"도파민·메타인지 '좋은 쓰임새' 연구…파킨슨병 극복 열쇠 만들 것"

작성일 09-02

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> [만났습니다①]김대수 KAIST 뇌인지과학과 교수 도파민, 집착 부작용 있지만 잘 활용하면 우울증에 효과적 HLB뉴로토브 창업, 파킨슨병 치료제 연구 메타인지, 뇌 속의 숨은 코치 자신의 뇌를 알고 활용하기 위한 출발점 
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 [이데일리 강민구 기자] 얼마전 이진숙 방송통신위원장이 최민희 국회 과학기술정보방송통신위원장을 모욕죄 혐의로 고소해 세간의 이목이 집중됐다. 최 위원장이 라디오 프로그램에서 “뇌 구조가 이상하다”는 표현을 쓴 것이 인격권 침해라는 이유였다. 정치적 공방 속 사건이지만, 아이러니하게도 ‘뇌’ 자체에 대한 대중의 관심을 불러일으키는 계기가 됐다.
 이데일리는 인간의 뇌 속 비밀을 통해 더 나은 삶을 위한 지혜를 모색하고자 KAIST 뇌인지과학과 김대수 교수를 만났다.
 김 교수는 “과학적으로 뇌는 여전히 미지의 영역”이라고 설명했다. 성인 기준 주먹 두 개 크기, 약 1.4kg의 무게 속에 1천억 개의 뉴런이 얽혀 있으며, 이 복잡한 연결망 속에서 운동·보상·동기부여·인지·감정 조절을 담당하는 핵심 신경전달물질이 바로 도파민이라는 것이다.
 그는 이어 “도파민은 단순히 욕구 조절을 넘어 인간 행동을 긍정적으로 이끄는 연구의 핵심”이라며 “보상과 강화 메커니즘을 활용한 치료법과 행동 예측 연구가 활발히 진행 중”이라고 강조했다.
 또한 김 교수는 “도파민 연구는 중독이나 집착을 넘어 긍정적 동기를 강화해 삶의 질을 높일 수 있다”며 “뇌과학 연구의 발전은 인간 삶의 방향을 바꾸는 중요한 전환점이 될 것”이라고 덧붙였다.
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 <img alt="김대수 KAIST 뇌인지과학과 교수.(사진=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/02/Edaily/20250902180848234heol.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="YWWnp7j4Eb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/02/Edaily/20250902180848234heol.jpg" width="658">
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 김대수 KAIST 뇌인지과학과 교수.(사진=KAIST)
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 욕구·보상 넘어서 치료와 행동 예측까지…뇌과학의 확장
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 우리가 눈으로 보는 풍경, 귀로 스치는 소리, 가슴 속에 일렁이는 감정까지… 사실은 뇌 속 신경세포들이 쏘아 올린 전기 신호의 합창이다. 바깥세상이 물리적으로 존재한다 해도, 우리가 느끼는 ‘현실’은 결국 뇌가 해석해 만든 가상의 무대인 셈이다. 이 차이에서 생겨나는 것이 바로 인지부조화, 그리고 이를 극복하려는 몸부림이 곧 기술 발전과 인간 성장으로 이어진다.
 이 드라마의 주인공 중 하나가 바로 도파민이다. 인공지능(AI)의 강화학습처럼, 인간도 도파민의 보상 회로 덕에 동기를 얻는다. 배고플 때 냉장고에서 아이스크림을 꺼내 먹는 순간 “좋아!” 하는 쾌감이 찾아오고, 뇌는 그 기억을 깊게 새긴다. 그래서 다음에도 같은 행동을 반복하게 되는 것이다.
 하지만 주인공이 지나치면 이야기는 달라진다. 도파민이 과도하게 분비되면 중독이나 집착이 시작되고, 특정 행동만 고집하는 루프에 빠져 새로운 환경에 적응하기 어렵게 된다. 그래서 최근 뇌과학자들은 도파민을 어떻게 긍정적인 에너지로 이끌어낼지 연구에 몰두하고 있다.
 결국 도파민은 우리 삶을 춤추게도 하고, 발목을 잡기도 하는 양날의 검인 셈이다
 과거에는 뇌를 직접 열지 않고 자극하기 위해 경두직류자극(tDCS), 경두자기자극(TMS) 같은 방법이 주로 쓰였다. 말 그대로 뇌에 살짝 전기 자극을 줘 특정 부위를 켜거나 끄는 방식이다. 요즘은 한 발 더 나아가 좌·우뇌를 다르게 자극해 특정 회로를 활성화시키는 방식이 활발히 연구되고 있는데, 덕분에 ‘디지털 치료제’라는 이름의 신개념 우울증 치료법이 등장하고 있다.
 여기에도 빠질 수 없는 키워드가 바로 도파민이다. 김대수 교수가 창업한 바이오기업 HLB뉴로토브는 도파민의 힘을 잡기 위해 뛰어들었다. 파킨슨병은 도파민을 내뿜는 세포가 하나둘 죽어가면서 시작되는데, 뉴로토브는 이 과정에서 급증하는 칼슘과 칼슘 채널에 주목해 새로운 치료제를 개발하고 있다.
 김 교수는 “도파민은 단순한 보상과 강화를 넘어 치료와 행동 예측의 핵심으로 중요성이 커지고 있다”며 “도파민 연구를 통해 성공 공식을 축적한다면 인간 발전의 계기가 되고, 목표 지향적인 긍정적 영향을 줄 수 있다”고 설명했다
 다시 말해, 도파민을 어떻게 다루느냐가 인류의 성공 공식을 만드는 핵심이 될 수 있다는 것이다. 제대로 활용하면 인간 발전의 새로운 계기를 만들고, 목표를 향한 긍정적 동력을 불어넣을 수 있다는 메시지다. 그는 도파민은 단순히 우리를 ‘기분 좋게’ 하는 화학물질이 아니라, 뇌과학이 여는 미래의 열쇠라고 했다.
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 김대수 KAIST 뇌인지과학과 교수.(사진=KAIST)
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 메타인지와 AI, 뇌 연구의 새로운 전환점
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 도파민의 ‘좋은 쓰임새’가 화제라면, 요즘 뇌과학에서 떠오르는 또 다른 스타는 바로 메타인지다. 나 자신을 한 발 떨어져서 지켜보고 조절하는 능력이다. 뇌가 던져주는 충동에 끌려다니거나, 과거 도파민이 새겨둔 강화학습 패턴에 갇히지 않고 “잠깐, 다른 길도 있잖아?” 하고 새로운 루트를 개척하는 힘, 그게 바로 메타인지다.
 말하자면 뇌 속에 숨은 내 안의 코치 같은 존재인 셈이다. 김 교수는 “시장과 환자의 마음을 이해한다면 보다 적절한 상품이나 치료제 개발이 가능하다”며 “자신의 뇌를 잘 알고 활용하는 것이 가치 있는 인생을 만드는 출발점”이라고 설명했다.
 한편 인공지능(AI)의 발전도 뇌 연구에 새로운 돌파구를 열고 있다. 챗GPT와 딥시크 같은 생성형 AI는 복잡한 데이터를 연결·분석하는 데 큰 도움을 주고 있으며, 김 교수 연구팀 역시 최근 모든 연구를 AI 기반으로 전환해 행동 예측 시대를 준비하고 있다. 
 과거에는 임상 결과나 생물학적 데이터를 개별적으로 분석하는 데 그쳤지만, 이제는 뇌 오가노이드(인공장기)실험, 환자 임상데이터, 질병 데이터 등을 AI를 이용해 새로운 치료 목표를 발굴하거나 유효 약물을 빠르게 선별하는 연구가 가능해졌다. 분석 중심에서 예측 중심으로의 전환이 현실화되고 있는 것이다.
 김 교수는 “연구에서 분석보다 예측이 훨씬 어렵지만 AI의 발전에 힘입어 비용을 줄이고, 효과는 높이는 방향으로 신약개발과 과학적 연구 진전이 이뤄지고 있다”며 “연구도 중요하지만 결국 ‘메타인지’ 능력을 키워 국민이 좀 더 풍요로운 삶을 살았으면 한다”고 강조했다.
 김대수 KAIST 뇌인지과학과 교수는...
 △현 HLB뉴로토브 대표이사 △현 KAIST 생명과학기술대학 학장 △현 KAIST 세포치료센터장 △현 KAIST 뇌인지과학과 교수 △서강대 생물학 학사 △POSTECH 유전학·신경과학 석·박사 △미국 록펠러대 방문교수
 강민구 (science1@edaily.co.kr) 
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