냉동인간의 부활, 언제?(II)

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<꿩 아니면 닭, 인공동면>

 

문제는 인간의 해동이 정말 가능하느냐이다. 과학이 발전하더라도 영원히 잠에서 깨어나지 못할 가능성도 배제하지 못하며 설사 냉동인간이 된 후 해동되더라도 그가 자신의 기억을 모두 되찾을지 불분명하다는 것이다. 현재 난자와 정자의 냉동법은 실제 많은 곳에서 활용되고 있는데 우선 냉동정자의 복원률도 완전하지 않다. 더구나 난자와 정자 등은 하나의 세포로 이뤄져 있기 때문에 냉동해도 얼음 결정이 생기지 않는 잇점이 있으므로 세포가 파괴될 위험성이 그만큼 적다.

그런데 인간은 60〜100조 개 이상의 세포로 이뤄져 있을뿐더러 글리세롤에 대한 독성도 있고 장기나 조직마다 얼고 녹는 속도가 달라서 그 과정에서 세포가 상할 수 있다. 특히 냉동인간은 인간의 죽음을 직접 다루어야 하므로 실험하는 것조차 간단하지 않은 동시에 복원 성공률은 100%가 보장돼야 한다는 점에서 더욱 큰 어려움이 있다. 또한 우리 몸에서 가장 중요한 뇌의 경우 기능 회복이 가능한지는 아직 확신하지 못한다.

냉동인간을 살려내는 것이 어려운 것은 얼렸던 딸기를 해동시켜보면 곧바로 알 수 있다. 냉동과정에서 각 세포 내에 들어있던 수분이 팽창하여 결정화되며 세포막을 파괴한다. 따라서 딸기를 해동시키면 세포내의 끈적끈적한 물질들이 흘러나와 딸기는 흐물흐물한 죽 같은 형태로 변한다. 이론적으로 수분은 영하 196∼영하 130도에서는 얼음 결정을 형성하지 않고 ‘깨끗하게’ 얼어붙지만 영하 130도 이상에서는 뾰족한 결정이 만들어지면서 얼음이 된다. 한마디로 냉동인간을 해동시키는 과정 자체가 신체에 손상을 입혀 딸기처럼 될 수 있다는 것이다.

이 문제는 워낙 첨예한 일이므로 많은 학자들이 연구했는데 매우 긍정적인 결과가 도출되었다. 근래의 연구에 의하면 물이 얼음으로 바뀜에 따라 세포의 부피가 10%정도 팽창하더라도 영향이 없을 것이라는 견해이다. 세포는 부피가 50～100%까지 늘어나더라도 내부에 형성된 얼음 때문에 세포가 죽는 일은 발생하지 않는다는 것이다.

물론 세포가 냉동될 때 물이 빠져나오기 때문에 세포 사이에 얼음이 형성된다. 그 결과 세포는 팽창하기보다는 오히려 축소된다. 세포가 축소되면서 세포막에 변화가 발생해 결국 세 세포가 죽게 된다. 이러한 문제점은 동결억제제를 사용하면 뇌의 기능을 온전히 유지할 수 있는 상태까지 얼음 형성을 억제할 수 있으므로 결론적으로 인체 냉동보존에는 별다른 장애 요인이 일어나지 않는다는 것은 냉동인간 연구자들에게 그야말로 좋은 소식임은 분명하다.

현재 과학자들이 주목하는 것은 남극의 생물체다. 영하 30도가 넘는 혹한 속에서도 생명을 유지하고 살아가는 생물체에서 결빙 방지 단백질을 찾아내자는 것이다. 물고기가 차가운 바다 속에서 얼지 않고 살아남는 것은 혈액 내의 결빙 방지 단백질이 부동액 역할을 하기 때문인데 극한 온도에서 사는 남극 물고기가 주목의 대상이 되는 것이다.

또한 툰드라 지대에서 동면하는 양서류인 도룡룡은 영하 35도 이하에서도 목숨을 보존한다는 사실이 발견되었다. 얼어있는 이들 동물은 몸을 움직이지도 않을뿐더러 심장도 작동하지 않고 혈액순환도 정지하며 신경활동도 거의 검출되지 않는다. 놀라운 것은 얼음 결정이 피하나 근육 사이에도 스며들어가 있으며 세포까지도 얼려놓는다. 몸이 언다고 하는 것은 생체를 구성하는 모든 세포에는 치명적인데 그 이유는 얼음 결정이 세포막을 뚫고 들어가 세포 내 기관들을 파괴시키기 때문이다. 생물의 모든 대사가 엉망진창이 돼버림에도 불구하고 이들 동물들이 되살아나는 것으로 냉동연구에 고무적이지 않을 수 없다.

이와 같은 연구는 냉동인간의 핵심인 일단 냉동된 사람이 실제로 살아날 수 있을지 모른다는 긍정적인 생각을 유도한다.

독일에서 의학적으로 엄격히 관리되는 조건에서 냉동돼 일단 사망상태가 됐다가 40분 후에 해동하는 실험이 실시된 적이 있다. 실험 결과 4명중 3명은 살아났고 1명은 영영 깨어나지 못했다. 생존자 중 한 명은 아무 것도 기억해내지 못했다. 나머지 2명은 러시아의 여성 과학자와 프랑스의 정신과 의사로 이들이 사후의 경험담을 얘기했는데 흥미롭게도 그 내용이 매우 달랐다. 프랑스 정신과 의사는 악몽을 이야기했다. 한편 러시아 여성학자는 아름답고 즐겁고 편안한 상태를 얘기했다. 러시아 여성은 친척들을 만났는데 매우 사랑스럽고 자신을 잘 돌봐주는 느낌이었다고 했다.

해동 문제가 워낙 첨예한 주제이므로 이에 대한 연구는 계속 세계의 주목을 받았는데 긍정적인 효과는 계속 축적된다.

1980년대 미국의 유타 주에서 2살 난 아이가 집 근처의 개울에 실족해서 물에 빠진 사건이 있었다. 물 속에 빠진 지 66분 후에 꺼냈는데 심장이 멈췄고 체온이 19도였다. 의사들이 체온을 높이기 위해 혈액을 교체하는 ‘교환수혈’을 하자 30분 만에 정상 체온으로 돌아왔다. 어린아이는 4일 후에 정상으로 돌아왔고 8주 만에 퇴원했다.

2001년 2월말에 캐나다에서 13개월 된 아기가 기저귀만 찬 채로 엄마를 찾아 집밖으로 나갔다가 영하 24도의 눈밭에서 동사한 사건이 있었다. 어린아이가 발견됐을 때는 산소부족으로 인한 뇌손상은 없었지만 심장이 멈춘 지 2시간이나 지났고, 체온이 16도에 지나지 않았다. 의료진은 사망했다고 진단할 수밖에 없었는데, 담요를 덮어주자 놀랍게도 아기의 심장은 차츰 다시 뛰기 시작했다. 의사들은 이럴 경우 일반적으로 산소부족으로 인해 뇌손상이 일어나지만 저온상태였으므로 산소 요구량이 감소하여 뇌손상이 없었을지 모른다고 추정했지만 두뇌의 장애는 없었다.

단 두 시간 후의 이야기이지만 냉동 인간의 부활 여부와는 별개로, 과연 되살아난 인간이 예전의 지능이나 기억들도 유지할 수 있는가는 또 다른 문제를 제기한다. 인간의 지능이나 기억의 메커니즘에 대해서는 아직도 워낙 밝혀지지 않은 부분이 많을 뿐만 아니라, 냉동과 해동이라는 엄청난 변화가 뇌의 신경망과 프로세스에 악영향을 주는 것은 물론 복잡하기 그지없는 신경세포와 기억회로망을 완벽히 복구하는 것이 가능한지를 알 수 없기 때문이다.

 

사실 냉동 인간을 되살리는 것 자체는 앞으로 가능할 것이라 믿는 과학자들도 기억의 유지와 회복은 어려울 것이라고 예측하는 경우가 많다. 일각에서는 뇌세포와 기억의 복구에 나노기술이 활용될 수 있을 것이라 얘기하기도 한다.

학자들은 궁극적으로 나노테크가 이에 대한 해답을 줄 수 있다고 기대한다. 미세한 기계가 해동 중인 인체 내에 투입되어 수 조개에 이르는 세포들을 하나하나 복구한 다음 환자를 소생시킬 수 있다는 것이다. 세포를 수리하는 ‘나노로봇’이 분자수술을 하는 장면이 간단한 것은 아니지만 간단하게 말해 수십 나노미터(nm) 크기의 로봇팔들이 세포 사이를 비집고 들어가 골라내어 마치 세포를 수술하는 집도의 구실을 하는 것이다.

혈관 벽에 붙은 찌꺼기를 제거해 동맥경화를 치유하는 것처럼 나노로봇이 세포를 복구할 수 있다고 기대하지만 문제는 이런 수술이 만화처럼 간단하게 이루어지지 않는다는 점이다. 간단하게 말해 뇌를 나노기술로 상처난 곳을 복원시킨다는 것이 얼마나 어려운 것은 뇌는 신경세포라는 구성 성분들의 복잡하고 방대한 연결 회로로 되어 있다. 100억 개 이상의 신경 세포로 가득 찬 뇌에서 신경세포 하나는 다른 신경세포 1,000여개에 이어진다. 이 회로를 모두 연결하면 무려 10만km의 배선을 이루는데 이런 배선을 완벽하게 복원해야 한다는 것이 말처럼 쉽지 않다는 것을 이해할 것이다.

더불어 뇌의 작용 메커니즘은 여전히 불명확하다. 냉동인간에 대해 부정적인 학자들은 뇌의 작용 중 색깔 하나를 인식하는 과정에 대한 신경생물학적 답조차 나오지 않는 실정인데 이런 상황에서 뇌를 복구해 의식을 되찾는다는 것은 허황한 바람에 지나지 않는다고 지적한다.

4차 산업혁명 시대에 들어선 현재 이 분야 전문가들은 발끈한다. 적어도 냉동인간의 소생을 도울 이상적인 해결 방법이 없는 것은 아니라는 주장이다. 시신의 해동 과정에서 세포 내부의 특정 부위마다 다른 종류의 냉동억제제를 선택적으로 사용하면 세포 손상을 막을 수 있다는 주장인데 물론 이 대안도 세포의 특질이 명확해야만 특정 냉동억제제를 적용할 수 있는 것은 사실이다.

과학이 이 분야에 상당한 진전을 보이고 있다는 설명이다. 특히 해동 속도를 조직의 특성에 맞게 조절하는 방법도 있다. 조직에 따라 급속 혹은 저속 해동 방법을 사용하는 것인데 이 역시 과학 기술이 해결해 줄 것으로 믿는다.

냉동인간에 대한 연구는 계속 진행되고 있는데 인간이 아닌 동물의 경우 매우 긍정적이라는 것도 고무적이다. 쥐와 개의 경우 4시간 30분 동안 냉동 상태에 있다가 아무 이상 없이 깨어난 연구 결과도 있다.

히트리가라고 불리는 모충(毛蟲)은 영하 50도 이하에서 10개월도 넘는 기간을 몸이 꽁꽁 얼은 상태에서 보낸다. 수염상어 종 헤미스킬리움속의 한 종류는 물 밖에서는 마치 죽은 것처럼 보이지만 실제로는 살아있으며 다만 활동을 정지한다.

2016년 국 브레인프리저베이션재단은 포유류 즉 실험용 토끼의 뇌를 냉동 보존한 지 5년 만에 별 다른 손상 없이 해동하는 데 성공했다고 발표했다. 토끼를 대상으로 한 연구지만 뇌는 냉동인간 기술의 난제로 남아있는 만큼 냉동인간 기술의 돌파구가 제시되었다고 평가되었다.

2017년 존 비쇼프 미국 미네소타대 교수는 사람의 피부, 돼지 혈관 및 심장판막을 산화철 나노입자가 든 특수용액에 적셨다가 얼린 후 녹일 때 자기장을 가했다.

그러자 마치 전자레인지가 음식물 안에 있는 물 분자를 격렬하게 회전시켜 온도를 올리는 것처럼, 자성을 가진 산화철 입자가 장기 내부에서 빠르게 돌아가면서 열을 냈다. 조직의 내외부가 모두 1분 만에 200도까지 올라갔는데 해동한 뒤 세포나 조직에는 아무런 손상이 없었다는 보고다. 특히 조직이 해동되는 과정에서 산화철 입자도 자연스럽게 밖으로 빠져나갔다고 설명했다.

그러나 냉동인간에 대해 비판적인 사람들은 냉동 보존 인간의 부활이 원천적으로 불가능한데도 이를 과대 포장한다고 비판한다. 한마디로 냉동인간 산업은 사기와 다름없다는 것이다. 이에 대해 알코어사는 냉정하게 반박한다.

 

‘냉동 보존 인간의 회생이 불가능하다는 것에 대한 분명한 기술적 반박도 존재하지 않는다.’

 

이런 비난이 있음에도 불구하고 냉동인간 보존 산업은 성업 중이다.

냉동인간을 만드는 곳은 미국 아리조나 스코츠테일에 있는 알코어(Alcor) 생명연장재단이다. 이 재단은 1972년 설립 당시 로스앤젤러스 동쪽 리버사이드에 위치했으나 LA에서 대지진이 일어나고 근래에 보다 강력한 지진이 일어날지 모른다는 예측이 나오자 1994년 아리조나로 옮길 정도로 철저한 관리를 하고 있다.

1972년에 설립된 알코어는 1980년대만 해도 불과 10여 명의 회원밖에 없었지만 현재는 회원수가 1,100여 명에 이른다고 알려지는데 디즈니를 탄생시킨 월트디즈니를 비롯하여 중국의 작가 두홍(杜虹), 미국의 전설적인 야구선수 테드 윌리엄스 등은 물론 14세의 말기암 환자였던 영국 소녀도 냉동인간의 길을 걸었다고 알려진다. 또한 냉동인간 문제를 심층적으로 다룬 「데몰리션맨」의 주인공인 실베스터 스탤론도 냉동인간으로 예약된 사람 중 한 명이라는 내용도 있다. 알려지기는 한국인도 상당 수 있다는데 놀라운 것은 냉동인간 서비스가 한국에도 등장했다는 점이다. 세계 3대 냉동인간 회사 중 하나인 러시아의 ‘크리오러스(KrioRus)’가 2017년 한국과 제휴로 한국에 상륙했다는 소식이다.

텍사스주 컴포트에는 세계 최대 규모의 냉동 보존 연구센터를 건설 중인데 ‘타임쉽 빌딩’이라고 명명된 이 센터가 완성되면 최대 50,000명의 냉동 인간을 보관할 수 있다고 한다. 그런데 냉동인간이 되려는 사람과 냉동인간 보존업체간의 계약이 이채롭다. 즉 냉동인간 보존 업체들은 고객들에게 시신을 냉동 처리한 후 보관한다는 계약만을 체결하고 언제 시신을 해동해준다는 어떤 보장도 하지 않는다는 것이다. 사실 해동 기간을 알 수 있다는 것은 해동이 완벽하다는 것을 의미하므로 이를 비난할 수는 없는 일이다.

한편 냉동인간의 해동이 생각보다 어려워 단기간에 완전한 방법이 도출되지 않는다면 근간 냉동인간이 우리 주위에 등장하는 것을 보장할 수는 없을지 모른다.

그런데 학자들은 이와 유사한 방법을 강구했다. 냉동인간이 아니라 인공동면이다. 많은 SF 영화에서 장거리 우주 여행을 할 때 인공동면으로 비행 기간의 문제점을 해결한다. 인공동면 장면은 영화 「2001 스페이스 오디세이」, 「에일리언」, 최근의 「패신저스」 등 우주여행 관련 SF영화에서 숱하게 등장한다.

몇 년에서 몇 십 년 이상의 오랜 세월을 우주선 안에서 보내야하는 우주비행사와 여행객들이 그동안 신체적인 노화를 늦추며 시간을 버는 동시에, 식량을 비롯한 생활자원 등을 아낄 수 있는 비결이 바로 일부 동물들처럼 겨울잠을 자는 방법이기 때문이다.

동물의 경우를 살펴보자면, 뱀이나 개구리와 같은 변온동물들만 동면을 하는 것이 아니라, 이보다 훨씬 고등한 동물, 즉 곰, 두더지 등 인간과 소속이 같은 포유류의 여러 동물들도 동면을 한다.

특히 학자들이 인공 동면의 경우 상당히 현실성이 있다고 생각하는데 이는 인공 동면과 매우 유사한 원리를 이미 의학에서 응용하고 있기 때문이다. 외과의 심장 수술 등에 활용되고 있는 ‘저체온 수술법’도 체온을 낮추어서 인간의 신진대사를 거의 멎도록 한다는 점에서 일종의 인공 동면으로 볼 수 있다. 다만 이 경우 수술을 끝낼 수 있는 1〜2시간 정도가 저체온을 유지할 수 있는 현재의 수준이다.

그러나 쥐를 동면시켰다가 부작용 없이 깨어나게 하는 실험은 성공했다. 이것이 주목을 받는 것은 절대 절명의 순간에 이른 암 환자 등을 인위적으로 동면시켜 치료법이 나올 때 깨우는 것이다.

쥐에 대한 인공동면은 썩은 계란 냄새가 나는 기체 황화수소를 통해 진행되었다. 미국 시애틀의 워싱턴대학과 프레드 허친슨 암연구센터 연구팀은 쥐를 ‘황화수소’(H2S) 80ppm이 주입된 공간에 넣었다. 수분 만에 쥐는 움직임을 멈추고 의식을 잃었다. 호흡이 분당 120회에서 10회 미만으로 줄고 체온은 36.7도에서 11도까지 떨어지고 신진대사율은 90%나 감소했다. 이 결과가 매우 고무적인 것은 사람을 인공동면에 빠뜨려 정상세포를 동면시킨 뒤 암세포만 집중 공격하는 것도 가능할 것으로 생각하기 때문이다. 지금의 과학기술로 인간이 냉동인간이 되었다가 부활하여 생명을 연장하는 데는 다소 시간이 걸릴지 모르지만 인공동면으로 생명을 연장하는 것은 기대해 볼 만하다는 내용이다.

과학적인 측면으로 볼 때, 지구에 인류가 태어난 이래 사망한 사람이 단 한 명도 다시 되살아나지는 못했지만 앞으로 인간의 의도에 따라 시간을 이동하는 기술 즉 냉동인간의 부활이 가능하기를 필자는 바란다. 미라부터 냉동인간까지 인간의 생명을 오래 유지하기 위한 염원은 인간만이 가질 수 있는 특권이기도 하다. 인간의 생명을 담보로 한 과학기술은 연구대상이 바로 인간이므로 여러 가지 문제가 복합적으로 얽혀 있지만 영원을 갈구하는 인간의 꿈은 결코 사라지지 않을 것임은 분명하다. 인간이 인간의 특권을 버릴 리는 만무하기 때문이다.

영화에서 냉동인간은 감독들이 가장 신경을 쓰면서도 신나는 장면이기도 하다. 냉동인간은 나체로 저장되므로 해동될 때에도 나체이므로 관객들을 자극시키기에 충분하다. 「에일리언(Alien)」에서 리플리가 해동되는 장면이 SF영화사상 가장 아름다운 장면 중에 하나로 뽑힐 정도로 인체가 해동되는 장면은 감독들이 마음껏 화면을 채울 수 있는 소재를 만들어 준다.

 

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