미주신경의 비밀이 밝혀지다
(Secrets of the Vagus Nerve Revealed)
by Jerry Bergman, PhD
미주신경은 건강에 있어 매우 중요한 신경으로 밝혀지고 있다.
새로운 연구는 언제나 인체의 설계와 복잡성을 이해하는 데 새로운 장을 열어준다.
연구를 통해 인체의 설계와 복잡성이 더욱 많이 밝혀지면서, 진화의 가능성은 더욱 낮아지고 있다. 미주신경도 마찬가지이다.
미주신경(vagus nerve)의 기능에 대한 최초의 증거는 2,000년 전 고대 로마의 의사 갈렌(Galen)이 실수로 돼지의 신경을 절단하여 돼지의 비명 소리는 멈추었지만, 꿈틀거림은 멈추지 않은 것으로 거슬러 올라간다. 갈렌은 뇌에서 성대로 신호를 전달하는 미주신경의 가지는 절단했지만, 꿈틀거림과 몸부림을 유발하는 신경은 절단하지 않았다는 사실을 알게 되었다. 그 후 2,000년 동안 우리는 이 신경에 대해 많은 것을 배웠다. 한 가지는 이 신경의 다양한 생리적 기능에 대해 알아야 할 것들이 더 많이 있다는 사실이다.
미주신경은 어떤 신경인가?
미주신경은 우리 몸에서 가장 길고 가장 중요한 뇌신경이다. 미주신경 다발의 신경 섬유는 뇌간에서 시작하여 목의 양 측면을 따라 내려가는 두 개의 경로로 나뉜다. 그런 다음 두 가지(branches)가 심장에서 다시 합쳐져, 소화관(gut)과 대부분의 다른 기관으로 내려간다. 이는 뇌와 대부분의 중요한 기관을 연결하는 주요 감각 고속도로이다(그림 1 참조). 소화관을 통과하는 음식물의 움직임부터 심장의 꾸준한 박동에 이르기까지, 모든 것을 조절하는 데 도움이 된다. 또한 기침, 재채기, 삼키기, 구토를 포함한 특정 반사작용을 제어한다. 새로운 연구에 따르면, 미주신경은 이전에 믿고 있었던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 사실이 밝혀졌다.
현재 연구의 목표는 그 경로를 따라 약 160,000개의 신경 섬유들에 대한 상세한 지도를 만드는 것이다. 연구자들은 이 목표를 달성하면 "의학에 혁명을 일으킬 것"이라는 결론을 내렸다[1].
.미주신경(라틴어로 vagus는 wandering(방랑), rambling(산책)). 위의 그림에서 볼 수 있듯이 몸통 전체를 돌아다니기 때문에 그러한 이름이 붙여졌다. <From National Institutes of Health>
2,000년 전에 발견된 신경에 새로운 관심이 쏠리는 이유는 무엇인가?
최근 연구에 따르면, 미주신경의 역할은 이전에 알려진 것보다 훨씬 더 광범위한 과정의 중심에 있는 것으로 밝혀졌다. 미주신경은 장기 기능을 모니터링하는 것 외에도, 얼굴 표정을 식별하고, 기분을 조절하는 데에도 도움이 된다.
가장 중요한 것은 연구자들이 관절염, 심장병, 파킨슨병과 같은 질환에서 때때로 만연하는 면역반응인 염증을 어떻게 조절하는지 이해하기 시작했다는 점이다. 미주신경은 뇌와 위장관 사이를 연결하고 있어서, 정서적 감정이 위장관의 이상을 유발할 수 있는 이유도 바로 이 때문이다. 또한 미주신경은 구심성 섬유(즉, 중추신경계로 이어지는 신경)를 통해 내부 장기의 상태에 대한 정보를 뇌로 보낸다.
미주신경 자극기(vagus nerve stimulators)는 전기를 사용하여 간질, 우울증, 편두통, 비만에 이르는 다양한 질환을 치료한다. 연구자들은 미주신경의 설계를 풀기 위한 노력을 통해, 각 가지(branches)들을 매핑하고, 심지어 존재하지 않았던 새로운 특수 세포 유형을 발견할 수 있게 되었다. 이러한 통찰력은 의사가 염증을 조절하는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 완전히 새로운 치료 프로그램을 개발할 수 있게 한다.[2].
미주신경 자극기를 사용한 성공 사례
1980년대 후반, 미주신경 자극기를 이식하면, 약물-내성 간질(drug-resistant epilepsy)의 발작을 줄이거나, 심지어 없앨 수 있다는 사실이 입증됐었다. 이 자극기는 가슴 피부 아래에 이식하는 포커 칩(poker chip) 크기의 펄스 발생기를 사용한다. 펄스 발생기는 미주신경을 감싸는 커프(cuff)에 와이어를 통해 전기 자극을 보낸다.[3] 치료-저항성 우울증에 대한 유사한 이식형 장치를 사용하면, 이전에 4가지 이상의 다른 치료를 시도했지만 성공하지 못했던 환자의 약 40%가 증상이 완화되었다[4].
또 다른 예로는, 비만 치료를 위해 이식형 장치를 사용한 경우, 이 장치를 사용한 사람들은 대조군보다 과체중이 약 8% 더 감소했다.[5] 가장 최근에는 FDA에서 뇌졸중 후 상체 운동 회복을 위한 자극기를 승인했다. 연구에 따르면, 자극기는 혈압을 조절하고, 혈당 수치를 낮추는 데도 사용할 수 있다고 한다.
염증을 완화시키는 미주신경의 능력은 특수 뉴런이 사이토카인(cytokines)을 감지하고, 이에 반응하여 뇌로 신호를 보낼 때 촉발된다. 이러한 신호는 비장(spleen)이 백혈구 분비를 시작하도록 시발(trigger)한다. 이 발견은 전극 자극기가 류마티스 관절염을 유발하는 염증을 차단할 수 있음을 나타낸다.[6] 한 연구에 따르면, 환자의 70%가 류마티스 관절염 증상이 최소 20% 감소했으며, 거의 절반은 50%가 개선되었다.[7].
미주신경의 설계
미주신경은 운동 기능, 감각 기능, 구심성 뉴런(afferent neurons, 피부와 다른 기관의 감각 수용체에서 중추신경계(뇌와 척수)로 정보를 전달하는 뉴런)을 모두 포함하고 있다. 또한 원심성 뉴런(efferent neurons, 중추신경계에서 근육과 신체 샘들로 운동 정보를 전달하는 뉴런)도 포함되어 있다. 신경의 구조는 복잡하며 160,000개 이상의 섬유들로 이루어져 있다.
우측과 좌측 미주신경은 부교감 신경계의 주요 신경 구성 요소이다. 미주신경은 소화, 심박수 및 면역계를 포함한 비자발적 신체 기능을 제어한다. 미주신경을 통한 부교감 신경계는 스트레스 반응에 대한 균형을 맞추는 역할을 한다. 이는 우리가 진정하고, 긴장을 풀고, 더 사교적이 되도록 도와준다. 최적의 기능은 신체적, 정신적 건강을 위해 필수적이다.
*또 하나의 소식(9/27/2023) : 오클랜드 대학 연구자들은 미주신경이 운동 중에 활성화된다고 보고했다. 이는 미주신경이 주로 부교감 신경계의 '휴식과 소화' 기능을 지배한다는 이전의 가정을 뒤집는 결과이다. "새로운 연구에 따르면 부교감 신경계와 교감 신경계가 운동 중에 함께 작용하여 심장이 더 열심히 그리고 더 빨리 펌프질을 할 수 있도록 도와준다." 연구 저자 중 한 명은 "규칙적인 운동이 미주신경의 활동을 개선하고 유익한 효과를 가져올 수 있다고 말할 수 있다"라고 말했다.
요약
미주신경을 이해하는 데 적용된 연구는 꾸준히 발견되고 있는, 인체 기관들의 설계, 독창적인 복잡성, 기관계들의 통합에 대한 증거를 보여주는 또 하나의 예인 것이다. 위에서 설명한 미주신경을 자극하는 치료법의 성공은 침술, 요가, 태극권, 냉수욕, 명상 등이 모두 호흡을 늦추고, 신체를 이완시키고, 진정시키는 이유일 수 있다. 이러한 호흡 둔화(천천히 호흡하는 것)는 미주신경을 따라 이동하는 특정 신호에 영향을 미친다. 이러한 운동은 미주신경 활동을 나타내는 미주신경의 전기적 활동의 척도인 미주신경 긴장도(vagal tone)를 개선하는 기능을 할 수 있다.
전기 자극이 특정 상태 또는 질병이 아닌 정상적인 상태를 개선할 수 있다는 사실은 신체의 일부 부적응이 건강 문제를 일으키고 있음을 나타낸다. 이러한 경우 건강 문제는 신체 설계 때문이 아니라, 식습관, 정서적, 또는 환경적 스트레스와 같은 외부 요인으로 인한 것이다.
이 연구를 통해 얻은 지식의 증가는 인체가 어떻게 잘 설계되었는지, 어쩌면 "과도하게 설계"되었는지를 이해하는 데 도움이 된다. 위에서 설명한 몇 가지 연구 프로그램에서 알 수 있듯이, 미주신경 연구자들이 미주신경 전체를 지도화하기 위해 미국국립보건원(NIH)의 지원을 받아 3년간 670만 달러 규모의 프로젝트에 착수한 이유 중 하나가 바로 이러한 발견들 때문이다. 여기에는 미주신경의 구불구불한 경로를 따라 160,000개의 섬유를 하나하나 식별하고 그 위치를 추적하는 작업이 포함된다.
References
[1] Wade, Grace. 2023. Unraveling the secrets of the vagus nerve will revolutionize medicine. New Scientist, August 22.
[2] Breit, Sigrid. 2018. Frontier Psychiatry, Volume 9. Section on Psychological Therapy and Psychosomatics, March 13.
[3] Pinrey, J., and J. Dean. 1990. Prevention of intractable partial seizures by intermittent vagal stimulation in humans: preliminary results. Epilepsia 31 (Suppl. 2):S40-43. doi: 10.1111/j.1528-1157.1990.tb05848.x.
[4] Reardon, J., et al. 2006. Vagus nerve stimulation (VNS) and treatment of depression: To the brainstem and beyond. Psychiatry 3(5):54-63.
[5] Badran, Bashar W.,, and Christopher W. Austelle. 2022. The future Is noninvasive: A brief review of the evolution and clinical utility of vagus nerve stimulation. Focus [an American Psychiatric Association (ASA) publication]20(1):3-7, January 25. Doi: 10.1176/appi.focus.20210023.
[6] Wade, Grace. 2023. Vagus nerve receptors may be key to controlling inflammation. NewScientist, January 18. https://www.newscientist.com/article/2355262-vagus-nerve-receptors-may-be-key-to-controlling-inflammation/.
[7] Koopman, Frieda A., et al. 2016. Vagus nerve stimulation inhibits cytokine production and attenuates disease severity in rheumatoid arthritis.. The Proceedings of the National Academy of Sciences 113(29):8284-8289, July 5.
*참조 : 인간의 뉴런에서 새로운 기능의 발견
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창조의 증거 : 초과설계 된 사람의 얼굴 표정
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인간의 몸 만들어보기 : 예수 그리스도의 놀라운 생물공학을 느껴보라.
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▶ 사람의 뇌
▶ 몸
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출처 : CEH, 2023. 9. 11.
주소 : https://crev.info/2023/09/secrets-of-the-vagus-nerve-revealed/
번역 : 미디어위원회
뇌의 놀라운 시각 인식 능력
(The Brain’s Amazing Ability of Visual Perception)
by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)
과학자들은 뇌의 작동을 결코 완전히 이해하지 못할 것이다.[1, 2, 3]
신경학적 연구들이 계속됨에 따라, 이 놀랍도록 설계된 구조(뇌)의 모든 측면들에 대해 더 많은 자세한 내용들이 밝혀지고 있다.
최근 시드니 대학, 퀸즐랜드 대학, 케임브리지 대학의 연구자들은 "인간의 뇌(human brains)가 고성능 컴퓨터처럼, 베이즈 추론(Bayesian inference)이라고 알려져 있는 과정을 통하여, 세상을 인식하기 위한 고급 계산을 수행하도록 연결되어 있다는 사실을 확인했다."[4]
베이즈 추론은 사전 지식과 업데이트된 증거들을 결합하여, 한 가설에 대한 지능적 추측을 하는 통계적 방법이다.(사전 확률과 추가적인 정보를 통해 해당 대상의 사후 확률을 추론하는 방법). 다시 말해, 새로운 정보가 현재의 믿음(가설)이 계속 옳을 가능성에 어떤 영향을 미치는지 평가하는 방법이다. 예를 들어, 비행기가 어떻게 생겼는지 알고 있는 사람이 날개가 두 개 달린 날아다니는 금속 물체를 본다면, 사전 지식을 사용하여 그것이 비행기라고 추측할 수 있다.
윌리엄 해리슨(William Harrison) 박사가 이끄는 연구팀은 시각 처리와 관련된 특정 신경 신호를 유도하도록 설계된 디스플레이를 수동적으로 시청하는 동안, 지원자의 뇌 활동을 기록하여 이 같은 사실을 발견했다. 그런 다음 수학적 모델을 고안하여 인간의 뇌가 시각을 인식하는 방식에 대한 여러 경쟁 가설들을 비교했다.[4]
Nature 지에 게재된 논문에서 해리슨 등은 "인간 시각계의 조율(tuning)은 이전의 제안으로는 예측할 수 없는 방식으로, 자극-특이적 변동에 대해 매우 조건부라는 사실을 발견했다"라고 말했다.[5]
Nature 지 논문의 공동저자인 시드니 대학의 루벤(Reuben Rideaux) 박사는 "이 발견이 중요한 이유는 우리 뇌에 이러한 고급 처리 방식을 가능하게 하는 내재적 설계를 갖고 있어서 주변 환경을 보다 효과적으로 해석할 수 있다는 사실을 확인했다는 점이다."[4]라고 말했다.
그렇다. 우리의 뇌는 수천 년 전 창조 당시[6, 7], 우리에게 부여된 "내재된 설계(inherent design)"를 갖고 있는 것이 분명하다.
실제로 Nature 지의 논문에서 진화는 시간 척도와 관련된 내용에서만 언급되고 있었다 :
"감각적 표상은 진화적 및 발달적 시간 척도에 걸쳐 행동과 관련된 자연환경의 통계에 맞추어 조율된 것으로 생각된다... 조율 곡선의 합이 구성된 장면의 통계에 대한 상대적으로 낮은 근사치를 제공한다는 점은 흥미로운데, 이는 감각계의 기본 조율이 발달 시간 척도보다 진화 시간 척도에 걸쳐 축적된 통계에 더 많이 의존할 가능성을 나타낸다.[5]
인간의 뇌가 시각 정보를 처리하는 방식에 대한 상세한 진화론적 설명은 없었다. 이 때문에 이 논문의 제목을 "진화는 인간의 뇌를 슈퍼컴퓨터처럼 작동하도록 배선했다"[4]라고 한 것은 잘못된 것이다. 정확한 제목은 "예수님은 인간의 뇌를 슈퍼컴퓨터처럼 작동하도록 배선했다"가 되어야 할 것이다.
References
1. Sherwin, F. Fossil Defies So-Called Brain Evolution. Creation Science Update. Posted on ICR.org December 15, 2022, accessed September 27, 2023.
2. Sherwin, F. Earliest Fossil Brain is Still a Brain. Creation Science Update. Posted on ICR.org February 23, 2023, accessed September 27, 2023.
3. Sherwin, F. “Ancient” Fish Brain Evidence of Evolution? Creation Science Update. Posted on ICR.org January 20, 2022, accessed September 27, 2023.
4. Ritchie, P. Evolution wired human brains to act like supercomputers. University of Sydney. Posted on Sydney.edu.au September 15, 2023, accessed September 27, 2023.
5. Harrison, W. et al. Neural tuning instantiates prior expectations in the human visual system. Nature. Posted on nature.com September 1, 2023, accessed September 27, 2023.
6. Thomas, B. Brain Bath: A Clever Design Solution. Creation Science Update. Posted on ICR.org October 17, 2014, accessed September 26, 2023.
7. Sherwin, F. Newly-Discovered Brain Cell. Creation Science Update. Posted on ICR.org September 13, 2018, accessed September 27, 2023.
* Dr. Sherwin is science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.
*참조 : 뇌는 논리적으로 정보를 정리한다.
https://creation.kr/Human/?idx=11129177&bmode=view
뇌에서 노폐물 처리 시스템이 발견되었다 : 제4의 뇌막인 SLYM의 발견.
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인지지도와 뇌의 경이로운 복잡성
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당신의 뇌는 인터넷보다 더 많은 메모리를 가지고 있다.
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5억 년 된 화석 뇌?
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화석은 뇌 진화를 부정한다
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캄브리아기 생물의 뇌가 발견되었다.
https://creation.kr/Controversy/?idx=2943539&bmode=view
캄브리아기 화석 새우의 뇌는 현대적으로 보였다.
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16,000 개의 거대한 겹눈이 5억 년 전에 이미? : 아노말로카리스는 고도로 복잡한 눈을 가지고 있었다.
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캄브리아기에서 고도로 발달된 새우 눈이 발견되었다. : 3,000 개의 겹눈을 가진 생물이 하등한 동물인가?
https://creation.kr/Circulation/?idx=1294984&bmode=view
지구의 가장 초기 동물생태계는 복잡했고 성 번식을 하였다.
https://creation.kr/Circulation/?idx=1294938&bmode=view
▶ 사람의 뇌
▶ 동물의 눈
출처 : ICR, 2023. 10. 2.
주소 : https://www.icr.org/article/brains-visual-perception/
번역 : 미디어위원회
모유는 산모와 아기 모두를 위해 설계되었다.
(Human Breast Milk Is Designed for Both Mother and Baby)
by Jerry Bergman, PhD
모유의 장점은 점점 더 많이 발견되고 있다. 대체 식품은 모유만큼 건강하거나 보호적이지 않다.
영아에게 영양을 공급하는 모유(母乳, breast milk)의 중요성에 대한 새로운 연구는 모유가 다른 수유 수단보다 우월하다는 증거를 계속해서 밝혀내고 있다. 단공류(monotreme), 유대류(marsupial), 진수류(eutherian)를 포함하여, 모든 포유류(mammals)는 암컷의 유선에서 분비되는 젖(milk)을 새끼에게 먹인다. '유방의(mammary)'라는 단어는 포유류라는 단어의 어원이기도 하다. 하지만 한 저널의 기사는 다음과 같이 지적하고 있었다 : "모유는 필수적이지만, 과학자들은 모유에 대해 거의 알지 못한다."[1] 이제 그러한 무지는 서서히 줄어들고 있다. 모유는 사람들이 몇 년 전에 믿고 있었던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 사실이 밝혀지고 있다. 더 많이 연구되면 될수록, 모유는 더욱 복잡하고 중요하다는 사실이 계속 드러나고 있는 것이다. 이 때문에 생후 6개월까지 모유를 먹는 영아가 4명 중 1명도 되지 않는다는 사실은 비극적으로 느껴진다.
한 분석에 따르면, 모유 수유는 출생 후 첫해 영아사망률을 무려 33%나 감소시키는 것으로 나타났다.[2] 이러한 영아사망률 감소는 모유에 대한 이전 글에서 설명한 모유의 축복에 추가된 또 다른 혜택이다.[3] 모유가 모유 수유의 혜택을 극대화하고, 동시에 아기와 엄마의 건강에도 도움이 되도록 특별히 설계되었다고 가르치고 있는 창조론적 세계관에서, 이 결과는 예상될 수 있는 것이다. 이러한 발견은 젖(milk)이 어미의 몸에서 흘린 땀에서 진화했다는 진화론적 이야기에서는 예상할 수 없는 결과이다. 구체적으로 진화론자들은 젖의 진화적 기원을 다음과 같이 가르치고 있다.
젖은 단궁류(synapsids)의 선상 피부 분비물(glandular skin secretion)로서, 아마도 약 3억1천만 년 전인 펜실베이니아기 초기에 발생했을 것으로 추정된다. 초기 단궁류는 건조에 잘 견디지 못하는 양피지 같은 껍질의 알을 낳았으며, 수분을 얻기 위해 피부 분비샘에 의존한 것으로 보인다. 유선(mammary glands)은 여러 분비 방식이 결합된 그리고 모낭(hair follicles)과 연관되어 발달된 아포크린 유사 분비샘(apocrine-like glands)에서 진화한 것으로 추정된다.[4]
그러나 어미의 땀(sweat)은 새끼가 생존하는 데 필요한 영양분을 제공하지 못할 것이다. 오페달(Oftedal)은 다음과 같이 덧붙이고 있었다 :
젖 성분의 진화적 기원은 포유류가 출현하기 훨씬 이전에, 이러한 분비물이 영양이 풍부한 젖으로 진화했다는 시나리오를 뒷받침한다. 다양한 항균 및 분비 성분들이 새끼의 영양과 관련된 새로운 역할로 함께 채택되었다. 분비성 칼슘 결합 인단백질은 원래 알에 칼슘을 전달하는 역할을 했을 수도 있지만, 크고 복잡한 카제인 미셀(casein micelles)로 진화하면서, 아미노산, 칼슘, 인을 운반하는 중요한 역할을 맡게 되었다... 젖의 모든 주요 성분들은 포유류가 출현하기 이전에 진화했으며, 일부 성분은 단궁류가 석형류(sauropsids, 용궁류)에서 분리되기 이전의 기원을 가질 수도 있다.[5].
젖의 진화를 설명하려는 여러 시도들은 위 인용문에서 이탤릭체로 표시된 것처럼 추측에 불과하다는 점을 유의하라.
모유는 면역계 형성에 중요하다
모유에는 면역글로불린 A(Immunoglobulin A, IgA)가 들어있어서, 아기의 면역 방어 체계를 구축하는데 도움이 된다는 사실은 오래 전부터 알려져 왔었다. 건강한 어린이와 성인에서 IgA는 가장 풍부한 항체 유형이다(전체 체내 면역글로불린의 약 70%). IgA는 눈물, 침, 땀, 미생물 감염시 비뇨생식기 관에서 분비되어, 점막 조직을 보호한다. 또한 IgA는 미생물군(microbiota)의 면역 항상성(immune homeostasis)을 유지한다. 또한 새로운 연구에 따르면, 산모는 아기에게 필요한 고유한 모유 항체 세트를 아기에게 전달한다.[6] 이러한 유지 관리는 장내 병원균으로부터 아기를 보호할 뿐만 아니라, 아기의 건강에 중요한 장내 미생물군(intestinal microbiota)을 발달시키는 데도 매우 중요하다.
모유는 두뇌 발달에 중요하다
연구자들은 전 세계 인구의 모유 샘플들을 분석하여, 뇌 발달을 촉진하는 미오-이노시톨(myo-inositol)이라는 탄소환 당(carbocyclic sugar)을 발견했다. 또한 뇌 연결성(brain connectivity)의 형성과 유지는 유전, 경험, 환경의 영향을 받는다. 사람의 생애에서 뇌의 발달은 두 단계에서, 즉 유아기 동안 뇌가 성장하는 시기에, 그리고 시냅스 손실이 발생하는 노화 시기에, 특히 중요하다. 특별히 연구자들은 모유 성분인 미오-이노시톨의 중요성에 대해 이렇게 말했다 :
모유 성분인 미오이노시톨이 인간 뉴런을 포함하여 여러 생물 종들의 시냅스(synapses)를 발달시키는 데 상당한 이점을 제공한다는 사실을 밝혀냈다. 이러한 연구 결과는 미오이노시톨이 신경세포의 연결을 촉진하고, 생애 단계에 따른 식단 권장 사항을 안내할 수 있음을 보여준다. 이는 모유 수유를 충분히 할 수 없는 환경에 있는, 자원 부족 지역의 소아 영양 및 유아용 조제분유의 개선에 중요할 수 있다.[7]
모유 수유는 산모의 유방암 및 난소암과 제2형 당뇨병의 위험을 낮춘다.
모유 수유는 아기에게 도움이 될 뿐만 아니라, 엄마의 유방암과 난소암 위험도 낮춰준다. 새로운 연구에 따르면, 모유 수유는 제2형 당뇨병(type 2 diabetes)의 발병 위험을 낮추는 것으로 나타났다.[8] 모유 수유를 한 어미 쥐는 수유를 하지 않은 쥐에 비해 인슐린 감수성이 개선되고, 인슐린을 생산하는 췌장의 베타 세포의 수가 증가하여, 신진대사에 변화가 있음을 연구자들은 발견했다.
이 연구는 생쥐를 대상으로 한 것이지만, 다음 단계는 이 연구 결과를 사람에게 적용하여, 모유 수유가 제2형 당뇨병을 예방할 수 있는지를 규명하는 것이다. 당뇨병 발병의 한 가지 원인은 혈당을 효과적으로 낮추기 위해 충분한 인슐린을 생산하는 베타 세포(beta-cells)의 효율성 저하이다. 인슐린은 당을 혈액에서 세포로 이동시켜, 세포의 에너지 요구량에 필요한 곳에 사용함으로써 혈당을 낮춘다. 유전적 돌연변이와 비만은 종종 인슐린 저항성을 유발하며, 이것은 임신 중에, 특히 임신 세 번째 3개월(third trimester)에서 악화된다. 많은 사람들이 수유가 체중 감소를 유발하여 당뇨병을 예방한다고 생각하지만, 이 새로운 연구에 따르면, 모유 수유의 보호 효과는 체중 감소와 무관한 여러 메커니즘들에 의해 발생했을 가능성이 높다.
아이칸 의과대학(Icahn School of Medicine)의 연구자들은 최근 유관(breast duct) 세포에서 분비되는 "맘모카인(mammokines)"이라는 호르몬 계열을 발견했다. 이 맘모카인은 정상적인 유방의 생물학, 지방세포의 생리, 에너지 균형 조절에 기여한다.[9] 이 발견은 유방암과 수유 관련 장애의 발생과 치료에 중대한 영향을 미칠 것으로 전망된다. 맘모카인은 유선 지방(지방 조직) 기능 장애와 관련된 대사증후군(metabolic syndromes)과 같은 신생아의 건강에도 영향을 미친다.[10]
이 연구는 임상의가 특정 종류의 뇌성마비(cerebral palsy)의 원인과 치료법을 이해하는 데 도움이 될 수 있다.[11] 뇌성마비는 경증에서 중증까지 다양한 정도로 발생하는, 치료할 수 없는 질병이다. 미국에서는 매년 약 6만 명의 아기들이 조숙아(임신 32주 이전)로 태어난다. 이 중 10%의 아기는 뇌백질(white matter)의 신경섬유가 손상되어 뇌성마비가 발생된다. 듀크대학 연구자들은 신생아 쥐를 이용한 실험을 통해, 모유에서 한 분자를 확인했는데, 이 분자는 뇌 줄기세포가 새로운 백질을 생성하는 세포를 만들어, 뇌성마비가 유발되는 상태를 역전시키는 과정을 촉발하고 있었다.[12] 모유 수유를 하지 않으면, 뇌 손상이 유발될 수 있다는 것이다.
남성이 아기에게 가슴 수유를 할 수 있을까?
최근 트랜스젠더(transgender) 여성(생물학적 남성)이 여성호르몬을 투여한다면, '가슴 수유(chest feed)'를 할 수 있다는 주장은 여러 가지 이유로 무책임한 주장이다. 이러한 이유 중에는 남성에서 분비되는 호르몬과 보조 물질들이 아기와 남성 모두의 건강에 미치는 영향이 알려져 있지 않다는 점이 포함된다. 남성에서의 젖 분비는 위에서 설명한 모유의 많은 이점들을 대체할 수 없다. 남성은 일반적으로 수유나 모유 수유를 할 수 없다. 남성으로 태어난 사람도 젖의 분비에 필요한 해부학적 구조(젖꼭지, 유선 및 뇌하수체)를 갖고 있지만, 모유를 생산하는 데 필요한 호르몬 수치가 부족하다. 다량의 여성호르몬을 사용하면, 일부 남성은 수유를 할 수 있지만, 그러나 남성에서 생산된 모유의 영향을 확인해주는 장기적 연구가 존재하지 않기 때문에, 결과적으로 이것은 무모한 시도이다. 호르몬 약물을 사용하여 자신의 모유를 생산하는 남성은, 또한 이러한 호르몬 약물이 모유를 통해 아기에게 많은 량으로 전달되어, 불규칙한 심장박동(irregular heartbeat, 부정맥)을 유발할 수 있는 등 아기에게 문제를 일으킬 수 있다.
요약
다른 생물학 분야와 마찬가지로, 인간의 해부학과 생리학도 지속적인 연구를 통해 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 사실이 밝혀지고 있다. 모유도 마찬가지이다. 모유 수유가 산모와 아이에게 주는 혜택은 매우 크므로, 적어도 6개월 이상, 또는 가능한 한 오랫동안 모유 수유를 하는 것을 신중하게 고려해야 한다. 미국에서만 낮은 모유 수유율로 인해 매년 30억 달러 이상의 의료 비용이 산모와 아이에게 추가되고 있다. 창조론적 세계관은 아기의 수유 시스템의 기원을 설명할 수 있지만, 진화론적 세계관은 그렇지 않다.
*Update 13 Sept 2023: Certain proteins found in breast milk are essential for baby’s healthy gut (Medical Xpress).
References
[1] Purtill, Corinne. Human milk is essential, yet scientists know little about it. UCSD plans to change that. Los Angeles Times; https://medicalxpress.com/news/2023-03-human-essential-scientists.html, 30 March 2023.
[2] Arbor, Ann. Breastfeeding associated with a 33% reduction in first-year post-perinatal infant mortality. Elsevier; https://www.elsevier.com/about/press-releases/research-and-journals/breastfeeding-is-associated-with-a-33-reduction-in-first-year-post-perinatal-infant-mortality, 24 July 2023.
[3] Bergman, Jerry. Human breast milk is best for infants. Cow milk is for cows: Human breast milk is designed for humans. New research provides yet another reason why human breast milk is the best for human infants; https://crev.info/2020/09/human-breast-milk-best/, 27 September 2020.
[4] Oftedal, O.T. The evolution of milk secretion and its ancient origins. Animal 6(3):355-68;
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22436214; doi: 10.1017/S1751731111001935, March 2012. /
[5] Oftedal, 2012; italics added.
[6] Johnson-Henc, Chelseá B. Stability and heterogeneity in the anti-microbiota reactivity of human milk-derived immunoglobulin A. Journal of Experimental Medicine 220(8):e20220839, 20 March 2023.
[7] Paquette, Andrew F., et al. The human milk component myo-inositol promotes neuronal connectivity. PNAS 120(30) e2221413120; https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2221413120, 11 July 2023.
[8] Crawford, Serena. How breastfeeding lowers mothers’ risk of developing type 2 diabetes. Yale School of Medicine; https://medicine.yale.edu/intmed/news-article/how-breastfeeding-lowers-the-risk-of-developing-type-2-diabetes/, 18 July 2023.
[9] Patel, Sanil et al.. Mammary duct luminal epithelium controls adipocyte thermogenic programme. Nature. 620: 192–199. 26 July 2023.
[10] Mount Sinai Researchers Uncover How Mammary Glands Control Overall Energy Balance and Fat Metabolism. Mt Sinai Hospital, 26 July 2023.
https://www.mountsinai.org/about/newsroom/2023/mount-sinai-researchers-uncover-how-mammary-glands-control-overall-energy-balance-and-fat-metabolism
[11] Popez, Stephanie. Newly Identified Lipid in Breast Milk Might Reduce Cerebral Palsy in Infants. Duke University Health Report. Aug 3, 2023.
https://corporate.dukehealth.org/news/newly-identified-lipid-breast-milk-might-reduce-cerebral-palsy-infants.
[12] Chao, Agnes. et al., 20-αHydroxycholesterol, an oxysterol in human breast milk, reverses mouse neonatal white matter injury through Gli-dependent oligodendrogenesis. Stem Cell. 30(8):1054-1071. 3 August 2023. https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(23)00255-2.
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출처 : CEH, 2023. 8. 10.
주소 : https://crev.info/2023/08/breast-milk/
번역 : 미디어위원회
피부색의 유전학은 진화를 부정한다
(Genetics of Skin Color Defies Evolution)
by Jerry Bergman, PhD
피부색은 3개의 유전자에 의해 결정된다고 믿고 있었다. 이제 그 수는 135개로 밝혀졌다.
인체 해부학 및 생리학 분야에서 관찰되고 있는 한 가지 사실은, 과학이 발전함에 따라 신체는 더욱 복잡하고, 진화 가능성은 매우 낮다는 사실이 계속 밝혀지고 있다는 것이다. 한 예로 피부, 머리카락, 눈의 색깔은 단지 3개의 유전자가 만들어낸 결과라고 믿고 있었다. 이 3가지 유전자들은 각각 빛을 흡수하는 멜라닌(melanin)이라 불리는 색소의 양을 조절한다. 이 유전자들은 어두운 피부 대립유전자(A, B, C)와 밝은 피부 대립유전자(a, b, c)의 두 가지 형태를 갖고 있다.[1] 멜라닌은 머리카락과 피부의 색깔, 특히 갈색, 빨간색, 검은색의 색조를 만들어낸다. 회색 머리카락은 머리카락 전체에 걸쳐 멜라닌이 거의 없다. 흰 머리카락에는 멜라닌이 완전히 없으며, 색소가 없는 모발이 빛을 반사하기 때문에 하얗게 보인다.[2] 멜라닌 색소의 주요 기능은 암을 유발하는 자외선(UV)에 의한 손상으로부터 표피 세포를 보호하는 것이다.
멜라닌은 멜라닌세포(melanocytes, 멜라닌형성세포)라고 불리는, 멜라닌을 생성하는 색소세포의 내부에 있는 소기관인 멜라노좀(melanosomes)에서 생성된다. 모든 사람은 동일한 수의 멜라닌세포들을 갖고 있다. 단지 멜라닌을 생성하는 멜라닌의 양이 다르기 때문에, 인간의 피부와 모발의 색깔은 매우 다양하다.[3]
수십 년 동안, 멜라닌 생성은 멜라닌 합성에 관여하는 멜라닌세포 효소에 의해서 색소가 분비되는, 단순한 과정이라고 여겨져 왔다. 멜라닌은 오랫동안 건강에 매우 중요한 것으로 알려져 왔는데, 멜라닌은 자외선 조사의 유해한 영향으로부터 피부와 눈을 보호할 뿐만 아니라, 피부의 신경세포를 독성물질로부터 보호하고, 내이(inner ear)에서 소리 전도에 필요한 물질이기도 하다. 멜라닌 생성 조절에 이상이 생기면, 피부 질환(기미, 백반증 등), 안과 질환(노인성 황반변성), 신경장애 및 청각장애가 발생한다.[4] 또한 척추동물에서 멜라닌세포는 피부 색소침착(pigmentation), 털 및 깃털의 착색뿐만 아니라, 주변 각질세포에 멜라닌 생성 및 분배하는 능력에서도 중요하다.[5]
새로운 연구
지금까지 어떻게 멜라닌의 양이 다르게 생성되는지는 알려지지 않았다. 이를 알아내기 위해 스탠포드 의과대학 화학 및 시스템 생물학과 연구자들은 CRISPR-Cas9(유전자 편집, 3세대 유전자 가위)를 사용하여, 2만 개 이상의 유전자들을 체계적으로 제거하여, 세포를 유전공학적으로 조작한 다음, 멜라닌세포들에서 멜라닌 생성 제거가 미치는 영향을 관찰하였다. 멜라닌세포에 빛을 통과시킴으로써, 멜라닌세포의 멜라닌 생성 활동을 감지하고, 정량화했다. 멜라닌 생성 활동은 세포 내부의 멜라닌에 의해 빛이 흡수되거나 산란되는 정도로 결정되었다.
이러한 결과는 멜라닌을 생성하는 멜라노좀이 멜라닌이 많은 세포에서는 빛을 더 많이 산란시키기 때문에 관찰될 수 있었다. 그런 다음 유세포분석(flow cytometry)의 측면산란(side scatter)을 사용하여, 멜라닌 수준(levels)에 따라 세포들을 분리했다. 그리고 세포들을 분석하여, 멜라닌을 조절하는 유전자들의 정체를 확인했다. 인간의 멜라닌 생성을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 새로운 유전자들과 이전에 알려진 유전자들 모두가 발견되었다. 연구자들은 멜라닌 생성에 영향을 미치는 기능적으로 다양한 169개의 유전자들을 확인했으며, 이 중 135개는 이전에 색소침착과 관련이 없다고 생각했던 것들이었다. 새로 발견된 유전자들 중 하나는 멜라노좀의 산도(acidity)를 조절하여, 멜라닌 합성을 조절하는 한 단백질을 생산하는 유전자였다.
지구의 적도 인근 지역과 직사광선에 오래 노출되는 사람들은 자외선으로부터 보호되기 위해 더 짙은 색소침착이 필요하다. 직사광선에 적게 노출되거나, 일조량이 적은 지역에 사는 사람에게는 멜라닌이 더 적게 필요하다. 적은 멜라닌은 더 많은 햇빛을 흡수할 수 있게 해준다. 이는 비타민 D 생성에 햇빛이 필요하기 때문에 중요하다. 비타민 D는 신체의 칼슘 흡수를 돕고, 낙상을 방지하는 데 필요한 근육을 지원하는 데 중요한 역할을 한다. 어린이는 튼튼한 뼈를 만들기 위해서, 성인은 튼튼하고 건강한 뼈를 유지하기 위해서, 비타민 D가 필요하다. 이 연구의 임상 응용 분야에는 백반증(vitiligo, 멜라닌이 소실되어 피부가 하얗게 변하는 증상)을 치료할 수 있는 멜라닌 조절 약물의 사용이 포함된다. 이 연구의 다른 목표에는 신경세포를 보호하고, 내이의 소리 전도에서 멜라닌의 역할을 포함하여, 멜라닌의 다양한 기능을 이해하는 것이 포함된다.
선탠
선탠(sun tanning)은 그림 1과 같이 멜라닌 생성에 변화를 일으킨다. 피부색에 관계없이 모든 사람들이 선탠을 통해 햇빛에 반응하지만, 일부 사람, 특히 어두운 피부색의 사람은 햇빛에 대한 보호 기능이 유전적으로 더 강하다. 피부가 어두울수록 더 많은 보호를 받는다. 어두운 피부색의 사람도 햇볕에 탈 수 있지만, 보호 기능이 더 강하고, 손상이 발생하는 데 시간이 더 오래 걸린다. 어두운 피부색을 갖고 태어난 사람의 경우, 몸 전체가 그림 1의 왼쪽에 표시된 것과 비슷하다. 모든 유전자들은 피부색에 관계없이 모든 사람에게서 기능한다. 유일한 예외는 기미나 백반증과 같이 돌연변이가 시스템을 손상시킨 경우이다. 멜라노좀의 크기와 수의 차이는 부분적으로 유전적이다 :
같은 신체 부위에서, 밝은 피부의 멜라닌세포와 어두운 피부의 멜라닌세포의 수는 비슷하지만(신체 부위마다 상당한 차이가 있음), 멜라노좀이라고 하는 색소 함유 소기관이 밝은 피부 세포에 비해 어두운 피부 세포에 더 크고, 더 수가 많고, 더 많은 량의 색소를 갖고 있다. 이는 최근 조상이 각각 아프리카, 아시아, 또는 유럽 출신의 개인과 부합한다.[6]
사람마다 특정 유전적 차이는 한 유전자, 또는 최대 두 개의 유전자에 의해 제어되지만, 멜라닌 생성 시스템을 조절하기 위해서는 모든 사람에게 관여하는 모든 유전자들이 필요하다.[7]
곰팡이와 박테리아에서의 멜라닌 생성은 여러 이유로, 감염되는 인간이나 작물에 더 강한 병원성을 가질 수 있게 한다. 연구자들은 곰팡이와 박테리아들의 멜라닌 생성 유전자를 발견하고 파괴함으로써, 이러한 미생물의 감염과 질병에 대한 효과적인 차단을 할 수 있다.
.멜라닌 생성은 선탠의 결과, 즉 햇빛의 영향에 의해 발생한다. 그림의 왼쪽은 햇빛에 노출되었을 때의 결과를 보여준다. 결과적으로 햇빛에 노출되지 않은 오른쪽에 표시된 것보다 훨씬 더 많은 양의 자외선 차단 색소가 멜라닌세포에서 생성된다. 가운데가 검은색인 갈색의 세포는 멜라닌세포의 위치를 나타낸다. <From Wiki Commons>.
요약
이전에 다양한 색조의 갈색 피부를 생성하는 선탠은 "단순한" 과정으로 가정됐었다. 그러나 이 과정은 엄청나게 복잡한 것으로 밝혀졌다. 멜라닌 생성에 관여하는 새로 확인된 135개의 유전자들 대부분에 대한 구체적인 기능은 아직 결정되지 않았다. 과거의 사례에 비추어 볼 때, 이러한 유전자들은 멜라닌 생성뿐만 아니라, 인체 작동 과정에서 다른 여러 기능들을 하고 있을 것으로 밝혀질 가능성이 높다. 그 결과, 한때 "단순한" 것으로 생각됐던, 무작위적 돌연변이에 의한 이러한 시스템의 진화 가능성은 이전보다 훨씬 더 낮아지게 되었다.
References
[1] Ganesan, Anand, et al. Genome-wide siRNA-based functional genomics of pigmentation identifies novel genes and pathways that impact melanogenesis in human cells. PLoS Genetics 4(12):e1000298, 2008.
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[3] Bajpai, Vivek K., et al. A genome-wide genetic screen uncovers determinants of human pigmentation. Science 381(6658):DOI: 10.1126/science.ade6289, 11 August 2023.
[4] Ganesan, et al., 2008.
[5] Sulaimon, Shola S., and Barbara E. Kitchell. The biology of melanocytes. Veterinary Dermatology 14)2):57-65, April 2003.
[6] Barsh G. S. et al. What Controls Variation in Human Skin Color? PLoS Biology. 1(1): e27. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0000027. 2003.
[7] Naik, Piyu Parth and Syed Nadir Farrukh. Influence of Ethnicities and Skin Color Variations in Different Populations: A Review. Skin Pharmacology and Physiology, 35(2): 65–76. 2022.
*참조 : 흑백 쌍둥이가 태어났다.
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흑백 쌍둥이와 인류의 기원.
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인간과 인종
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▶ 종의 분화(백인, 흑인)
출처 : CEH, 2023. 8. 25.
주소 : https://crev.info/2023/08/genetics-of-skin-color-defies-evolution/
번역 : 미디어위원회
뇌는 의식이 아니다
: 사람의 마음은 어떻게 있게 되었는가?
(The Brain Is Not Conscious)
David F. Coppedge
의식은 뇌를 사용하지만, 뇌의 물리적 물질은 이성을 설명할 수 없다.
영혼(souls)은 의식이 있지만, 뇌(brain)는 그렇지 않다. 뇌는 시계가 오전 8시 39분이라는 개념을 인식하는 것 이상으로 자신을 인식하지 못한다. 컴퓨터가 실행 중인 프로그램을 이해하는가? 아니다, 전자(electrons)는 단지 마음(mind)의 지시에 따라 뇌를 통과할 뿐이다.
신경과학자인 크리스토프 코흐(Christof Koch)는 내기에서 패배한 후, 댓가를 지불했다. 그는 철학자 데이비드 찰머스(David Chalmers)에게 고급 포르투갈 와인 한 상자를 사줬다. 왜냐하면 25년 전 그는 찰머스에게 "2023년까지 뇌의 뉴런이 의식(consciousness)을 생성하는 메커니즘이 발견될 것"이라고 내기를 했기 때문이다. "메커니즘"이라는 핵심 단어에 집중해 보라. 의식은 물질에 의해 수행되는 한 메커니즘일까? 시계가 분침이 움직일 때, 오전 8시 39분을 이해하는 것과 같은 원리일까? 바위는 바위임을 인식하고 있을까? 또는 물이 젖어 있다는 것을 인식하고 있을까? 코흐의 회백질은 25년이라는 시간이 흐른 후, 내기에 지고, 그 댓가를 지불하는 도덕적 정직성을 인식하고 있을까?
수십 년에 걸친 의식에 대한 내기가 끝났다 - 철학자 대 신경과학자 1 : 0 (Nature News, 2023. 6. 24). 마리아나 렌하로(Mariana Lenharo)는 이 내기에 대해 보도하면서, 코흐와 찰머스의 입장을 설명하고 있었다. 의식을 설명하기 위한 두 경쟁 이론인 '통합 정보 이론'(IIT, integrated information theory)이나, '전역 작업 공간 이론'(GNWT, global network workspace theory)의 의미를 이해할 필요는 없다. 왜냐하면 의식을 설명하기 위한 실험에서, 두 이론 모두 패자이기 때문이다. 코흐가 유물론으로 설명할 수 없었던 '의식의 어려운 문제'를 이해하려면, 2013년 유튜브 동영상에서 챌머스가 로버트 쿤(Robert Kuhn)에게 설명하는 것을 시청해보라.
더 많은 실험이 계획되어 있다고 렌하로는 말한다. 코흐는 여전히 과학이 의식을 설명할 수 있을 것이라고 낙관하고 있었지만, 25년을 더 기다릴 수는(나이를 고려하여) 없다는 것을 인정하고 있었다.
다른 실험도 진행 중이다. 템플턴 재단 설립에 관여한 코흐는 동물 모델의 뇌에서 IIT와 GNWT를 테스트하는 연구에 참여하고 있다. 그리고 찰머스는 의식에 대한 두 가지 다른 가설을 평가하는 또 다른 프로젝트를 진행하고 있다.
경쟁 이론의 지지자들이 한 자리에 모여 독립적인 연구자들이 자신의 예측을 테스트하는 것에 대해 개방적인 태도를 보이는 것은 드문 일이라고 멜로니(Melloni)는 말한다. "그들에게는 많은 용기와 신뢰가 필요했다." 멜로니는 이와 같은 프로젝트가 과학 발전에 필수적이라고 생각하고 있었다.
그러나 잘못된 전제하에서 실험을 수행한다면, 과학은 발전하지 않을 것이다. 과학은 제자리걸음을 할 것이다. 바쁘게 일한다고 반드시 이해되는 것은 아니다. 이는 마치 둥근 방에 있는 바보가 구석에 동전이 있다고 말하는 것과 같다. 그는 지칠 때까지 이리저리 뛰어다녔지만, 25년 동안의 노력은 칭찬받지 못했다.
여기서 '용기'와 '신뢰'는 개념적 영역에서 도덕적 가치의 사전 존재를 전제로 한다는 점에 주목하라.
철학자가 승리했다 : 뇌에 의식의 자리는 없었다(Mind Matters, 2023. 6. 26). 지적설계를 지지하는 데니스 오리어리(Denyse O’Leary)는 이 패배를 이원론(정신과 물질은 별개의 실체라는 견해)의 승리라고 기뻐하고 있었다. 그녀는 Nature 지의 기사에서 몇 가지 용어를 설명하고, 다른 경쟁 이론에 대해 논의하며, 신경과학자 마이클 에그너(Michael Egnor, 또 다른 이원론자)의 말을 인용하면서, 유물론자들이 의식을 정의할 수 없는 이유에 대해 말하고 있었다.
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베르너 폰 브라운(Wernher von Braun)은 인간을 "동물의 몸에 던져진 영혼(souls cast in animal bodies)"이라고 묘사했다.
25년 전, 세속적 신경과학자들은 신경과학의 발전으로 종교가 반박될 것이라고 약속했던 것을 기억한다. 그들에게 몇 년을 더 주어야 할까?
오리어리의 분석은 환영할 만하지만, 그녀는 (적어도 그녀의 기사에서) 의식에 대한 모든 유물론적 이론의 근본적인 결함, 즉 자기 반박을 다루지 않았다. 단어를 사용하는 유물론자들은 그들이 부정하는 바로 그것, 즉 비물질적인 개념의 의미를 사용하고 있었다. 의식을 정의하려는 시도조차도 의식을 전제하고 있다는 사실을 알고 있었을까? 바위는 그렇게 하지 못한다.
유물론자들은 소설을 설명하기 위해서, 줄거리가 종이와 잉크에서 나온다고 말하는 사기꾼과 같다. 하지만 앞서 말했듯이, 의미(meaning)는 매체(medium)와는 독립적이다. 영화는 TV 화면의 깜박이는 픽셀에서 나오는 것이 아니라, 메시지를 전달하기 위해 의도적으로 구성한 마음(mind)에서 나오는 것이다. 우리가 아는 모든 경우에서 의미는 비물질적인 마음의 산물이다. 월드 뉴스 그룹(World News Group)에서 코넬리(Connally)의 훌륭한 에세이 "단어란 무엇인가?(What Are Words?)"를 다시 읽어보라.
오리어리는 코흐와 찰머스의 견해는 그것들 스스로 반박하고 있기 때문에, 반박이 필요하지 않다는 점을 지적함으로써, 한 문단에서 코흐와 찰머스를 모두 반박할 수 있었을 것이다. 철학을 설명하려는 한 광대(clown)에게 진지한 관심을 기울일 수 있을까? 광대와 코흐의 유일한 차이점은 그들 무지의 정교함에 있다. 클라인 병(Klein bottle, 뫼비우스 띠의 3차원 버전)의 모퉁이에서 동전을 찾고 있는 코흐와 찰머스의 글을 읽을만한 가치는, 의식을 창조하신 창조주를 부정하려는 철학의 절망을 인식하는 데에 있다.
창세기 2:7절은 "여호와 하나님이 땅의 흙으로(dust from ground) 사람을 지으시고 생기(the breath of life)를 그 코에 불어넣으시니 사람이 생령(a living creature)이 되니라"고 말씀한다. 그것은 이원론(dualism)이다. 흙이 의식을 갖게 된 것이 아니라, 아담의 영혼(soul)이 의식을 갖게 된 것이다. 의식(consciousness)은 먼지의 "발생적 속성"이 아니다. 대부분의 심리학자들이 믿고 있는 것처럼, 먼지가 이미 의식을 갖고 있었던 것도 아니다. 아담이 살아나 주변 환경을 인식하고, 새로 창조된 감각을 통해 질감을 경험하고, 창조주에게 의미 있는 말로 응답할 수 있게 된 것은, 하나님의 숨결, 즉 지적이시고, 지혜로우시고, 창조적이시며, 스스로 존재하시고, 자각하시는 분, 즉 자신의 이름을 "스스로 있는 자(“I AM”, 출 3:14)로 말씀해주신 분이 생기를 불어넣으셨기 때문이다.
물질주의(materialism)는 의식을 얻을 수 없다. 그리고 성경이 아닌 다른 어떤 철학에서도 의식을 얻을 수 없다. 불신자들의 정교한 클라인 병에 갇혀서, 길을 잃지 말라. 그 밖으로 나와서 그 안에 있는 광대들이 지쳐가는 모습을 지켜보라.
*관련기사 : 뇌는 어떻게 의식을 만들어낼까? (2023. 8. 11. 주간조선)
http://weekly.chosun.com/news/articleView.html?idxno=27524
의식의 기원, 철학·신경과학자 25년된 내기의 결말 (2023. 8. 11. Science Monitor)
*참조 : 맹목적인 물질이 진화하면 ‘마음’이 만들어질까?
https://creation.kr/Worldview/?idx=1876303&bmode=view
이성과 도덕성이 진화될 수 없는 이유
https://creation.kr/Debate/?idx=1293670&bmode=view
진화론이 설명할 수 없는 4가지 관측 사실.
https://creation.kr/Debate/?idx=1757512&bmode=view
하나님의 형상대로 지으심
https://creation.kr/Genesis/?idx=13683481&bmode=view
이타주의와 공생관계는 진화를 거부한다
https://creation.kr/NaturalSelection/?idx=1290266&bmode=view
사람과 침팬지의 뇌는 완전히 달랐다.
https://creation.kr/Apes/?idx=1852141&bmode=view
인간 진화론의 허구 : 인간 뇌의 진화는 하나의 특별한 사건이었다?
https://creation.kr/Mutation/?idx=1289732&bmode=view
생물의 뇌들이 모두 우연히? : 딱따구리, 초파리, 사람의 뇌
https://creation.kr/animals/?idx=3069629&bmode=view
인지지도와 뇌의 경이로운 복잡성
https://creation.kr/Human/?idx=15548660&bmode=view
뇌는 논리적으로 정보를 정리한다.
https://creation.kr/Human/?idx=11129177&bmode=view
과학과 과학주의는 서로 다른 것이다.
https://creation.kr/Science/?idx=10454917&bmode=view
출처 : CEH, 2023. 6. 27.
주소 : https://crev.info/2023/06/the-brain-is-not-conscious/
번역 : 양승원
세포까지 확장되어 있는 신체의 설계
(Body Design Extends to the Cell)
David F. Coppedge
몸 전체에서 각 개별 세포에 이르기까지, 우리는 한 목적을 위해 설계된 것처럼 보인다.
모든 것이 균형을 이루고 있다. 한 분자 스위치가 지질 대사를 조절하는 방법 (University of Basel, 2023. 7. 4). 분자 스위치(molecular switch)라는 말은 당신에게 어떻게 들리는가? 공학적으로 말하면, 그것은 어떤 과정을 시작하거나 중지하는 제어 메커니즘을 의미한다. 분자 스위치의 이름은 "Arf1"이며, 이것은 미토콘드리아(mitochondria)에 지질(lipids)을 허용하도록 지시한다. 따라서 지질은 에너지 저장소인 ATP 분자로 전환될 수 있다. 이 스위치의 활동은 지방 대사를 조절하는 데 도움이 된다.
"Arf1은 우리에게 친숙한 단백질이다. 우리는 세포의 부품 분류소인 골지체(Golgi apparatus, 합성된 단백질을 다양한 위치로 배송하는, 세포 내 우체국 같은 역할을 수행)가 여러 기능을 하고 있다는 것을 알고 있다. 이제 Arf1이 미토콘드리아에서 에너지 대사를 조절하는 역할도 수행한다는 사실을 발견했다"라고 이 연구의 제1저자인 루도빅 엔클러(Ludovic Enkler) 박사는 설명한다. "Arf1은 지질 방울에서부터 미토콘드리아로의 지질 수송을 보장한다." 연구자들은 Arf1이 지질 방울과 미토콘드리아 사이의 접촉 부위 환경을 변화시켜, 지질이 미토콘드리아로 들어갈 수 있도록 하는 것으로 추정하고 있었다.
신체가 에너지가 필요하다는 신호를 보내면, Arf1은 지질이 미토콘드리아로 들어가도록 허용한다. 에너지 수요가 충족되면, 수송이 중단된다. "따라서 이 시스템은 에너지 요구의 피드백 고리(feedback loop)가 작동할 때만 작동한다"고 루도빅 엔클러는 말한다.
Arf1이 작동되지 않으면, 전신의 지방 저장량이 균형을 잃고, 비만과 심혈관 질환으로 이어질 수 있다는 것이다.
과학자들은 콜라겐의 약한 희생 결합이 조직을 보호하는데 어떻게 도움이 되는지를 밝혀냈다(Heidelberg Institute for Theoretical Studies via Phys.org, 2023. 7. 3). 희생(sacrifice)은 좋은 전략의 설계일 수 있다. 포식자가 도마뱀의 꼬리를 붙잡으면, 도마뱀은 꼬리를 희생하고 탈출할 수 있다. 우리 몸에서 가장 풍부한 단백질인 콜라겐(collagen)도 희생 전략을 사용한다는 사실을 알고 있는가? 하이델베르크 대학의 연구자들이 이 사실을 발견했다.
하이델베르크 이론연구소(HITS)의 과학자들은 콜라겐 조직 내에서 약한 희생 결합(sacrificial bonds)의 끊어짐이 과도한 힘에 의한 손상을 국소화하고, 더 넓은 조직에 미치는 영향을 최소화하며, 회복을 촉진하는데 도움이 된다는 것을 밝혀냈다.
약한 결합이 가장 먼저 파열되면, 에너지가 분산되어, 손상이 국소적으로 유지된다. 그렇지 않으면 조직 손상이 치명적일 수 있다. 대신 스트레스가 제거된 후, 복구 메커니즘이 더 빠르고 신속하게 작동된다. 연구팀은 이 디자인에 대해 어떻게 생각하고 있을까?
"콜라겐의 놀라운 가교(crosslink) 화학은 기계적 스트레스를 처리하는 데에 있어서 완벽하게 적응한 것으로 보인다"라고 HITS에서 연구를 주도한 프라우케 그레터(Frauke Gräter)는 말한다. "상호 보완적인 계산 및 실험 기술을 사용하여, 쥐 조직의 콜라겐을 연구한 결과, 콜라겐 가교 결합 내의 약한 결합은 콜라겐의 중추(backbone)와 같은 다른 결합보다 먼저 파열되는 경향이 강하다는 사실이 밝혀졌다. 이는 보호 메커니즘으로 작동하고, 파열로 인한 유리기(radicals)의 해로운 화학적 및 물리적 영향을 국소화하며, 분자 회복 과정을 지원할 가능성이 있다.“
뮤신과 인슐린의 분비를 위한 '트래픽 제어' 시스템이 확인되었다.(Center for Genomic Regulation via Phys.org, 2023. 7. 3). 트래픽 제어(traffic control, 흐름 또는 양을 조절하는 기능)는 결과에 대한 지식과, 물질의 효율적인 흐름을 유지하기 위한 전략을 의미한다. 신체에서 중요한 역할을 하는 두 가지 단백질 기반 물질인 인슐린(insulin)과 점액(mucus)의 생성에 이 트래픽 제어가 작동되고 있었다.
점액의 주성분인 뮤신(mucins)은 호흡기 및 소화관과 같은 신체 표면에서 보호 장벽과 윤활유 역할을 한다. 사람은 하루에 약 1리터의 점액을 분비하는데, 이 점액은 특수 세포에서 적절한 신체 기능에 적합한 양을 보장하기 위해, 제어된 방식으로 방출된다.
우리가 심한 감기에 걸렸을 때, 점액이 너무 많이 분비되면 얼마나 불편한지 기억해보라. 건강한 시기에는 세포 내에서 점액의 양(하루 1리터)이 세심하게 조절된다. 필요한 곳으로 외부로 나가려면, 게이트키퍼(gatekeeper, 문지기)를 통과해야 한다.
세포는 뮤신과 인슐린과 같은 단백질을 주머니 또는 "과립(Mucins)"에 저장한다. 세포가 이러한 물질을 방출해야 할 때, 과립은 세포의 바깥층인 세포막에 부착되어 내용물을 외부로 방출한다. 이 연구에서는 세포막에 존재하는 테트라스파닌-8(tetraspanin-8)이라는 단백질이 분비 중에 뮤신이나 인슐린을 함유한 과립이 언제 세포막에 부착될지를 결정하는, 문지기(gatekeeper) 역할을 한다는 사실을 발견했다.
이는 게이트키퍼가 외부로부터 신호를 받아 필요한 양을 파악하고, 적시에 적절한 양을 전달하여 대응할 수 있다는 것을 의미한다. 이 기사는 이 과정을 도시 내의 '제어 관리(controlled management)'에 비유하고 있었다. 연구자 중 한 명은 "신체의 필요에 따라 적절한 수의 뮤신이나 인슐린이 방출되도록 보장한다"고 말했다. 이러한 놀라운 제어 시스템이 무작위적인 과정으로 우연히 생겨날 수 있었을까?
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이 세 보고서는 진화에 대해서 아무 말도 하지 않고 있었으며, 세포 시스템과 전략의 훌륭한 설계에 감탄하고 있었다. 그러나 뮌헨 대학(University of Munich, 2023. 7. 3)의 또 다른 연구는, 쓴맛 수용체(bitter taste receptors)가 구강 외부에 존재하는 이유를 연구했고, 그 과정에서 다윈의 공상의 나라로 빠져들고 있었다. 그 논문은 "내인성 물질이 쓴맛 수용체의 진화에 영향을 미쳤을 수 있다"고 추측하고 있었다. 휴우!
과학자 여러분! 이 글을 읽고 계신다면, 이런 종류의 스토리텔링(storytelling)은 제발 하지 말아달라. 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지, 어떻게 작동하고 있는지를 알려달라. 인간은 한 세기에 가까운 수명 동안 이 모든 세포들이 제 기능을 수행하며 잘 작동되고 있기 때문에 살아있는 것이다. 폴 넬슨의 법칙(Paul Nelson’s Rule)을 기억하라 : 무언가가 작동하고 있다면, 그것은 우연히 일어나는 것이 아니다.
우리 몸의 수십조 개에 달하는 세포 하나하나에 이 정도의 디테일이 들어가 있고, 조직, 장기, 기관, 기관계, 전신으로 확장되어 있다면, 그 의미를 생각해 보라. 그것은 우리의 몸이 목적을 위해 설계되었다는 것을 의미한다. 여러분도 단순히 존재하는 것 외에, 삶의 목적이 있다. 심장은 온몸에 혈액을 보내기 위해 뛰고 있지만, 혈액은 무엇 때문에 존재하는 것일까? 순환기계 밖에서는 아무런 필요가 없는 것이 아닌가? 심장, 혈액, 혈관, 폐 등은 동시에 존재하지 않는 한 의미가 없다. 따라서 점진적인 진화는 불가능해 보인다. 폐는 호흡뿐만 아니라, 더 큰 목적을 수행하기 위해 산소를 흡입한다. 뮤신은 기도를 청결하게 유지하여 단순한 청결 이상의 기능을 수행한다. 뉴런은 시냅스를 통해 단백질을 전달하여, 우리가 활동할 수 있을뿐만 아니라, 우리가 이 지구에 존재하는 이유를 생각하도록 돕는다. 삶의 목적을 발견하면, 성취감, 감사, 기쁨을 느낄 수 있다. 당신은 삶의 목적을 갖고 있는가? 여기에서부터 시작하여, 안내 글을 따라가 보라.
*참조 : 세포막의 Kir2.1 채널 : 세포내 한 분자기계의 나노 구조가 밝혀졌다.
https://creation.kr/LIfe/?idx=13001065&bmode=view
핵공 복합체의 경이로운 복잡성
https://creation.kr/LIfe/?idx=15527346&bmode=view
하나님의 단백질 펌프 : 분자 수준의 경이로운 설계
https://creation.kr/LIfe/?idx=14723002&bmode=view
경이로운 분자기계들이 우연히 생겨날 수 있을까? : ATPase의 작동을 보여주는 영상물
https://creation.kr/LIfe/?idx=12870896&bmode=view
세포 내의 수많은 대사경로들이 모두 우연히?
https://creation.kr/LIfe/?idx=3413369&bmode=view
단백질들의 빅뱅? : 복잡한 단백질들과 유전정보가 갑자기 모두 우연히?
https://creation.kr/Mutation/?idx=1289784&bmode=view
세포 내의 고속도로에서 화물을 운반하는 단백질 키네신 : 이 고도로 정교하고 효율적인 분자 기계가 우연히?
https://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=1291669&bmode=view
▶ 생명체의 초고도 복잡성
https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view
▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?
▶ 경이로운 인체 구조 - 몸
https://creation.kr/Topic104/?idx=6558262&bmode=view
출처 : CEH, 2023. 7. 6.
주소 : https://crev.info/2023/07/body-design-extends-to-the-cell/
번역 : 미디어위원회
당신의 뼈는 말하고 있다.
(Your Bones Talk)
교실에 걸려 있는 인체골격(human skeleton) 그림은 종종 뼈가 생명력이 없는 물질로, 단지 신체 구조를 지지하는 역할만 한다는 인상을 준다. 그러나 지난 수십 년 동안 과학자들은 골격계가 이전에 상상했던 것보다 훨씬 더 역동적이고 복잡하다는 것을 알게 되었다.
과학자들은 이제 신체의 다른 부분에 있는 뼈들 사이의 신호를 추적할 수 있게 되었다. 스미소니언의 한 간행물에서는 이러한 발견을 "당신 집의 기둥과 서까래가 서로 통신하고 있다는 사실을 갑자기 알게 된 것과 같다"고 설명했다. 연구자들이 인체를 계속 연구하면 할수록, 그들은 수용체, 신호분자, 전사 연쇄반응 등을 통한 분자 대화(molecular conversations)를 통해서 기관계(organ systems)가 본질적으로 연결되어 있다는 사실을 깨닫게 된다.[1] 생화학의 복잡한 분자 언어(molecular language)들은 우아하며 접근하기 어려운 창조주의 지혜를 나타낸다.
"과학자들은 뼈 세포가 다른 장기에 신호를 보내는 모든 방법들과, 어떻게 분자 메시지를 해석하고 반응하는 지를 해독하고 있는 중이다."[1] 과학자들은 뼈와 신장, 지방세포, 근육, 뇌, 심지어 장내 미생물군집 사이의 화학적 대화를 문서화했다. 과학자와 의사들은 더 많은 연구를 통해, 이러한 화학적 대화(chemical conversations)를 골다공증과 같은 질환의 치료법을 개발하는 데에 활용할 수 있다고 믿고 있었다. 생리학자인 로라 맥케이브(Laura McCabe)는 스미소니언 지에서 "완전히 새로운 탐구 영역"이라고 말했다."[1]
뼈에는 조골세포(osteoblasts), 파골세포(osteoclasts), 골세포(osteocytes)의 세 가지 주요 세포 유형이 있다. 조골세포는 뼈를 만드는 반면, 파골세포는 뼈를 분해한다. 조골세포와 파골세포는 뼈가 성장하고, 치유되며, 신체의 필요에 맞게 뼈의 모양을 바꿀 수 있게 해준다.[1] 골세포는 뼈 조직의 약 90%를 구성하고 있다.[1] 많은 진화론자들은 과거에 골세포가 "별다른 역할을 하지 않고 그냥 있는 것"이거나, 기껏해야 뼈 리모델링을 조절하는 정도에 불과한 것으로 생각했다. 세포생물학자인 린다 본왈드(Lynda Bonewald)는 "시간을 낭비하지 말라"는 동료들의 조언을 뿌리치고, 골세포를 연구하기로 결정했다. 그녀는 골세포가 신체의 나머지 부분과 중요한 대화를 나눈다는 사실을 발견했다.[1]
본왈드가 해독한 첫 번째 화학적 대화는 골세포와 신장(kidneys) 사이의 대화였다. 골세포는 인산염(phosphate) 수치를 조절하는 데 도움이 되는, 최근 발견된 화합물인 성장인자 FGF23(fibroblast growth factor 23)를 생성한다."[1] 연구자들은 FGF23이 부갑상선 호르몬(PTH)의 분비에 영향을 미친다는 사실을 발견했다. PTH는 궁극적으로 파골세포가 뼈를 재흡수하도록 유도한다.[1]
다른 연구에서 생리학자 제라드 카센티(Gerard Karsenty)는 지방(fat) 조직에서 생성되는 렙틴(Leptin) 호르몬이 뼈의 성장을 억제한다는 사실을 발견했다. 또한 그의 연구는, 뼈는 혈당 조절을 돕고 기억력 유지를 촉진하는 오스테오칼신(osteocalcin)이라는 단백질을 만드는 것을 발견하였다.[2] 근육은 뼈와 가장 밀접한 관계를 맺으며, 함께 움직이고 비례적으로 성장하는 동반자라고 할 수 있다. 2018년 Cell Reports 지에 게재된 본왈드가 공동 저술한 연구에 따르면, "뼈와 근육은 밀접한 관계를 맺고 있으며, 일생 동안 조직 질량(tissue mass)이 일치되는 동기화(synchronization)가 일어나는 것으로 나타났다."[3]
뼈와 근육 사이의 두 가지 화학적 상호 작용의 예로는 근육에서 미오스타틴(myostatin)과 아미노이소부티르산(aminoisobutyric acid, BAIBA)의 생성을 들 수 있다. 미오스타틴은 근육과 적절한 비율로 골량을 유지한다. 이 연구에 따르면, "사용 중단으로 유도된 불용성 근위축(muscle atrophy)은 파골세포형성 감소에 의한(골세포 전구체의 용해) 골형성 억제 효과가 있는 미오스타틴을 생성하도록 하여, 근육과 뼈의 소통을 지원한다."[3] 운동을 하면 근육은 BAIBA를 생성한다. 본월드 박사는 BAIBA가 활성산소종(ROS)에 의해 유도되는 골세포 세포사멸(osteocyte cell death)을 방지하여 뼈를 보호한다는 사실을 관찰했다.[3]
뼈 세포들, 특히 골세포(osteocytes)는 다기능적이며, 신체의 항상성(생리적 평형)을 유지하는데 도움을 준다. 진화론자들이 주장하는 것처럼 골세포가 척추가 없는 동물(무척추동물)에서 유래했다고 믿어야 할까? 아니면 신체가 골세포에 얼마나 많이 의존하는지가 분명한 상황에서, 다른 세포 유형으로부터 단계적으로 진화했다고 믿어야 할까? 이러한 세포의 복잡한 역할은 창조의 증거인 것이다. 각 세포는 우연히 생겨날 수 없는, 구체적이고 중요한 기능들을 분명히 가지고 있다. "인간 생명에 필요한 복잡성과 질서는 시행착오(trial and error)라는 진화론적 추론을 거스르는 것이다"라고 생물학 박사인 그렉 브루어Greg Brewer)는 Acts & Facts 지의 글 "인간의 몸 만들어보기(Building a Human Body)"에서 말한다."[4] 인체의 복잡성과 정교함은 우리가 우연한 사고로 인해 여기에 있는 것이 아니라, 창조주가 목적을 가지고 지능적으로 설계했음을 상기시켜 준다.
References
1. Dance, Amber . "How Bones Communicate With the Rest of the Body." Smithsonian Magazine. Posted on smithsonianmag.com March 3, 2022, accessed June 12, 2023.
2. Karsenty, G., and F. Oury. 2012,. Biology without Walls: The Novel Endocrinology of Bone. Annual Review of Physiology. 74(1):87-105.
3. Bonewald, L. F. et al. 2018. "β-aminoisobutyric Acid, L-BAIBA, Is a Muscle-Derived Osteocyte Survival Factor." Cell Reports 22(6):1531-44.
4. Brewer, G. 2023. Building a Human Body. Acts & Facts. 52 (1): 19.
*참조 : 인간의 몸 만들어보기 : 예수 그리스도의 놀라운 생물공학을 느껴보라.
https://creation.kr/Human/?idx=14580502&bmode=view
인간의 몸은 하나님의 걸작품이다.
https://creation.kr/Human/?idx=1291519&bmode=view
▶ 경이로운 인체 구조 - 몸
https://creation.kr/Topic104/?idx=6558262&bmode=view
▶ 경이로운 인체 구조 – 얼굴
▶ 경이로운 인체 구조 - 손과 발
▶ 경이로운 인체 구조 - 피부
▶ 경이로운 인체 구조 - 귀
▶ 경이로운 인체 구조 - 눈
▶ 경이로운 인체 구조 - 코
▶ 경이로운 인체 구조 - 혈액
▶ 경이로운 인체 구조 - 면역계
▶ 경이로운 인체 구조 - 치아
▶ 경이로운 인체 구조 - 목소리
▶ 사람의 뇌
출처 : ICR News, 2023. 6. 15.
주소 : https://www.icr.org/article/your-bones-talk/
번역 : 미디어위원회
인지지도와 뇌의 경이로운 복잡성
(The Cognitive Map: An Incredible Display of the Brain’s Complexity)
by Jonathan K. Corrado, PH.D., P. E.
사람이 공간적 능력을 갖기 위해서는 뇌(brains)가 1)사물들이 자신과 어떤 관계에 있는지, 2)모든 것들이 다른 모든 것들과 어떤 관계에 있는지를 말해주는 것이 필요하다. 즉 공간에 대한 소위 타인중심적 공간 지도(allocentric map of space)가 필요하다. 환경을 보며 방향을 탐색하기 위해서 뇌는 주변 환경에 대한 일종의 정신적 표상(mental representation)을 생성하는 것으로 보인다. 이는 흔히 인지지도(cognitive map)라고 불려지고 있다.[1]
1971년 신경과학자인 존 오키프(John O'Keefe)와 조나단 도스트로프스키(Jonathan Dostrovsky)는 뇌에서 이 지도의 첫 번째 증거를 발견했다.[2] 이들은 주변 환경을 돌아다니는 쥐의 신경 활동(neural activity)을 모니터링했다. 연구자들은 쥐가 특정 영역에 들어갈 때마다 쥐의 해마(hippocampus)의 한 부분에서 뉴런이 빠르게 발화되는(fire) 것을 발견했다. 해마는 단기기억에서 장기기억으로 정보를 통합하는 뇌의 구성 부분으로, 항해(navigation)를 가능하게 하는(방향을 찾도록 하는) 공간 기억에서 중요한 역할을 한다. 쥐가 조금 더 멀리 이동하면 다른 뉴런이 발화하는 식으로 작동했다.
오키프와 도스트로프스키는 ‘장소세포(place cells, 위치세포)’를 발견했고[2], 일부 학자들은 이 세포가 인간의 내부 지도를 나타낸다고 주장했다.[3] 주어진 환경에서 특정 장소세포는 특정 위치에 해당하며, 쥐가 새로운 지역으로 이동할 때까지, 쥐에서 이들 신경세포는 해당 위치에 고정된 상태로 남아 있었다. 그런 다음 장소세포는 새로운 공간에 대해 다시 매핑을 한다.[2] 그렇다면 이 세포들은 쥐가 어디에 위치하는지를 어떻게 알 수 있을까?
2005년에 연구자들은 장소세포들처럼 행동하는 또 다른 뉴런 그룹을 발견했다.[4] 이 뉴런은 해마 옆의 뇌 영역인 내후각피질(entorhinal cortex)에 위치한다. 다른 기능들 사이에서, 내후각피질은 기억(memory), 탐색(navigation) 및 시간 인식(time perception)을 위한 네트워크 허브로 작동한다.[5]
실험용 쥐가 물리적 환경의 특정 위치를 통과할 때, 그 뉴런은 발화한다. 그러나 동일한 뉴런이 쥐가 서로 동일한 거리에 있는 다른 위치, 즉 현재 환경에 걸쳐 육각형 격자를 형성하는 위치에 들어갈 때도 발화했다.[6] 이를 격자세포(grid cells)라고 하며, 현재 점유하고 있는 공간을 다양한 방향과 규모의 격자로 타일링(tile, 컴퓨터 화면에서 여러 창을 겹치지 않게 늘어놓는 것)을 하는 것처럼 보인다. 각각의 새로운 공간은 다르게 타일링되지만, 개별 격자세포는 고정된 스케일을 나타낸다. 이는 마치 엄밀한 눈금자와 같아서, 다른 해상도를 가진 측량정보(metric information)와 같은 것을 제공한다.[4]
이것이 사람의 머릿속에서 어떻게 펼쳐지는지 상상해 보라. 넓은 방을 가로질러 걸을 때, 내후각피질에 있는 특정 뉴런이 3m마다 발화한다. 다른 뉴런은 대략 1m 마다 더 자주 발화하며, 다른 뉴런은 10m마다 자신의 진행 상황을 기록하는 등 다양한 방식으로 발화한다. 공간의 모든 위치는 격자세포들의 고유한 발화 패턴을 유도하고, 이는 다시 고유한 장소세포의 발화로 이어진다. 이러한 세포들, 발화순서, 위치의 조합은 사람의 머릿속에 인지지도(cognitive map)를 형성하여, 방을 가로질러 이동하기 위해서 주변 환경을 해석할 수 있게 해준다. 격자세포와 장소세포의 통합은 사람이 주변 공간을 감지하는 기계의 핵심적인 부분인 것으로 보인다.
이제 과학자들은 뇌 기능의 표면 일부만을 들여다보았을 뿐이다. 하지만 인지지도의 복잡성과 이 글의 범위를 벗어난 다른 사례들을 고려할 때, 우리의 물리적 존재가 우연이나 진화의 결과라기보다는, 놀라운 설계의 결과라는 것은 쉽게 추론할 수 있다. 과학이 발전하고 뇌의 신비가 밝혀짐에 따라, 과학자들은 지구에 살아가는 물리적 생명체들이 얼마나 놀랍도록 복잡하면서도 맞춤형으로 설계되었는지 계속해서 발견하고 있다. 로마서 11:33절은 이렇게 말씀하고 있다 :
“깊도다 하나님의 지혜와 지식의 풍성함이여, 그의 판단은 헤아리지 못할 것이며 그의 길은 찾지 못할 것이로다!"
References
1. Tolman, E. C. 1948. Cognitive maps in rats and men. Psychological Review. 55 (4): 189-208.
2. O’Keefe, J. and J. Dostrovsky. 1971. The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Research. 34 (1): 171-175.
3. Thurley, K. 2021. Place cells create landmarks. Neuron. 109 (24): 3902-3904.
4. Hafting, T. et al. 2005. Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex. Nature. 436: 801-806.
5. Tsao, J. et al. 2018. Integrating time from experience in the lateral entorhinal cortex. Nature. 561: 57-62.
6. Corrado, J. K. The Hexagon: An Indication of Order and Design in Nature. Creation Science Update. Posted on ICR.org March 13, 2023.
*Stage image: The trajectory of a rat through a square environment is shown in black. Red dots indicate locations at which a particular entorhinal grid cell fired.
Stage image credit: Khardcastle, CC BY-SA 4.0
*Dr. Corrado earned a Ph.D. in Systems Engineering from Colorado State University and a Th.M. from Liberty University. He is a freelance contributor to ICR’s Creation Science Update, works in the nuclear industry, and is a senior officer in the U.S. Naval Reserve.
*참조 : ▶ 사람의 뇌
출처 : ICR, 2023. 6. 8.
주소 : https://www.icr.org/article/cognitive-map-brain-complexity/
번역 : 미디어위원회
당신의 정교한 면역계
: 먹어치우고, 비활성화하고, 파괴하도록, 영리하게 구성되었다!
(Your ingenious immune system.
Cleverly configured to devour, deactivate, and destroy)
Philip Bell
정기적으로 파괴적인 심각한 위협에 직면하는 국가를 상상해보라. 외부 세력과 내부 파괴행위의 위험에 처할 때, 국가는 엄격한 군법에 따라 외국 침략자, 또는 시민 악당에 대해 사형을 선고하며, 필수적인 교육 및 훈련을 위한 전문센터는 물론, 구금 시설, 폐기물 처리 시설, 및 효율적인 운송 시스템 등을 갖추고 있다.
국가는 국경을 엄격하게 경비하고, 모든 위협을 무력화함으로써, 자국의 생존을 보장한다. 이를 위해서는 감시 및 보안 검사가 필요하다. 정교한 식별 시스템을 통하여, 무고한 시민을 보호하면서, 테러리스트를 탐지하고, 제거해야 한다. 경찰, 군인 및 특수 요원과 같은 일부 개인 들은 엘리트 수준의 특정 기술을 갖고 있다. 높은 수준의 의사소통을 통해 조율된 대응을 보장하고, 위험한 침입에 효율적으로 대응하기 위한 선제적 전략이 마련되어 있다.
그림 1. 면역계의 구성요소
이 모든 것은 우리 몸의 정교한 면역체계(immune system, 면역계)와 유사하다. 그것은 당신의 세포나 조직에서 발생하는, 당신의 안전을 손상시킬 수 있는 결함들을 해결하고, 외부의 환경적 위험으로부터 당신을 보호한다. 그리고 당신의 면역체계는 외부 방어시스템을 침해하는 모든 것을 단호하게 처리하여, 그것이 신체 내부에 혼란을 일으키지 않도록 해 준다.
특히 위험한 것은 작은 병원성(질병을 유발하는) 유기체이다. 원래는 모두가 해가 없도록 창조되었으며, 대부분의 유형은 오늘날까지 무해하다. 그러나 최초의 저주(창세기 3장) 이후, 수많은 침입자들이 인간을 끊임없이 공격한다 : 많은 다양한 박테리아들, 바이러스, 곰팡이, 단세포 원생동물, 다세포 기생충 등. 면역계가 없다면, 그슬림과 화상은 쉽게 생명을 위협할 수 있으며, 작은 베임은 확실히 치명적일 수 있다. 아담은 최초의 타락 이전에 이미 유용한 기능을 수행하는 면역체계를 갖고 있었을 것이다.[1]
당신의 신체에는 두 가지 주요 유형의 방어 또는 면역이 있다. 첫 번째는 당신이 태어나면서 갖고 있는 방어 메커니즘으로, 빠르게 발생하는 선천적인 것이다. 이것은 매우 중요하지만, 특정 질병과 같은 개별적인 위협을 겨냥한 것은 아니다. 두 번째는 속도를 높이는 데 더 오래 걸리지만, 적응력이 있다. 즉, 매우 구체적인 위협 인식 및 기억 검색 시스템 덕분에 특정 질병 유기체와 같은 특정 침입자에 개별적으로 대응한다. 다음은 면역체계에 대한 매우 간단한 설명이지만, ‘큰 그림’을 이해하는 데 충분하다.
1. 선천면역
선천(‘타고난’) 면역은 반복적인 공격이나 위협에 노출되어도 변하지 않는다. 그것은 기계적, 화학적, 세포적 방어와 같은 다양한 형태를 취한다. 그들 각각은 여러 잠재적인 나쁜 것들을 즉시 처리하도록 유전적으로 프로그래밍 되어 있다(그림 1을 보라).
똑똑한 피부와 분비작용
깨지지 않는 피부(skin)는 외부 침략자에 대한 국경 통제와 같이, 신체와 외부 세계 사이의 불침투성 장벽으로 첫 번째 방어선이다. 그러나 우리는 피할 수 없는 취약한 피부 노출 부위가 있는데, 눈, 코, 입, 항문, 생식기, 및 요도(소변 배출) 등이 그러하다.[2] 기도(氣道)는 먼지 입자와 초극세사(예: 석탄, 건초, 실리카, 플라스틱, 석면 및 직물)에 대해 위험하다. 다행히도, 신체의 모든 구멍에는 촉촉한 점막(mucous membranes)이 늘어서 있어서, 이러한 입자와 침입하는 미생물들을 부착하여 포획한다.
피부와 촉촉한 막은 다양한 화학 분비물을 생성하여, 병원성 유기체를 움직이지 못하게 하거나 죽인다. 폐의 주요 기도(氣道) 가지의 내벽에는 외부로부터의 먼지 부스러기들을 가두는 점액(mucus)이 있고, 때로는 기침을 통해 이를 목을 향해 쓸어내는, 털 같은 섬모(cilia)가 있다.[3]
피부의 피지선(sebaceous glands)에서 생성되는 기름진 피지에는 젖산과 지방산이 포함되어있어, 박테리아 성장을 억제한다.[4] 리소자임(lysozyme)은 특히 눈물에서 발견되는 효소이다. 그것은 특정 박테리아를 비활성화하여, 눈 감염을 예방할 수 있다. 강한 위산은 소화에 중요하며, 해를 끼칠 수 있는 병원균을 파괴한다. 소변은 요로의 내벽을 씻어 내린다. 이 외에도 훨씬 더 많은 것들이 있다.
기술에 정통한 세포들
많은 특수 세포들이 면역계에서 중요한 역할을 하고 있다. 여기에는 혈액량의 1%를 구성하는 ‘백혈구(white blood cells, leucocytes)’가 있다(그림 2를 보라). 그것들은 골수에서 성장한 후에, 혈액, 림프(림프계의 무색 액체) 및 다양한 조직과 기관에, 예로 비장, 흉선 및 림프절 등에 배치된다.(그림 1을 보라). 림프구(lymphocytes)라고 불리는 것은 후천면역(adaptive or acquired immunity) 반응의 핵심이다. 백혈구의 유형과 역할은 정말로 어리둥절하다![5]
그림 2. 면역에 관여하는 세포들. 세포는 실제로는 희거나 무색이다. 현미경을 통해 보기 위해 과학자들은 먼저 염료로 염색을 한다. 그러면 그들의 모양은 여기에 있는 이미지들과 비슷하다.
특히 선천면역과 관련된 것은 ‘식세포(phagocytes, ‘잡아먹는 세포’)‘이다. 여기에는 몇 가지 중요한 유형이 있는데, 이들 모두 이물질/침입자를 삼켜 파괴할 수 있다. 과립백혈구(granulocytes)에는 세 주요 유형이 있다:
∙호중구(Neutrophils, 백혈구의 최대 70%)는 침입하는 미생물에 대한 일차 방어선으로, 군대의 보병과 같다. 그들은 이물질을 삼켜 소화시킨다.
∙호산구(Eosinophils, 백혈구의 2-3%)는 ‘상위 특수부대원’이다. 그들은 염증을 완화시키고, 알레르기 반응에 관여하며, 특히 기생충에 대해 능동적이다.
∙호염기구(Basophils 백혈구의 <1%)는 박테리아와 기생충에 대항하여 활동적인 또 다른 특수부대원이다. 그들은 알레르기 항원(예: 꽃가루)이 몸에 들어오면 분비되는 히스타민을 생산하고, 그것은 모세혈관을 확장시켜, 호중구가 감염된 부위로 더 쉽게 빠져나가도록 하며, 눈물과 콧물이 나오도록 유발한다!
면역은 복잡하며, 이 세 가지 과립백혈구 유형들의 기능은 겹친다.
면역계는 놀랍도록 정교하다. 이는 설계자의 초월적 지혜와 설계를 웅변적으로 말해준다.
‘대식세포(macrophages, big eaters)’는 폐기물 처리 작업자와 같은 신체의 주요 청소 세포이다. 몸 전체에서 발견되며, 랑게르한스 세포(Langerhans cells, 피부에서), 쿠퍼 세포(Kupffer cells, 간에서) 등과 같이 몇 가지 다른 이름들을 가지고 있다.
단핵구(monocytes, 백혈구의 2-8%)는 위험을 인식할 수 있는 장비를 갖고 있으며, 국소 화학 신호가 지시할 때, 다른 세포 유형(예: 대식세포)으로 바뀔 수 있다. 호염기구와 마찬가지로 단핵구는 식작용을 하고, 항원제시, 사이토카인을 생산하고 염증을 해결한다. 그들은 죽은 조직이나 감염된 조직을 청소한다.
이러한 ‘식세포들’ 중 일부는 계속해서 외래 항원을 처리하여 림프구에게 건네준다(아래 ‘멋진 항체’의 글을 보라). 이런 관점에서 그들의 역할은 후천면역과 중복된다.
식세포의 작용은 화학 메신저와 같은 사이토카인(cytokines, 시토카인)이라 불리는 세포 신호 단백질에 의해 촉발된다. 이들은 염증, 부상 및 감염 부위에서 방출되며, 혈액 전체를 순환한다. 일부 사이토카인은 식세포(예: 호중구)가 위험 구역 근처의 작은 혈관(모세 혈관)을 통과하도록 유도한다. 일단 근처에 도착하면, 그들은 망가진 세포와 이물질에서 ‘그들을 먹어치움’으로써 청소 작업을 한다.
NK(natural killer) 세포 또한 선천성 면역의 일부이다. 그들은 정상적인 건강한 세포를 피할 줄 아는 특별한 림프구이지만, 악성 암세포 또는 바이러스에 감염된 세포를 공격한다. 그들은 항체 없이도 표적을 살해한다. (아래 ‘멋진 항체’를 보라).
2. 후천면역
선천면역과 달리 후천면역(adaptive, acquired or specific immunity, 적응면역, 획득면역, 특이면역)은 특정 유형의 침입자에 따라 대응함으로, 궁극적으로 더 강력하다. 그러나 세포성 병인체에 대해 인식하고, 배치가 이루어진 이후라야, 그들의 임무를 수행하기 때문에, 대응 속도가 조금 느리다.
감염(infections)은 예를 들면 홍역 바이러스 또는 디프테리아 박테리아 등의 감염은 건강을 심각하게 위협할 수 있다. 때때로 당신의 선천면역은 그러한 적들을 단순하게 막을 수 없다. 당신의 후천면역은 회복과 사망(또는 장기적인 건강 손상)의 차이를 만든다. 당신은 일생동안 반복적으로 그러한 위험에 직면한다.
놀랍게도 신체는 병원체를 막아내는 복잡한 메커니즘을 갖고 있다. 또한 병원체의 중요한 세부사항을 ‘기억하기 위해’ 노력하므로, 향후 공격이 발생할 경우를 대비하여 첫 만남에서 학습을 한다. 이 모든 방어 체계는 사전에 프로그래밍 된 림프구(lymphocytes)와 항체(antibodies)라고 하는 무기에 의해 가능하다(‘멋진 항체’ 및 그림 3a와 3b를 보라).
B-세포와 T-세포
후천면역을 담당하는 림프구에는 범죄와 싸우는 다양한 전문 분야의 훈련된 경찰과 같은 B-세포(B-cells, B-lymphocytes)와 T-세포(T-cells, T-lymphocytes)가 포함된다. 일부는 단명하고, 일부는 수개월 또는 수년 동안을 살며, 침입자를 장기적으로 ‘기억’하는 능력을 떠맡는다.
T-세포는 흉선(thymus/심장 위에 있는 샘)에서 성숙되면서 ‘교육’되기 때문에, 그렇게 부르는 것이다. 일부는 보조 기능(T-helper cells)이 있고, 일부는 암살자가 된다(T-cytotoxic cells).
B-세포는 골수(bone marrow)에서 이름을 얻은 것이 아니라(일반적인 생각처럼), 조류의 파브리시우스 점액낭(Bursa of Fabricius)에서 처음 발견되었기 때문에, 그러한 이름을 얻었다. 그것들은 표면 막(소위 ‘Fab’ 팔이 튀어나와 있는 부위. 그림 3a를 보라)에 묻혀있는, 갖고 있는 특정 항체의 각 분자들에 의해 활성화된다. 그리고 각 항체는 특수 막단백질(CD79)과 결합되어, B-세포 수용체를 만든다.[6] 이러한 일은 비장과 림프절에서 일어난다. 대부분의 순환하는 B-세포는 어떤 행동도 보지 않는다. 그러나 B-세포 수용체가 그것과 일치하는 것을 찾으면, 모든 시스템이 작동한다.
전투는 일어나고 있다!
당신은 수십억 개의 외부 항원으로부터 끊임없이 공격을 받고 있다. 질병을 유발하는 어떤 종류의 진정한 적의 침입이 일어난다면, 외부 항원은 확인되고, 책임을 맡은 B-세포는 즉시 분열을 시작한다. 이것은 계속해서 발생하여 형질세포(plasma cells)라 불리는, 무장한 위험한 세포의 엄청난 증식을 일으킨다. 일부 보조 T 세포(T-helper cells)는 이 ‘복제 확장’ 과정에서 B-세포를 돕는다. 그러나 이제 형질세포는 똑같은 항체들을 생산하지만, 그들은 그것들을 막 수용체로 유지하지 않는다. 그 대신 항체는 무수히 혈액으로 방출된다. 침략자의 날은 얼마 남지 않게 된다. 이제 항체들은 탐색 및 파괴 임무를 수행하며, 모든 적들을 제거하고, 감염을 정복할 때까지 중단되지 않는다.
감염에서 회복된 후에도, 당신은 여전히 ‘기억세포(memory cells)’ 역할을 하는 형질세포를 갖고 있다. 그 특정한 감염 요인과 관련하여, 신체는 이전보다 더 높은 경계 상태에 들어간다. 그 침입자가 다시 못생긴 머리를 치켜세우면, 당신의 기억세포는 즉시로 그 위험을 인식할 것이다. 그들은 빠르게 증식하여 그 유형의 침입자에 특정한 특수 항체의 덩어리를 방출할 것이다. 즉, 당신은 그 질병에 대해 ‘면역’이 되어 있는 것이다. 국가로 비유하면, 알려진 침략자의 반복적인 침략 시도는 무자비하고 치명적인 특수 요원들의 전국적인 동원령이 선포되는 것이다. 이것이 백신(vaccines)이 작동하는 방식이다. 특정 병원체의 침입을 모방하여, 실제 상황이 발생할 때에 대한 면역체계를 미리 준비하는 것이다. 이 타락한 세상에서 면역계는 세계에서 가장 위험한 질병들로부터 우리를 보호한다. 그들은 전 세계 또는 많은 지역에서 일부 질병을 효과적으로 근절했다.[7]
훨씬 더 많은 일들이 진행되고 있다
우리는 실제로 일부 사실만을 이해하고 있는 것이다. 선천면역과 후천면역 모두 여기서 설명한 것보다 훨씬 더 복잡하다. 백혈구(leucocytes)는 여러 유형의 사이토카인들을 분비하는데, 몇 가지 주요 범주들로 집락자극인자(CSFs), 종양괴사인자(TNFs), 인터루킨(interleukins), 인터페론(interferons) 등이다. 모두 면역에서 복잡한 역할을 수행한다. 예를 들어, T-세포는 항바이러스 내성에 중요한 다양한 인터페론(IFN)을 생성한다. 한 종류인 IFNγ는 바이러스와 싸우기 위해 대식세포와 NK 세포를 활성화하고 모집한다.
일부 침입 세포는 식세포가 삼키기에는 너무 커서, T-세포 독성 및 NK 세포가 그들의 막에 구멍을 뚫는다(퍼포린(perforin)이라고 하는 ‘무기’를 사용하여). 표적세포는 자가 파괴되고[8], 그 후 대식세포(macrophages)는 남아있는 잔해들을 모두 삼켜버린다.
또한, 모든 세포들, 항체 및 사이토카인이 필요한 곳에 도달할 수 있도록, 신체는 매우 뛰어난 수송 네트워크를 갖추고 있다. 순환계는 면역계 세포(‘경찰’ 및 ‘특수부대’)들이 교란, 손상 또는 감염 부위에 빠르게 도달하도록 한다. 공간은 림프절, 림프관 및 림프계 혈관에 대한 논란을 예방하며, 림프절은 침입자가 구금 및 제거되는 구류 센터가 된다.
요약하자면, 위협이 무엇이든지, 헌신적인 세포들은 항상 그것을 삼키고, 비활성화하고, 파괴할 수 있도록 대기하고 있다. 고도로 정교한 면역계는 정말로 놀라운 설계이다.
창조주께 영광을
면역계는 놀랍도록 복잡하다. 그것은 설계자의 초월적 지혜를 설득력 있게 말해주고 있다. 우리의 창조주 하나님은 정당하게 우리의 예배를 받을 자격이 있다. 그러나 정교한 면역계가 전혀 쓸모가 없는, 한 가지 감염이 있다. 그것은 치명적인 죄(sin)라는 질병이다(롬 3:23; 6:23). 그 위협을 극복할 수 있는 유일한 희망(히 9:27)은 진정한 회개와 예수 그리스도에 대한 믿음을 통해, 창조주의 완전한 용서와 면죄를 받는 것이다(롬 10:9).
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면역계의 질병
안타깝게도 사람의 면역계가 스스로 엉클어지는 경우가 있다. 과민증(hypersensitivity)은 천식 및 건초열과 같이 면역계가 과도하게 반응할 때 발생한다. 자가면역질환(autoimmune diseases)은 특히 몸을 쇠약하게 한다. 이 질환에는 선천적으로 혹은 나이가 들어감에 따라 수축되는 류마티스성 관절염, 다발성 경화증, 건선 등이 포함된다. 고통스러운 류마티스성 관절염(rheumatoid arthritis)은 면역계가 관절의 윤활막을 공격할 때 발생한다. 마찬가지로 면역결핍(immunodeficiency)으로 인한 질병도 심각하다. 여기에서는 사람의 방어력이 심하게 무너져, 통상적인 경미한 감염으로 인해서도 치명적인 위험에 처하게 된다. 가장 잘 알려진 예는 HIV 감염으로 인한 AIDS(후천성면역결핍증)이다.
또 다른 오작동은 침입하는 병원체에 대한 과잉 반응인 사이토카인 폭풍(cytokine storm)이다. 이것은 제1차 세계대전 이후 스페인 독감(Spanish Flu)으로 그렇게 많은 젊은이들이 사망한 이유를 설명한다. 그들의 강력한 면역계는 자신의 조직, 특히 폐를 공격했다. 사이토카인 폭풍은 또한 COVID-19의 위험한 합병증이다. 고맙게도, 그러한 질병은 비교적 드물다. 우리 중 대부분은 우리의 면역 성분의 매혹적인 배열이 정상적으로 작동하고 있다는 사실에 기뻐할 수 있다. 당신의 정교한 면역계는 항상 경계를 서고 있고, 잠재적인 위험을 경고하며, 행동을 시작할 준비가 되어 있다. 당신은 때때로 몸이 좋지 않을 수 있지만, 기능하는 면역계가 없었다면, 당신은 정말로 수천 번 죽었을 것이다.
References and notes
1. Bergman, J. and O’Sullivan, N., Did immune system antibody diversity evolve? J. Creation 22(2):92–96, August 2008; creation.com/immune-diversity.
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멋진 항체
항체(antibodies)는 B-세포에 의해 생성된다. 그들은 항원(antigens, ‘외부 침입자’)을 표적으로 삼도록 프로그램된 면역학적 무기이다. 항원은 자신의 몸에서 나오든지(자가 항원, self-antigen), 혹은 이물질 및 미생물(비-자기)의 표면에 있는 분자(예: 단백질)들이다. 각 항원의 분자 모양은 특정 항체에 의해 인식된다. 외부(비-자기) 항원의 검출은 후천면역 반응을 시작하게 한다. 항체는 침입자 항원을 직접 감지하고, 그것과 결합할 수 있다. 대안으로, 식세포(phagocytes)는 그들의 표면에 변형된 항원을 포식할 수 있다. 이러한 표시는 항체 및 기타 반응을 촉발하는 한 경고 표지가 된다.
항체는 면역글로불린(immunoglobulin, Ig) 단백질이며, IgG, IgM, IgA, IgE, IgD 등 여러 종류가 있지만, 대체적으로 모두 Y 자형이다. 항원에 특별하게 결합하는 부위는 ‘Y’자의 팔(arms)이다. 그들은 가변 영역(variable regions)을 갖고 있다(Fab = Fragment, antigen-binding); B 세포가 골수에서 발달함에 따라 Fab 팔의 끝부분(그림에서 주황색으로 표시됨)을 코딩하는 DNA가 ‘뒤섞인다(shuffled)’. 이로 인해 사실상 무한한 다양한 항체들이 생성된다. 각각은 Fab 영역 아미노산들의 고유한 서열을 갖게 되고, 특정한 항원과 마주칠 때, 표적을 자극하고, 거기에 고유한 항원을 고정시킨다. 항체 생성은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducibly complex)’으로, 진화를 부정한다.[1]
Y 자형 항체 몸통의 아미노산 배열(Fc = Fragment, crystallizable)은 일정하다. 이 영역은 식세포라 불리는 세포의 분자와 결합한다. 따라서, 항체 Fab 영역은 박테리아에 결합할 수 있는 반면, Fc 영역은 호중구에 결합하여 박테리아를 삼켜 소화시킨다.
그림 3a. 항체분자.
그림 3b. 5 가지 유형의 항체(면역 글로불린)
References and notes
1. Bergman, J. and O’Sullivan, N., Did immune system antibody diversity evolve? J. Creation 22(2):92–96, August 2008; creation.com/immune-diversity.
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References and notes
1. See Wieland, C., Adam and the immune system; creation.com/immune, 30 May 2009.
2. The ear is not an actual body opening; it ends blindly at the skin-lined eardrum.
3. For more on the respiratory system: Demick, D., The breath of life: God’s gift to all creatures, Creation 27(1):42–45, 2004; creation.com/breath. 4. Aryal, S., Anatomical barriers of immune system—skin and mucus, microbenotes. com, 11 Jan 2020.
5. For more detail, consult an immunology text book, like: Male, D., Immunology: An Illustrated Outline (5th Edn), Garland Science, 147 pages, 2014.
6. I was once involved in research on the B-receptor. Bell, P., Rooney, N., and Bosanquet, A.G., CD79a detected by ZL7.4 separates chronic lymphocytic leukemia from mantle cell lymphoma in the leukemic phase, Cytometry (Communications in Clinical Cytometry) 38:102–105, 1999.
7. Sarfati, J., CMI, vaccines, and vaccination; creation.com/vaccines, 13 May 2018 (updated 22 Apr 2021).
8. Programmed cell death, aka apoptosis: Bell, P., Apoptosis: cell ‘death’ reveals creation, J. Creation 16(1):90–102, 2001; creation.com/apoptosis.
*PHILIP BELL, B.Sc.(Hons.), P.G.C.E., M.R.S.B., worked in cancer research, then as a school science teacher before entering creation ministry. He is CEO of Creation Ministries International (UK/Europe). For more: creation.com/pbell.
*참조 ; ▶ 면역계
▶ 경이로운 인체 구조 - 몸
https://creation.kr/Topic104/?idx=6558262&bmode=view
▶ 혈액
▶ 사람의 뇌
▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성
출처 : Creation 43(3):20–24, July 2021
주소 : https://creation.com/immune-system
번역 : 이종헌
설계된 망막
(Retina Design)
by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)
눈은 모든 부분이 복잡하다.
우리는 고등학교 생물 시간에 기본적인 시각계에 대해서 배운 것을 기억한다. 우리가 볼 수 있는 것은 눈의 뒤쪽 때문이다. 그곳에는 망막(retina)이라고 하는 얇은 조직층(동전 너비의 절반)이 있다. 이 광-활성(photoactive) 조직은 뉴런(neurons)으로 가득 차 있다.
이 세포들은 광학 데이터를 수신하고, 뇌로 전송한다. 각 뉴런은 작은 '창', 즉 수용영역(receptive field)을 통해 세상을 본다. 솔크 생물학 연구소(Salk Institute for Biological Studies)의 연구자들은 이러한 불규칙한 모양의 수용영역들이 실제로 퍼즐 조각처럼 서로 단단히 맞물려 있다는 사실을 발견했다. 이렇게 하면 영역 사이에 간격이 있을 경우에 발생할 수 있는 사각지대가 발생하지 않는다. 또한 시야가 너무 많이 겹칠 경우 발생할 수 있는 시야 흐림 현상도 방지된다. 따라서 "신경계는 이전에 알려진 것보다 더 정밀하게 작동하며... 개별 세포의 명백한 불규칙성은 실제로 주변 세계에 대한 최고의 이미지를 만들기 위해 조직화 되어있고, 미세하게 조정되어 있다."[2]
이 발견에 추가해서, 최근 시각계의 신경과학 모델에 대한 흥미로운 연구가 진행되고 있다. 사람과 동물은 카메라처럼 시야의 물체들을 받아들이지만, 우리의 눈과 뇌는 "서로 다른 위치의 물체"를 볼 수 있다. 동물과 인간의 주변 환경은 끊임없이 변화하며, 이러한 변화는 시각 정보의 처리에도 영향을 미칠 수 있다."[3]
오스트리아 과학기술연구소와 독일 LMU의 과학자들은 쥐의 망막을 이용해, 뉴런이 조직화되어 있는 방식은 넓은 시야(wide view, 파노라마식)의 시각적 통계에 의해 영향을 받는다는 이론을 뒷받침하는 증거들을 수집했다.
"우리는 자연에서 체계적으로 관찰되는 가장 두드러진 시각적 변화, 즉 지면에서 하늘까지의 빛의 강도(intensity)와 대비(contrast)의 기울기를 활용하여, 쥐의 시각계가 이러한 제약을 고려하도록 진화했는지 알아보기 위해 이 아이디어를 테스트했다." 쥐가 관찰하는 장면과 관련하여, 쥐 망막(수용영역)의 각 뉴런을 활성화하는 감각 공간의 조직을 조사하기 위해서, 막시밀리언 요쉬(Maximillian Jösch)와 그의 동료들은 새로운 광학 촬영 기법을 개발했다. 이 기술을 통해 단일 망막에 있는 수천 개의 뉴런들의 활동을 동시에 측정하고 추적할 수 있었다.[3]
창조론자들은 척추동물의 시각과 관련된 놀라운 세부 사항으로 인해, 쥐의 시각계는 "이러한 제약을 고려할 때" 우연과 오랜 시간을 통해 천천히 진화한 것이[4] 아니라, 원래부터 이 놀라운 능력을 갖도록 만들어졌다고 주장한다. 실제로 요쉬는 "모든 생명체의 핵심적 특징은 생존을 위해 환경에 적응하는 것"이라고 말했다."[3] 창조론자들도 이에 동의한다. 하나님은 지속적인 환경 추적을 통해, 식물과 동물이 환경에 적응하고 틈새를 채우도록 창조하셨다.
요쉬와 그의 동료들은 쥐의 망막 뉴런들이 수행하는 계산이, 낮 동안 망막의 그 부분이 일반적으로 보는 것에 대한 파노라마식 시각적 통계에 따라 달라진다는 사실을 발견했다. 이는 시각 시스템이 선천적으로 균질하지 않으며, 실제로 외부 환경에 적응한다는 초기 가설을 뒷받침한다. "놀랍게도, 우리는 망막 뉴런이 예상치 못한 자극 변화가 있을 때, 나머지 뇌에 정보를 전달할 가능성이 더 높다는 것을 발견했다"라고 요쉬는 말했다. "중요한 것은 뉴런이 하늘이나 땅 중 어디를 보느냐에 따라, 예기치 않은 상황이 달라진다는 것이다. 따라서 망막 회로는 이 세계를 더 효율적으로 표현하기 위해서, 아래쪽 시야에서 위쪽 시야로 가면서 그 특성을 체계적으로 조정하고 있다."[3]
이러한 발견은 척추동물의 시각계를 더 깊이 이해할 수 있게 해주며, 창조주 예수님께서 태초에 시각이라는 놀라운 능력을 어떻게 설계하셨는지 이해하는 데 도움이 된다.
References
1. Sherwin, F. 2017. Do 'Simple' Eyes Reflect Evolution? Acts & Facts. 46 (9): 20.
2. Thomas, B. Retinal Coordination: Picture Perfect Presentation of Design. Creation Science Update. Posted on ICR.org April 15, 2009, accessed April 11, 2023.
3. Fadelli, I. The functional organization of cells in the retina is shaped by natural panoramic environments. Medical Xpress. Posted on medicalxpress.com April 7, 2023, accessed April 11, 2023.
4. Thomas, B. Do Eyes Carry ‘Scars of Evolution’? Creation Science Update. Posted on ICR.org August 24, 2011, accessed April 11, 2023.
* Dr. Sherwin is science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.
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출처 : ICR, 2023. 4. 20.
주소 : https://www.icr.org/article/retina-design/
번역 : 미디어위원회
