해외 의생명과학분야 대학원 장학생
아산의생명 장학재단에 합격하였다. 박사과정 5년동안 도움을 받을 예정이다. 추후에 지원할 학생들을 위해 나의 자기소개서 내역을 공개하여, 도움이 되길 기원한다.
장학생 지원동기
아산대학원장학생이 됨으로써 정주영 회장의 어록인 "해봤어?"를 매번 가슴에 새기고 도전하며, '우리 사회의 가장 어려운 이웃을 돕는다'를 나의 철학으로서 살고 싶다. 현재 결혼을 해서 아내와 함께 살고 있다. 뇌과학 연구를 하면서 경제적인 어려움을 느끼지 않고, 학회 등에도 적극적으로 참여하며 많은 연구자들과 교류하면서 연구에 정말 최선을 다하고 싶다. 마지막으로 5년간 장학금을 받게 된다면, 그중 매년 500만 원씩을 고등학생들에게 장학금으로 전달하여, 사회환원을 계속하며 내 삶의 근간을 다지고 싶다.
"해봤어?" 내가 할 수 없을 것이라고 생각되는 어려운 일에 도전할 때마다 나 스스로에게 되뇌는 말이다. 처음 막연하게 책을 출판하겠다는 목표를 세웠을 때 아무도 그 목표를 진지하게 듣지 않았다. 나 자신도 나를 의심했다. 그래서 스스로 물었다. "해봤어?" 아니었다. 그래서 일단 해봤다. 하다 보니 좋아하는 주제를 알게 되고, 잘 써지는 글감을 찾게 되며 내 글을 좋아해 주는 독자들을 발견했다. 당시 핀란드에서 교환학생을 하며 느꼈던 점들을 쓰기 시작했고, 핀란드와 한국의 문화 차이에 대해 글을 몇 개 쓰다 내 글을 좋아하는 뚜렷한 독자층이 생겼다. 14개월 동안 꾸준히 글을 쓰다 보니 글이 70개 쌓였다. 원고 투고를 위해 30개의 출판사를 조사했다. 준비한 원고와 비슷한 책을 읽어보고 그 출판사에 원고를 투고했다. 원고 투고를 위해서 출간 기획서가 필요했다. 초고와 함께 출간 의도와 타깃 독자, 작가 소개 등을 작성해 출판사에 이메일을 보냈다. 한 달쯤 지나 거절하는 메일들이 왔다. 새로운 곳에 다시 이메일을 썼다. 오랫동안 기다린 결과 한 출판사에서 연락이 왔고, <세상에서 가장 행복한 나라, 핀란드>가 출간되어 분야별 베스트셀러 top 50에 올랐다.
그리고 '우리 사회의 가장 어려운 이웃을 돕는다'는 목표에 또 도전했다. 이를 위해 장학재단을 세우고자 했다. 이번에도 역시 의심의 목소리가 들려오면 다시 "해봤어?"라고 되뇌었다. 이번엔 먼저 함께할 동료를 찾았다. 사람을 설득하기 위해 필요한 것은 긍정적인 청사진과 원대한 꿈이었다. 아무런 돈도 없이 장학재단을 세우겠다고 하니 사람들이 쉽게 설득되지 않았다. 그래서 우선 돈을 벌어야 한다는 결론에 도달했다. 당장 할 수 있는 일 중 돈을 꾸준히 벌 수 있는 방법이 새로운 책을 쓰는 일이었다. 지난 출간 경험을 바탕으로 책 출간을 조그만 일로 나눠 시간 순서대로 배치하여 청사진을 만들었다. 이 책을 통해 얻은 인세로 장학재단도 세워보자 말했다. 긍정적인 청사진과 원대한 꿈이 함께하니 사람들을 설득할 수 있었다. 나보다 뛰어난 역량을 가진 동료들과 함께 하니 수월하게 일이 진행되었다. <공대에 가고 싶어 졌습니다>는 출간 후 청소년 분야 top2에 올랐고, 10,000부 이상이 팔렸다.
인세로 벌게 된 돈 약 1200만 원 전액 모두 서울대학교 공과대학에 기부하며, 서울대학교 공과대학과 함께 "공과대학 우수학생센터 비전장학금"을 설립하였다. '우리 사회의 가장 어려운 이웃을 돕는다'는 뜻에 따라 장학금을 선발할 때 경제적으로 상황이 어렵지만, 미래에 대한 자신의 뚜렷한 비전이 있는 고등학생 5명을 직접 선발하여 한 학생에게 100만 원씩 장학금을 수여했다. 앞으로도 평생 한해에 최소한 5명의 학생들에게 장학금을 주는 것이 내 인생의 목표다.
아산 정주영 회장의 철학을 항상 가슴에 새기며, 그 발자취를 쫓고, 나의 연구인 뇌과학 연구에 집중함으로써 내가 도울 수 있는 최대한 많은 사람을 돕고 싶다.
전공선택 이유
사람이 모든 것의 근본이다. 아산 정주영 이사장께서 말했다. 나 역시 그 근본인 사람을 잘 이해하고 싶었다. 사람은 참 신기한 존재다. 유한한 존재인 주제에, 무한한 우주를 탐구하고, 죽음 이후의 세계를 상상할 수 있는 힘이 있다. 그래서 공학을 전공했지만, 사람을 이해하기 위해 다양한 학문에 도전해 보았다. 철학, 심리학, 교육학 모두 수업도 들었다. 인간을 탐구하는 학문 중, 내가 특기를 가지고 있는 과학과 공학이라는 도구를 이용해 탐구할 수 있는 학문이 바로 뇌과학이었다. 가설을 세우고, 그 가설에 따라 연구를 하며 가설이 틀리면 언제든 반증할 수 있는 매력적인 방법론을 사용할 수 있었다. 더 나아가 이제 우리가 살아갈 21세기는 인공지능과 함께 살아갈 세상이다. 그 시기를 살아갈 모두 가슴속 "인간을 인간답게 만들어 주는 것은 무엇인가?"라는 질문을 하고 살아가야 한다. 그러한 시대적 숙명을 모두가 가지고 살아간다. 뇌과학을 공부하면, 학문을 공부하는 것을 넘어 나 자신을 이해할 수 있다. 나라는 존재는 어떤 존재이며, 나와 함께 더불어 살아가는 다른 존재들은 어떤 존재인지 알 수 있다. 내가 왜 이런 선택을 하는지, 저 사람은 왜 저런 선호를 가지는지 배울 수 있다. 그렇게 시작된 막연한 관심이었지만, 팬데믹의 시간 동안 우울증을 직접 겪으며 뇌 회로와 정신건강, 감정의 상호작용에 대한 깊은 이해의 필요성을 더 절실히 느꼈다. 정신 건강에 대한 깊은 관심을 바탕으로 서울대학교 뇌인지과학과의 차지욱 교수님과 함께 연구를 진행했다. 아동들 중 자살 행동과 연관된 뇌의 기능적, 해부학적 측면을 탐구하기 위한 인공지등 모델을 개발하는 것이 목표였다. 미국에서 진행 중인 가장 큰 뇌 발달 및 어린이 정신 건강에 관한 연구인 '청소년 뇌인지 발달 연구(Adolescent Brain Cognitive Development study)의 기능적 자기 공명영상 (fMRI)과 설문조사 데이터를 이용하여 어린이들의 자살 행동에 대한 잠재적 예측인자를 찾고자 했다. 연구 결과, 어린이의 자살 행동을 예측하기 위해 설계된 인공지능 모델에서 가장 중요한 예측인자로서 임상 연구에서 자살 행동과 가장 연관이 깊다고 알려진 뇌 부위인 전측대상회 피질 (anterior cingulate cortex)이 나왔으며, 그 뒤를 이어 감정 조절 및 충동성과 같은 요소들이 특성 중요도에서 나왔다. 인공지능 모델과 뇌과학 데이터를 통해서 어떤 특성을 가지고 있는 아이들이 자살행동을 할 가능 성이 높은 지를 알 수 있었고, 이는 내가 하는 연구가 앞으로 세상에 도움이 필요한 사람들을 도울 수 있을 것이라는 확신을 갖게 해 주었다. 이 경험은 뇌과학을 전공으로 선택하는데 결정적인 영향을 끼쳤다. 인공지능 모델과 뇌과학의 접목을 통해 뇌과학의 연구의 새로운 가능성을 목도했기 때문이다. 이를 통해 뇌과학을 더 깊게 배우며 기존의 임상적 관찰에만 의존하는 연구가 아닌, 계산과 데이터 기반분석을 통해 정신 건강 문제의 근본적인 신경생물학적 기반을 이해하고 싶다는 확신을 가지게 되었다.
주요 관심분야 및 연구계획
인공지능 모델과 전산과학을 이용하여 행동과 감정을 조절하는 뇌의 신경회로를 모델링하고 이해하는 것에 관심이 있으며 구체적으로 도파민 시스템을 연구하고 싶다. 도파민 시스템은 우울증과 깊게 관련 있는 기분 조절, 의사결정, 그리고 습관형성 및 중독 등 인간의 행동과 감정에 깊게 관여한다. 도파민 시스템이 다른 뇌와 어떻게 상호작용 하며, 보상과 외부자극에 어떻게 반응하는지 이해하기 위한 실험과 함께 이론적 모델 개발을 할 것이다. 생쥐를 T자형 미로에서 설탕물과 빛의 양을 조절해서 생쥐가 보상과 비용 사이에서 의사결정을 하도록 훈련시킬 것이다. 그리고 해당 실험을 하기 위한 생쥐를 2-hit 모델을 사용하여, 바이러스 감염으로 인한 임신 중 모성 면역 활성화(Maternal Immune Activation)가 된 모델과 성인이 된 이후 만성적인 스트레스를 받은 쥐를, 두 가지를 모두 겪은 쥐, 마지막으로 대조군을 비교할 것이다. 만성적인 스트레스 모델의 경우 만성고정 (Immobilization)과 만성 전기 쇼크(Chronic Electric Shock)를 이용할 것이다. 현재 일하고 있는 MIT 뇌인지과학과의 Ann Graybiel 교수와 함께 T자형 미로에서 의사결정을 할 때 어떤 각각의 그룹들이 어떻게 다른 행동을 보이는지 관찰할 것이고, 뉴런들의 활성화 정도가 어떻게 다른지 역시 비교할 것이다. 그중에서도 특히 선조소체(striosome)라고 불리는 세포 군집체에 회로에 대한 큰 관심이 있다. 선조소체는 선조체(striatum)의 일부이며, 선조체는 기저핵(basal ganglia)의 일부이다. 선조소체는 의사결정과 기분을 결정하는 기저핵(limbic system)과 깊은 연관이 있다고 알려져 있다. 선소조체를 먼저 광유전학 (optogenetics)을 이용하여 직접경로(direct pathway)와 간접경로(indirect pathway)를 확인한 후, 각각 회로를 뉴로픽셀을 통해 해당 부위의 뉴런들의 활성화도를 체크할 것이다. 섬유측광(fiber photometry)을 이용하여 도파민의 활성화도 역시 체크할 것이며, 인공지능 모델을 통해 직접경로와 간접경로의 뉴런들의 활성화도가 어떻게 도파민의 활성화도를 결정하는지 이론적으로 이해할 것이다. 위 모든 연구를 종합하여 광유전학을 이용하여 특정 부위의 뉴런을 활성화하거나 억제하여 대조군의 쥐를 우울증 모델과 같은 선택을 하도록 만들거나, 반대로 우울증 모델의 쥐를 대조군의 쥐처럼 만들어 우울증에 대한 밀도 있는 이해를 하는 것이 최종적인 목표다.
학위 취득 후 계획, 사회에 기여할 수 있는 점.
학위 과정을 마치고 난 뒤, 뇌과학 분야에서 우울증 연구에 전념할 계획이다. MIT에서 Ann Graybiel 교수와 함께 연구하면서 얻은 기초과학에 대한 이해와 기술적인 능력을 활용하여, 우울증의 복잡한 신경 메커니즘을 해명하는 데 집중하려 한다. 우울증이 단순히 정서적 문제가 아니라 오랜 기간 동안 축적된 신경회로의 불균형에서 기인하는 것임을 증명하고, 이를 정밀하게 조절할 수 있는 인간에게 적용할 수 있는 새로운 치료법을 개발하는 것이 목표다. 특히, 습관 형성, 동기 부여, 의사결정 과정에 관한 신경 메커니즘을 더욱 깊이 연구하고자 한다. 이를 통해 습관적 행동이 어떻게 자동화되어 의식적 노력 없이 수행되는지, 그리고 우울증 상태에서 이러한 과정들이 어떻게 방해를 받는지에 대한 이해를 넓히고자 한다. 이러한 깊은 이해를 바탕으로 우울증 환자들의 뇌 기능을 회복시킬 수 있는 치료적 개입법을 찾아내려 한다. 보상 기반 학습과 의사결정에 대한 연구를 심화함으로써, 우울증 환자들이 겪는 동기 부족과 결정 장애를 더욱 정밀하게 이해할 수 있을 것이다. 이를 기반으로 경도의 우울증 환자들에게는 인지 행동 치료의 효과를 높이고, 중증 또는 치료에 내성적인 우울증 환자들에게는 신경 조절 치료법(예: 심부 뇌 자극술 (Deep Brain Stimulation), 경두개 자기 자극술(Transcranial Magnetic Stimulation), 전기경련요법(Electroconvulsive Therapy))을 개선하고 정교하게 할 수 있는 방안을 모색하려 한다.
연구 성과를 바탕으로 우울증에 대한 전문적인 책을 집필함으로써, 우울증에 대한 과학적이고 실용적인 지식을 대중에게 전달할 것이다. 이는 우울증을 개인적 문제가 아닌, 사회적이고 신경과학적인 관점에서 접근하여 이해도를 높이고, 우울증 환자뿐만 아니라 그 주변인들에게도 실질적인 도움을 줄 수 있는 정보를 제공할 것이다. 위의 연구와 저술 활동은 우울증에 대한 사회적 인식 개선에 기여하고, 환자들의 고통을 경감시키며, 삶의 질을 향상하는 데 중요한 역할을 할 것이다. 더 나아가, 이는 우울증 치료의 글로벌 스탠더드를 높이고, 건강하고 행복한 사회를 만드는 데 기여할 것이다.
