[인터뷰] 조장희 박사, 14테슬라 개발 도전 세계적 뇌과학자!

문흥윤 기자 | 기사입력 2016/01/19 [10:28]

 

 

브레이크뉴스 정리/문흥윤 기자= 인간은 우주를 개척하기 위해 지구를 넘어 끝없는 도전을 하고 있다. 인체는 또 하나의 소우주라고 한다. 인류는 인체의 비밀을 규명하기 위해 게놈 프로젝트를 2000년대 초에 완성했다. 그러나 인체에 가장 중요한 뇌에 관해서는 명확히 규정되지 않은 상황이다. 이에 따라 우리나라 노벨과학상의 0순위로 가장 근접한 세계적인 뇌과학 선구자인 조장희 박사와의 인터뷰를 갖고 뇌과학과 관련해 이야기를 나눠봤다. 인터뷰 진행은 김충열 영화감독이 맡았다. 다음은 인터뷰 일문일답이다.

 

-김충열 영화감독=언제부터 뇌과학에 관심이 있었나.

 

조장희 박사=저는 원래 대학에서 전자공학과를 나왔고, 물리학을 이끌어가는 핵물리원에서 10년 있었다. 70년대 초반에 미국에서 반핵 운동 일어나서 운동이 한참 번질 때 그 당시 미국 원자력 위원회에서 이래선 안되겠다. 핵물리를 평화적으로 연구해야겠다고 생각하고 UCLA에 핵물리의 평화적 운용을 위해 특히 의학에 관련한 연구 그룹을 만들었다. 1970년에 갔더니 CT라는 게 나왔다. CT촬영은 그 당시 새로운 아이디어였고 내가 72년 9월에 도착했을 때 CT에 관련된 세미나를 하기 시작했다. 그때부터 저 역시 CT 관련 알고리즘, 수학문제 등 핵물리 쪽을 공부했고, 그에 대한 응용으로 양전자방출단층촬영기(PET, Positron Emission Tomography)를 개발하게 됐다.

 

-사람들이 보통 병원에 가면 CT·MRI 촬영하는데, PET는 일반적으로 생소하다. 특별히 세계 최초 양전자방출단층촬영기 개발할 당시 에피소드가 있나.

 

다른 것들도 다 마찬가지일텐데 처음 할 때는 뭘 하는지도 모르고 한다. 저는 할 수 있는 계기와 위치에 있어서 한 것일 뿐이다. PET는 CT 개념을 이용하였기에 핵물리 첨단 응용의 하나로만 생각했다. 우연히 연구비 25만불을 지원받아 그것을 만들었고 75년도에 첫 영상을 얻었다.

 

-의료영상학분야에서 노벨과학상이 가장 많이 배출되고 있는 듯하다. X-ray, CT를 발견한 사람들은 모두 노벨과학상을 받았는데 PET를 세계 최초로 개발한 박사님도 우리나라의 노벨과학상 최초 수상이 가능하지 않겠나?

 

과정을 넓게 보면 인체의 살아있는 사람의 몸, 머리를 찍는 기술인 CT가 나왔고 PET가 나왔고 MRI가 나왔다. 현재는 그 둘을 합치는 것을 하고 있지만, PET는 유일하게 모양만 뽑는 것이 아니라 신진대사까지도 보는 최초의 기계였다. 그래서 뇌과학에 많이 쓰기 시작했고, 지금에 와서는 MRI와 합쳐서 쓰기 시작됐다. 이것은 특히 뇌과학 분야에서 보면 중요한 역할을 했다. 몸 속에서 뇌가 어떻게 변화하는지 볼 수 있기 때문이다. 사람이 생각할 때 어디가 활동하는지, 몸이 아플 때는 뇌의 어느 부분이 영향을 받는지를 알 수 있게 됐다. 따라서 앞으로 신약 개발을 하는데도 많은 도움이 될 것이다. 뇌에 약이 들어가서 어떤 작용을 하는지를 볼 수 있기에 새로운 중요한 핵심 기기가 될 것이다. 그러나 PET는 해상도가 MRI보다는 떨어진다. 그래서 MRI랑 합쳐서 고해상도로 기능적으로 볼 수 있도록 많은 노력을 하고 있다.

 

노벨상 같은 경우는 근원을 찾아가는 것이다. 자신이 노벨상을 탈 것이라고 생각도 못하는 사람이 30~40년 이후에 타는 경우도 있다. 그런 경우, 세상 사람들이 잊어버리고 지나치지만 노벨상 재단에서 찾아가서 준다. 다른 상들도 많이 있지만 노벨상은 정말 정직하게 원 개발자를 찾아간다. 다른 상은 누가 추천을 하면 받는 구조인데, 노벨상만은 정말 누가 제일 먼저 했느냐, 그 원천 기술자에게 주기 때문에 유명한 상이다.

 

 

▲ 조장희 박사     ©브레이크뉴스

-PET와 MRI를 융합해서 들여다 볼 수 있다면 치매나 알츠하이머 우울증 등에도 도움이 될 수 있다고 보는데 어떻게 생각하나?

 

그렇다. 결국 간, 허파, 신장 등 많은 장기가 있지만 사실 장기를 관장하는 것은 뇌이다. 그런데 아직까지도 제일 모르는 분야가 뇌이다. 뇌는 컴퓨터와 비슷해서 해부해보아도 알 수 없어서 제일 많이 발달 안 되었다. 뇌의 구조도 정확히 살펴보기 위해선 살아있는 사람의 뇌를 봐야 하는데 그럴 수가 없지 않나. 앞으로는 살아있는 뇌를 보면서 구조가 어떻게 됐는지, 신경망이 어떻게 연결되는지를 연구해야 한다. 또 기능적으로 어떻게 됐는지 그런 것들을 보는 연구 등을 앞으로 20년 동안 많이 연구하게 될 것이다. 그래서 우리도 동참해서 했으면 좋겠다고 생각한다. 이건 2013년 오바마 대통령이 3조원 규모의 연결체(connectum) 프로젝트도 발표했고, 유럽도 1조 8천억원을 뇌신경 연구에 투자하고 있다. 물론 투자 한다고 되는 건 아니지만, 우리도 동참해서 적은 부분이라도 도움이 됐으면 하는 생각이다.

 

-TESLA(테슬라Tesla : 자장의 단위로 숫자가 높을수록 영상 선명도가 높아짐) 얘기도 해봐야겠다. 박사님은 지금 누구도 가보지 못한 최고해상도를 구현할 수 있는 14 TESLA(14테슬라) 를 개발하기 위해 도전하고 있는데 테슬라 개념과 더불어 14테슬라에 대해서 설명해줄 수 있나.

 

당시 제가 한국 과학기술에 CT를 만들어 주려고 갔는데 딱 맞지가 않더라. 정밀기계공이 발달해야하는데 당시 한국은 그게 안되더라. 그래서 우연찮게 MRI을 시작했다. MRI은 세계최초로 한 것은 아니고, 다른 사람이 먼저 개발했다. 그 당시 저는 MRI 초보단계에 있었는데 카이스트에서 초임교수인 저한테 10만불을 주더라. 학교에서 학생들과 같이 연구해서 어느정도 결과물을 보여줬더니 정부에서 대단한 연구라고 하면서 연구비 60만불을 지원해줬다. 이를 토대로 연구를 많이 했고 2테슬라까지 개발했다. 그러다 20년이 지났다. 시간이 가면서 더 큰 것을 해보려고 돈을 많이 들였다. 2005년에 한국에서 큰 개발 한번 해보자 하는 독지가가 나와서 다시 연구해 7테슬라까지 개발했다. 이는 한국 최초로 하는 것이었다. 당시 7테슬라 개발은 미국 하버드, 독일 막데버그대학 (Magdeburg), 미네소타 대학 등 일부만이 성공했다. 우리가 또 새로운 경지에 들어가게 된 것이다.
 

-매년 연말쯤 되면 노벨과학상 발표한다. 일본은 21개를 받고 중국도 작년에 받았다. 우리나라 전무하다. 특별히 우리나라가 어떻게 하면 노벨과학상을 받을 수 있을까
 

전 늘 학교에 있었으니까 연구만했는데, 노벨상 같은 경우는 인프라와 연구와 관련 오랫동안 쌓인 저력이 있어야 한다. 제 친구 한명도 관련 연구를 한지 45년 만에 노벨상을 탔다. 이처럼 장기적인 접근이 필요하다. 제 생각에는 우리는 역사도 짧고 사람도 적다. 노벨상을 10년, 20년, 30년 이후에도 타게 될 수 있으려면 보다 큰 과학을 해야한다. 젊은 연구진들이 들어가서 새로운 기계를 가지고, 새로운 개념을 가지고 실험하고 연구하다 보면 그 중에서 혹시 아주 잘 되면 30~40년 후에 노벨상을 탈 수 있을 것이라 본다.

 

그런 것 없이 조그마한 연구만 해서는 거의 가능성이 없다. 그래서 유럽이나, 미국을 보면 알겠지만 수십억불의 가속기를 가지고 힉스입자도 찾아내며 수천명이 연구한다. 그 중에서 하나둘씩 나올 수 있는 찬스가 있는 것이다. 제가 50년전에 유럽에 가니까 웁살라 대학에 어마어마한 가속기가 있었다. 한국은 국력이 세계 10위라고 얘기 하지만 50년이 지난 지금도 아직 그 경지에 못간 것 같다. 그래서 빨리 각 대학들이 장기적인 대형 과제, 빅 사이언스를 해야되겠다. 하지만 빅 사이언스를 하려면 빅 사이언스 하려는 리더가 있어야 된다. 우리나라 사람이 있으면 좋지만, 없다면 외국사람이라도 데려다가 선진과학 인프라를 빨리 만들어야겠다.

 

-프랑스에서 12.7테슬라까지 규명한 것 같은데, 특별히 박사님께서 14테슬라 도전하는데 있어서 정부에 하고 싶은 말이라든가 어떻게 하면 현실적으로 규명할 수 있는지를 말해달라.

 

현실적으로 우리나라는 세계에서 최초로 하는 앞선 연구 능력이 없는 게 문제이다. 그런 능력은 그런 연구를 해본 사람만이 할 수 있다. 그래서 앞선 연구를 하는 사람들을 많이 모은 뒤,  이들한테 돈을 투자해 빅 사이언스를 하게끔 해야 된다. 저는 7테슬라까지 개발해봤다. 7테슬라 경험이 있기 때문에 14테슬라도 할 수 있겠구나 싶었다. 산을 넘어야 다음 산이 보이듯이 넘어본 사람들을 찾아서 그 사람을 통해서 과학 인프라 만들어 가야 한다. 14테슬라를 개발하면 좋은 예가 될 것 같다. 연구를 통해 세계 리더가 될 수 있는 과제는 몇 없다. 돈이 있어도 아이디어가 없을 수 있고, 아이디어가 있어도 실천할 능력이 없을 수 있다. 모든 것들이 다 맞아 떨어져야 하는데 쉽지 않다. 그럼에도 우연찮게 우리한테 온 기회니, 14테슬라를 개발 했으면 좋겠다.

 

-우리나라가 세계에서 가장 빠른 초고령화 사회에 접어들었다고 전문가들 예견하고 있다. 치매, 파킨스병, 우울증 환자가 날로 증가하고 있고, 우리나라 예산에 초고령화 사회에 들어가는 돈에 있어서 의료복지 예산 천문학적으로 증가하고 있다. 그러면 14테슬라를 개발했을 경우에 파킨스병, 치매, 뇌경색이라든가 우울증 환자에 대한 기대효과가 어떤 것들이 있을까.

 

아주 많다 . 제가 1.5테슬라, 2테슬라, 7테슬라까지 개발했다. 예를 들면 0.2미리정도 되는 뇌혈관까지 섬세하게 다 보이니 깜짝 놀랄 정도였다. 우리가 이 기술을 가지면 혈관이 막힌 곳을 일찍이 볼 수 있다. 치매나 뇌출혈을 예방할 가능성이 높아지는 것이다. 고령화 사회에서 뇌혈관 질병이 증가하기 때문에 도움이 될 것 같다. 알츠하이머, 파킨슨 이런 것들도 조기에 발견할 수 있다면 많은 치료도 할 수 있고 운동도 할 수 있고 도와줄 수 있다. 뇌과학에 게놈쪽으로 세포를 가지고 하는 연구도 있고 여러가지가 있지만 살아있는 사람의 뇌를 가지고 보면서 연구 하는 것, 그게 앞으로 뇌분야 과학 연구를 하는데 제일 큰 중요한 분야가 될 것이다. 게다가 14테슬라를 쓰면 핵심적 역할을 할 것이다.

 

-영상의료기기는 외국의 첨단기업 전유물로, 우리나라는 전량 수입해오고 있는 실정이다. 만약 14테슬라를 개발하면 신 성장 동력으로 미래 먹을거리가 될 수 있나

 

그렇다. 의료기기라는게 가장 첨단과학기술의 산물이다. 그래서 후진국에선 거의 만드는 데가 없다. 최첨단 과학기술 산업은 미국의 GE, 독일의 SIMENS, 필립스, 네덜란드 등 몇 선진국들이 독점하고 있다. 우리가 14테슬라를 한다는 것은 수백명의 연구원이 필요하다. 이 연구진들은 앞으로 비슷한 산업을 할 때 인프라로써 제공될 수 있다. 그러면 향후 우리가 선점할 수 있는 기술이 생길 것이다. 지금 청년실업 얘기를 많이 하지만 하루 아침에 해결되진 않을 것이다. 지금 정권은 2~3년 후를 위해 일을 하는 사람을 키우는데 더 많은 노력을 해야 될 것 이다. 그중 14테슬라 같은 경우는 아마 첨단과학 기술 그쪽 분야 사업 일으키는데 중요한 핵심 인재를 제공할 것으로 본다.

 

-작년에 중국과학원에 특별히 추천돼 갔다온 것으로 알려져있는데 중국의 뇌과학 분야의 수준이랄까 우리나라와의 관계는 어떤가.

 

▲지난해 11월달 상하이 자우퉁 대학 뇌과학 센터에서 연구를 했는데, 중국은 뇌과학 분야에선 앞서있는 것들이 별로 없다. 그러나 중국이 무서운 것은 중국 과학자들이 미국에서 뇌과학 선두주자들로 연구를 많이 하고 있다는 것이다. 그 사람들은 중국으로 돌아가 중국 뇌과학을 위해서 일을 할 사람들이다. 우리도 이를 교훈 삼아야 한다. 연구는 사람이 하는 것이기 때문에 좋은 사람을 데려오고 제대로 지원해주는 선진국 같은 연구체계를 꼭 갖춰야 한다. 그러한 방법 없이 옛날식으로 하면 절대로 앞설 수가 없다. 지금은 글로벌 경쟁시대이기 때문에 그걸 염두에 두고 모든 과학기술 정책을 세워야 될 것 같다.

 

-박사님은 일찍이 미국의 UCLA, 카이스트, 콜롬비아대학에서 교수도 하시고 특히 2003년도에 캘리포니아의 2300명 교수 중에 유일하게 최우수 교수로 선정됐다. 그것에 대한 비하인드 스토리라든가, 나이는 숫자에 불과하지만 연구하는 과정에서 연령 때문에 부딪치는 고충이라든가, 중국에서 로켓을 개발한 94세 과학자가 주도적으로 해서 우주에 인공위성 쏘아올리고 하는데 그런 부분에 대한 생각 말해달라.

 

현대 과학은 점점 복잡해지고 있다. 양도 숫자도 커지고 화학, 물리 등 한 분야만 하는 것이 아니라 화학, 물리가 융합되고 생물분야까지 겹쳐진다. 이렇다보니 연구원들의 연령이 증가할 수 밖에 없다. 이것도 해야 되고 저것도 해야 되기 때문이다. 그래서 문제는 글로벌 경쟁이다.  할 수 있는 목표로 두고서 경쟁해야지, 연령, 색깔, 미국사람, 중국사람 등 쓸데없는 장막을 세울 필요가 없다. 모든 나라의 연구원들이 미국대학으로 가서 연구를 하고 있는데, 우리나라도 좋은 연구를 해내려면 많은 연구원을 미국으로 보내야 한다. 그러나 제약을 두고 나이가 어떻다, 어느 나라 사람이다 따지면 할 수 있는 게 하나도 없다. 그래서 그런 규제를 없앴으면 좋겠다는 생각이 든다. 목표를 이루기 위해 우리는 많은 것들을 받아들여야한다. 연구 목표가 무엇이고 어떻게 하면 완성하겠냐에 목표로 두어야지 지역적인 것들 가지고 하니깐 우리나라에선 연구가 잘 안 되는 것 같다. 그래서 아직 우리가 후진성을 가지고 잇는 것이다.

 

 -세계에서도 뇌과학 분야의 선구자 역할 해왔는데, 인종, 연령 이렇게 해서는 글로벌 경쟁력 없다는 고견 말해줬는데, 다시 강조하고 싶은 건 우리나라 과학 정책이라든가 14테슬라 연구하면서 에로점이라든가 정부의 바람 같은 것 다시 한 번 강조하고 싶은 것은 무엇인가.

 

신문을 가끔 보면 창조경제 얘기를 자주 하는데, 현대 21세기 경제는 과학기술이 경제다. 그런 의미에서 과학을 다시 강조해야겠다고 생각한다. 그 다음에 과학기술 하루아침에 이뤄지지 않는다는 말을 꼭 하고 싶다. 지금은 창조니 벤처니 하는 말이 많이 나온다. 그러나 시간이 좀 걸리더라도 대학 같은 데서 연구 그룹이 수 년 쌓아온 과학기술 기본을 가지고 창업 벤처를 해야 국제 경쟁력을 올리는데 활용 된다고 본다. 쉽게 만들어 벤처창업하면 다른 사람도 쉽게 따라할 수 있다. 그래서 조금 어렵지만 장기적으로 투자해서 국제적으로 경쟁할 수 있는 기술을 하나씩 개발 해야겠다. 14테슬라 같은 것도 그 중에 하나다. 꾸준히 연구하고 개발하다 보면 남이 따라하지 못하는 것이 돼 있을 것이다. 5년 10년 주도권을 가지고 생산도 하고 사업도 할 수 있는 그런 계기가 될 수 있지 않겠는가. 사람을 하루아침에 기를 수 없다는 개념이 가장 중요한 것 같다.

 

-마지막으로 2016년도 바람이 있다면.

 

아까 잠깐 말했는데 우리도 이제는 남이 못하는 빅 사이언스를 대학들이나 연구소가 했으면 좋겠다. 젊은 사람들이 과학은 이렇게 하는 것이구나. 이런 게 과학이구나하는 것을 많이 깨닫게 해줬으면 한다. 간단히 예를 들면, 사이클로트론을 개발한 실험실을 만든 어네스트 로렌스라는 과학자가 처음 30센티의 사이클로트론을 만들었다. 그 제자가 그것을 1미터로 만들었고, 그 제자의 제자가 100미터를 만들었고, 지금은 28킬로가 됐다. 계속 제자들에게 전수해서 길이를 늘려나간 것이다. 한국대학도 그런 빅 사이언스를 하는 곳이 있어야 되겠다. 그런 것이 없이 국제적으로 나갈 수 없고 그런 과학적 기반 없이 기업도 할 수 없고 경제도 산업도 일으킬 수 없는 것이다. 그런 개념을 정부에서 꼭 좀 가졌으면 좋겠다. 사이언스 잡지에 나오는 내용을 보고 과학을 알아가는 너무 늦은 것이다. 앞서나가는 과학 기술이란 남이 상상하지 못하는 5년 후의 것을 생각하고 있는 것이다. 이를 위해 정부 차원에서도 장기적으로 지원해주면서, 과학의 세계를 더 이해해줬으면 좋겠다.

 

조장희 박사 주요 약력

 

. 서울대학교 공과대학 전자공학 학사, 석사
. 스웨덴 Uppsala 대학 응용물리학 박사
. 한국과학기술원 (KAIST)초빙석좌교수 (전기 및 전자공학)
. 미국 콜롬비아 대학 교수 (방사선 물리학)
. 미국 캘리포니아 대학 교수 (방사선학 및 신경과학)
. 가천대학교 뇌과학연구소 석학교수 및 소장


● 미국 학술원회원 Member (US National Academies
● 대한민국학술원 회원

 

-Distinguished Faculty Award for Research(최우수 교수상),미국 캘리포니아 대학제1회 과학기술한림원상(공학부분),
-과학기술 한림원, 대한민국
-미국학술원 회원(US National Academy of Sciences - Institute of Medicine)
-제27회 학술원상, 대한민국
-제1회 한국공학상(대통령상), 한국과학재단, 대한민국
-한국과학기술한림원 종신회원 (Fellow)

 

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