다'고 알려준다. 팔에 차는 고무 밴드에는 피부근전도, 자율신경, 운동량, 근육피로도, 심박수, 습도 등을 측정하는 다양한 센서가 장착돼 있어 실시간으로 몸 상태를 체크하면서 데이터를 수집한다. 이렇게 모은 데이터는 몸이 어떻게 움직일 때 어떤 신호가 나오는지 패턴을 분석하는 자료로 쓰이며, 스트레스의 성격(건강한지 나쁜지)을 구분할 수 있게 해준다.

한국과학기술원(KIST) 의공학연구소 윤인찬 책임연구원은 "개발이 완료되면 자율신경 안정도, 운동량, 심박수, 흥분, 근육피로 등 스트레스와 관련된 여러 요인을 효과적으로 관리할 수 있어 스트레스 상황에 쉽게 대처할 수 있을 것"이라고 말했다.

타액(침)으로도 스트레스 관리가 가능하다. 한국전자통신연구원(ETRI) 김용준 연구원은 침 속 미세 성분으로 스트레스를 측정하는 기술을 연구 중이다. 원리는 이렇다. 스트레스를 받으면 C반응단백질(염증성 변화나 암 등으로 조직이 파괴되면 체액이나 혈액에 나타나는 이상 단백질), α-아밀라아제(스트레스를 받으면 나오는 효소), 사이토카인(면역세포가 분비하는 면역 단백질) 같은 물질이 분비돼 침에 섞이는데, 이들 물질에 반응하는 센서에 침을 묻히면 실시간으로 스트레스 관련 물질을 검출할 수 있다는 것이다.

김용준 연구원은 "스트레스 물질의 농도와 스트레스 정도에 대한 연구가 좀 더 진행되면 스트레스 정도에 따라 결과값을 달리 낼 수 있다"며 "학교나 군부대, 실버타운 등 스트레스에 취약한 상황에서 스트레스 관리가 쉬워질 것"이라고 말했다. 스트레스 플랫폼과 기기개발 연구를 총괄하는 서울성모병원 내분비내과 최윤희 교수는 "다양한 생체 정보를 이용한 기기와 이를 통합하는 플랫폼을 개발하면 스트레스뿐 아니라 다양한 만성질환도 언제 어디서나 관리할 수 있게 될 것"이라고 말했다.

◇뇌, 제대로 작동하는지 실시간 확인

KAIST 전기 및 전자공학과 배현민 교수팀은 근적외선을 이용해 뇌의 활성도를 측정하는 기기(fNIRS)를 선보였다. 뇌세포가 활동을 하면 혈류를 통해 산소를 공급받는데, 근적외선을 쏘면 산소의 농도에 따라 반사되는 양이 달라진다. 이를 이용하면 뇌세포가 제대로 기능을 하는지, 손상을 입었는지 실시간으로 알 수 있다. 배현민 교수는 "뇌세포의 활동을 알려면 기존에는 MRI를 촬영하면서 자극을 주었을 때 뇌의 어느 부위가 활동을 하는지 기능적 MRI(fMRI)를 촬영해야 하고 시간도 빨라야 30분 정도 걸렸다"며 "근적외선을 이용하면 비슷한 영상을 실시간으로 알 수 있다"고 말했다. 이 기기는 뇌졸중 같이 응급상황이 발생했을 때 구급차에서 활용하면 환자의 상태를 바로 알 수 있고 이 결과를 응급실에 전송하면 환자 상태에 따라 즉각적인 조치가 가능하다. 뇌세포의 활동을 측정한다는 점에서 이 기기는 매우 다양하게 쓰일 수 있다. 배 교수는 "더 많은 데이터가 쌓이면 노인에게 기억력, 추리력, 연산 같은 인지 과제를 시행하게 한 뒤 이 기기를 이용해 뇌의 활동을 측정, 치매를 조기에 진단할 수 있거나 뇌손상 환자의 재활치료 효과를 측정하는 데에도 이용될 수 있을 것"이라고 말했다.