뇌 이식
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뇌 이식은 한 유기체의 뇌를 다른 유기체의 몸통 또는 기계에 이식하는 것을 말한다. 이론적으로 노화나 사고 등으로 뇌를 제외한 신체가 심각하게 손상된 사람이 자아와 기억을 유지하면서 새로운 건강한 몸을 얻는 것이 가능하다.
일부에선 몸이 노화되거나 병에 걸리면 싱싱한 육체에 뇌 이식을 통하여 영생할 수도 있지 않을까하는 헛된 희망을 가지기도 하는데, '''문제는 뇌도 신체와 함께 늙는다.''' 뇌의 노화로 오는 대표적인 질병이 바로 '''치매'''다. 즉, 90대의 노인이 20대 청년의 싱싱한 젊은 육체를 구해 뇌 이식을 했다한들, 뇌 자체의 노화는 뇌 이식만으로는 소용이 없기에 극복할 수 없다. 이를 해결하기 위해선 노화에 대한 직접적인 치료가 필요하다. 이에 대한 자세한 내용은 노화 문서의 4번 문단 참조.
정확히 설명하자면, 뇌세포의 노화가 아닌 독소와 내인자를 끊임없이 청소하고 blood brain barrier를 형성해 혈관과의 영양분 연결을 해주는 교세포들의 기능장애에 기인한다. 뇌신경세포의 자체수명은 200년에 필적한다. 알츠하이머성 치매 역시 교세포의 기능장애에 기인한 베타 아밀로이드의 축적이 원인이다. 즉 건강한 신체를 기반으로 한다면 뇌의 기능장애는 걱정 할 필요가 줄어들긴 하지만, 육체 자체는 젊어질지언정 정신의 노화는 막을 수 없다는 것. 이러한 시술을 한다면 신체의 노화로 생기는 노환을 극복할 수는 있겠지만, 뇌의 노화로 생기는 질병을 극복할 수는 없기 때문에 아무리 수명을 늘려도 뇌의 한계 이상으로 수명을 늘리는 것은 불가능할 것이다. 이걸 해결하려면 노화 유전자를 뜯어고쳐 노화를 되돌리는 수준의 의술이 개발되지 않는 한 무리이다. 다만 노화에 대해서도 노화를 늦춰 쥐의 수명을 늘리는데 성공하는 등 획기적인 연구가 이루어지고 있으므로 미래에는 이또한 극복할 것이다. 아인슈타인, 스티븐호킹같은 수많은 천재들의 수명이 50년씩 늘어난다고 생각해보자. 그것만으로도 엄청난 기술발전을 가져올 것이다.
그동안 불가능하다고 여겨져 왔으나 다양한 형태의 픽션물에서 다뤄져 왔으며, 의학 기술의 발달로 근미래에 이루어질 거라 예상하는 사람도 있다. 그러나 대부분의 주류 학계에서는 의학 기술적 한계와 윤리적 한계 등을 이유로 발전이 무척 더딜 것이며, 특히 윤리적 문제가 해결되지 않는 이상 발전이 더디고 정체될 가능성이 높다고 보고 있다.
뇌 이식과 몸통 이식은 사실상 같은 말이다. 요지는 인간의 주체를 몸으로 보느냐 뇌로 보느냐에 있다. 뇌를 신체에 딸린 장기의 일부로 본다면 뇌를 이식하는 게 맞다. 그러나 일상적으로 장기이식을 지칭할 때, 예를 들어 심장 이식이라고 한다면 내 몸에 있는 심장을 제거하고 외부로부터 심장을 이식받는 것을 지칭하므로 그런 의미에서 뇌 이식은 틀린 표현이며 몸통 이식이 맞다는 의견도 있다.
그러나 사실 '''뇌 이식이 보다 정확한 표현'''이다. 일단 이식의 사전적 정의는 "옮겨심기"이다. '''뇌 옮겨심기'''라고 풀어보면 의미는 명확해진다. 뇌 이식 자체가 뇌가 잘 살 수 있도록 싱싱한 토양(몸통)을 구해 옮겨심는 것이 핵심 아니던가? 다만 왜 혼동이 왔냐하면, 바로 '''뇌=자아'''이기 때문이다. 다른 장기를 갈아끼우는 것과 달리, 뇌를 타인의 뇌로 갈아끼우면 더이상 자신이 아니게 되고 그 옮겨온 타인의 뇌가 몸통의 주인이 돼버리므로 이런 혼동이 생긴 것이다.
물론 시술자 관점에서는 뇌 옮겨심기이긴 하나, 피시술자 관점에서는 내 팔을 잘라내고 다른 팔을 이식하듯 내 몸통을 잘라내고 다른 몸통을 이식한다고 볼 수도 있기 때문에 관점에 따라서는 몸통 이식이라고 볼 수도 있다. 해외에서는 뇌 이식이라는 표현이 더 많이 통용되고 있으며, 영문 위키백과에도 문서명은 brain transplant로 되어 있고 또 다른 표현으로 whole-body transplant라는 용어를 문서 내에 첨언해놨다.
엄밀히 말하면 뇌 이식(brain transplant)은 머리 이식(head transplant)과는 다르다. 그러나 뇌를 자아와 인간성의 주체로 보고 그 외의 신체 교체를 목표로 한다는 점은 같다.
또한 말 그대로 외부에서 내 머리로 뇌 조직이나 신경 세포 등을 이식하는 것에도 뇌 이식이라는 표현이 혼용된다. 사실 뇌 이식이라는 표현은 이 경우에 더 적합하고, 대뇌피질을 제외한 부분의 질환도 많기 때문에 그 부분의 이식기술도 연구 중이다. 그러나 이 문서에서는 뇌 이식(brain transplant)을 더 널리 사용되는 의미로 사용한다. 즉 뇌를 제외한 모든 신체를 교환하는 몸통 이식의 의미로 사용한다.
1857년에 프랑스의 브라운 세퀴아르는 개의 머리를 잘라낸 뒤 산소가 함유된 피를 동맥에 주입하여 뇌의 기능이 유지되는지를 알아보는 실험을 하고, 잘라진 머리의 눈과 안면근육이 짧은 시간 동안 움직이는 것을 관찰했다고 주장했다. 인간의 머리로 실험을 해본 기록도 있다. 1884년 프랑스의 라보르드는 길로틴에 잘린 사형수의 머리를 큰 개의 몸통에 연결하였다. 그러나 아마도 머리를 실험실까지 운반하는데 걸리는 시간이 길어진 탓이었는지 뇌기능을 되살리는 데에 실패하였다.
알렉시스 캐럴과 함께 혈관봉합술을 개발한 찰스 거틀리는 1908년에 개의 머리를 떼어 다른 개의 목에 접합시키는 수술에 성공했다. 그러나 혈관 꿰매는 기술이 당대 최고였다는 그도 머리가 둘 달린 개를 만드는 이 수술에는 20분이라는 시간이 걸렸다. 때문에 이식한 머리의 기능은 완전치 않았다.
최초로 동물간의 흉강 내 심장이식(그 전까지는 동물의 목이나 '''사타구니'''에 심장을 이식했었다.)에 성공한 소련의 천재 외과의사 블라디미르 드미코프는 1950년대에 개 두 마리의 머리를 서로 바꾸어 붙이는 데 성공하였다. 심장의 관상동맥을 연결하는데 1분 30초밖에 걸리지 않았다는 드미코프의 뛰어난 기술 덕분에 그의 개들은 수술 후 보통 수일을 생존했는데 한번은 29일간이나 생존상태를 유지한 적도 있었다.
과거 러시아의 생리학자 세르게이 브류호넨코는 뇌 이식과 관련된 인상깊은 실험을 성공했다. 정확히는 개의 머리와 장기 등을 Аутожектор(Autozhektor)라는 기계를 만들어서 2시간 동안 살아있게 하는데 성공했다.
1965년에 개의 뇌를 다른 개의 순환계에 연결시키는 실험을 했던 미국 케이스웨스턴 리저브대 교수 로버트 화이트는 1971년에 원숭이 머리를 다른 원숭이의 몸통에 이식하는 수술을 성공시켰다. 8시간 걸린 이 수술의 결과 원숭이들은 6시간에서 3일 정도 살았다고 한다. 화이트는 수퍼맨의 주인공 크리스토퍼 리브처럼 전신이 마비된 환자의 경우, 목 아래 부분을 때때로 건강한 몸으로 교체해준다면 수명을 수십 년은 연장시킬 수 있을 것이라고 주장하기도 했다.
머리 전체가 아닌 뇌만을 이식하는 실험은 아직 보고된 바 없다.
의학 기술에 대한 전망이 늘 그렇듯 낙관론과 비관론이 양립해 있다. 그러나 현재까지는 비관론이 현저히 우세하다. 뇌는 커녕 안구 이식도 아직 불가능한 상황이니 당연하다면 당연한 일인 셈.
기술적으로 가장 큰 문제는 뇌를 꺼내고 넣는 난이도에 있다. 일단 인체에서 가장 두껍고 단단한 두개골로 둘러싸인 뇌를 꺼내는 과정부터 고역인데, 두개골을 열고 뇌를 들어냈어도 이를 떼어내는 것이 쉽지 않다. 뇌는 안구, 척추를 비롯한 중추신경계와 연결되어 있기 때문이다. 뇌를 두개골로부터 분리하려면 이 신경 조직들을 하나하나 분리해내야 한다.
설상가상으로 뇌는 인체에서 손에 꼽을 정도로 연약한 조직이다. 때문에 뇌는 인체에서 가장 단단하고 두꺼운 뼈인 두개골 안에 자리잡은 것도 모자라 뇌척수액 속에 둥둥 떠서 충격을 완화하는 구조를 가지고 있다. 뇌를 분리한다면 뇌가 외부 충격을 완화하는 수단이 전부 제거되고 충격에 직접노출 된다. 뇌진탕같은 증상을 보면 알겠지만 뇌는 멀쩡한 상태에서도 사소한 외부 충격으로도 손상을 받을 수 있을 정도로 연약한 장기인데, 이같은 보호 수단조차 제거된 뇌는 약간의 충격만으로 손상을 입을 수 있다.
아무 손상이 없이 분리하는 과정을 마쳤다 해도, 외부 보호 수단이 사라진 뇌는 이식하는 과정에서도 손상될 수 있다. 또한 당연하게도 뇌세포는 산소 공급이 차단되면 괴사하기 시작한다. 1~2분 이내에 산소 공급이 재개될 경우 큰 문제가 없지만, 3분 이상 지날 경우 뇌세포는 회복 불가능할 정도의 피해를 입는다. 이런 점을 감안해보면 현재 기술로는 숙련된 외과의나 기계를 동원하는 걸 가정해도 뇌를 아무런 손상 없이 꺼내서 이식하는 수술은 불가능하다. 상술한 뇌 이식의 사례가 전부 다 뇌 이식이 아니라 머리 이식인 것도 뇌 이식 수술의 말도 안되는 난이도 때문이다. 상대적으로 쉬운 머리이식조차 완전히 성공하지 못하고 실패하는 판에 뇌 이식이 가능할리 없다.
사실 아무 문제 없이 분리해서 이식하는 데 성공하더라도 여전한 문제는 남아있다. 장기 이식은 반드시 면역계의 거부반응을 초래한다. 일반적인 장기이식자들도 평생 면역 억제제를 먹고 살아야 하는데, 뇌는 더 말할것도 없다. 거부 반응이 일어나더라도 단순히 이식한 장기만 손상되는 다른 장기와 달리 뇌에 거부반응이 일어나면 사망 직행이다. 또한 거부반응은 어떻게 한다고 쳐도 신경계 조직의 손상은 자연적으로는 회복되지 않는다. 때문에 뇌와 신경 조직이 새로운 신체 혹은 기계에 연결되더라도 기능을 회복하기 쉽지 않다. 그게 가능하다면 척추가 손상된 사람이 하반신 마비로 고생할 이유도 없을 것이다.
다만 현재가 아니라 먼 미래의를 보면 어느정도는 가능성은 있다. 로봇을 이용한 세밀하고 복잡한 수술 집도 기술은 계속 발전하고 있으며, 충격에서 상대적으로 안전한 우주 환경에서 수술을 집도한다던가 하는 방법도 있을 것이다. 면역억제나 신경조직 회복 역시 척추가 손상된 쥐가 줄기세포로 그 기능을 회복하는 기술이 개발되고 있는 등 해결될 전망이 나쁘지만은 않다.
의학 기술이 발달하기 위해서는 수 많은 연구와 시행착오가 필요한데, 단순히 신체의 단말일 뿐인 다른 장기와 달리 뇌는 사람의 의식과 직결되는 기관이기 때문에 연구도 힘들고 시행착오의 과정을 거치기도 힘들다.
이 때문에 주류 과학계 의학계에서는 비관적인 정도가 아니라 정신나간 소리로 취급하여 아예 관심조차 없는 수준이다. 수 명에서 수 십명을 살릴 수 있는 장기 기증자의 신체를 이용해서 단 한 명의 환자를 대상으로 성공할 가능성이 거의 없는 인체실험 수준의 시술을 하겠다고 하면... 장기 기증자가 아닌 뇌를 제외한 신체를 배양하는 기술이나 신체에 상응하는 기계가 개발되지 않는 이상... 알코올 중독자에게 간 이식을 안해주는 등 이식 장기를 꽤나 빡빡하게 관리해야 하는 의학계 입장에서 이런 실험은 받아들여지기 힘들다.
뇌가 자리잡을 몸이 기계 신체라면 이러한 윤리적 문제에서 조금은 자유롭다. 하지만 현재 시점에서는 뇌에 대해서 아직 완전히 다 밝혀진 것도 아니기에 기계 신체가 뇌가 명령하는 대로 몸이 움직여 줄 지도 미지수이다. 설령 뇌가 기계 신체에서 감각을 얻고 기계 신체를 움직일 수 있게끔 하는 기술을 개발하더라도 인체와 완전히 동일하지 않은 기계 신체에 대한 위화감이 생체에 비해서 매우 클 것이라는 점도 문제이다. 이 위화감을 완전히 없앨 수 있는 수준으로 기술이 발달한다면 윤리적 문제 없는 뇌 이식이 가능하겠지만, 아직은 요원한 이야기.
러시아의 한 갑부가 로봇에 뇌를 이식하는 프로젝트를 진행하고 있다. 러시아 아바타 프로젝트
역사 문단에도 나와 있는 로버트 화이트 박사는 1998년 '''원숭이 뇌 이식'''에 성공했다고 발표했다.
튜린 신경조정술 그룹(Turin Advanced Neuromodulation Group)의 세르지오 카나베로 박사는 인간 머리 이식 수술이 빠른 시일 내에 성공적으로 이루어 질 것이라고 전망한 연구 결과를 Surgical Neurology International 저널에 발표했다. 카나베로 박사는 인간을 대상으로 보다 구체적인 의견을 제시했다. 인간 머리 이식 수술을 위해서는 12도~15도 환경에서 기증자의 머리를 정확히 떼어낸 후 1시간 내에 다른 신체의 혈액 순환계에 연결해야 한다는 것. 이후 척수연결 등의 고난도 과정을 거쳐 총 36시간의 수술시간에 100명의 신경외과 전문의가 달라붙으면 성공적인 수술이 가능하다는 것이 카나베로 박사의 주장이다.
마침내 2016년 1월 22일, 원숭이 머리 이식을 중국에서 성공했다고 발표했다.# 하지만 해당 머리이식에서 신경연결부분을 담당하고 있는 건국대 김시윤 교수는 언론에 밝혀진 연구결과가 과장되었다고 이야기했다. 기사링크 원숭이 뇌 이식 수술결과 혈관만 연결되었고 신경연결은 실패한 것. 머리이식에 가장 중요하다고 봐야할 신경연결에 실패한 것은 수술실패로 봐야할 것이다.
해당 기술을 바탕으로 2017년 12월에 러시아의 30대 프로그래머인 발레리 스피리도노프가 최초의 인간 머리 이식을 하기로 합의했다고 한다. 그는 현재 선천성 척수근육위축증을 앓고 있어 근육성장이 정지된 상태다.
최초의 '''인간 머리 이식'''은 2017년 중국에서 이루어질 예정이라고 한다. 동영상 지금까지 알려진 수술계획에 따르면 수술은 다소 복잡하게 진행될 것으로 보인다. 먼저 스피리도노프의 머리를 이식할 건강한 신체를 찾아야한다. 스피리도노프의 머리와 기증자의 신체 온도를 떨어뜨려 뇌의 기능와 기증자의 몸기능을 유지 한 뒤 목 부위 조직을 해부해 척수를 절개하고 이를 기증자의 신체에 연결하는 것이 관건이다. 근육과 혈관을 연결하면 수술이 끝나지만 이후에도 4주간 정도 마취상태에서 머리와 신체의 일체화 과정을 거쳐야하고 깨어난 후 걷고 말하기 등 신체적응훈련을 해야한다.
하지만 이번 수술은 의학계에서 상당한 논란을 부르고 있다. 이론적으로 가능할지 모르지만 객관적인 임상시험 결과가 없는데다 많은 위험이 도사리고 있기 때문이다. 이 수술은 특히 윤리적으로도 적잖은 논란을 불러일으킬 소지가 있다.
가령 남자의 몸에 여자를 이식하면 남자인가, 여자인가 하는 문제가 생길 수 있다. 다른 게 아니고, 한국 비디오로 출시된 적이 있는 미국의 호러 영화 납골당의 미스터리에 수록된 단편에서도 그와 관련된 에피소드가 나온다. 남편이 의사인데, 아내가 그만 케이블 기사와 불륜을 저지르고 그걸 목격한 남편이 분노하면서 화면이 바뀌게 된다. 잠을 자고 일어난 두 남녀의 얼굴을 클로즈업으로 비춰주는데 뭔가 좀 이상하다고 말하면서 화면이 점차 멀어지며 전신을 비춰주는데, 남녀의 몸이 뒤바뀌어 있었다! 조잡한 합성이었지만, 건장한 중년 남성의 얼굴인데 몸이 속옷 차림의 갸냘픈 여성의 몸이니 우스꽝스러우면서도 꽤 괴기스러운 면이 있었다.
2017년 6월, 카나베로 박사가 집도하기로 한 머리 이식 수술은 취소되었다고 한다. 수술 희망자인 스피리도노프가 끝내 120억원이라는 수술비용을 후원해줄 후원자를 찾지 못하여 수술을 포기하였다. 해당 기사 이로써 최초의 인간 머리 이식 수술은 기약이 없게 되었다.
1. 정의
뇌 이식은 한 유기체의 뇌를 다른 유기체의 몸통 또는 기계에 이식하는 것을 말한다. 이론적으로 노화나 사고 등으로 뇌를 제외한 신체가 심각하게 손상된 사람이 자아와 기억을 유지하면서 새로운 건강한 몸을 얻는 것이 가능하다.
일부에선 몸이 노화되거나 병에 걸리면 싱싱한 육체에 뇌 이식을 통하여 영생할 수도 있지 않을까하는 헛된 희망을 가지기도 하는데, '''문제는 뇌도 신체와 함께 늙는다.''' 뇌의 노화로 오는 대표적인 질병이 바로 '''치매'''다. 즉, 90대의 노인이 20대 청년의 싱싱한 젊은 육체를 구해 뇌 이식을 했다한들, 뇌 자체의 노화는 뇌 이식만으로는 소용이 없기에 극복할 수 없다. 이를 해결하기 위해선 노화에 대한 직접적인 치료가 필요하다. 이에 대한 자세한 내용은 노화 문서의 4번 문단 참조.
정확히 설명하자면, 뇌세포의 노화가 아닌 독소와 내인자를 끊임없이 청소하고 blood brain barrier를 형성해 혈관과의 영양분 연결을 해주는 교세포들의 기능장애에 기인한다. 뇌신경세포의 자체수명은 200년에 필적한다. 알츠하이머성 치매 역시 교세포의 기능장애에 기인한 베타 아밀로이드의 축적이 원인이다. 즉 건강한 신체를 기반으로 한다면 뇌의 기능장애는 걱정 할 필요가 줄어들긴 하지만, 육체 자체는 젊어질지언정 정신의 노화는 막을 수 없다는 것. 이러한 시술을 한다면 신체의 노화로 생기는 노환을 극복할 수는 있겠지만, 뇌의 노화로 생기는 질병을 극복할 수는 없기 때문에 아무리 수명을 늘려도 뇌의 한계 이상으로 수명을 늘리는 것은 불가능할 것이다. 이걸 해결하려면 노화 유전자를 뜯어고쳐 노화를 되돌리는 수준의 의술이 개발되지 않는 한 무리이다. 다만 노화에 대해서도 노화를 늦춰 쥐의 수명을 늘리는데 성공하는 등 획기적인 연구가 이루어지고 있으므로 미래에는 이또한 극복할 것이다. 아인슈타인, 스티븐호킹같은 수많은 천재들의 수명이 50년씩 늘어난다고 생각해보자. 그것만으로도 엄청난 기술발전을 가져올 것이다.
그동안 불가능하다고 여겨져 왔으나 다양한 형태의 픽션물에서 다뤄져 왔으며, 의학 기술의 발달로 근미래에 이루어질 거라 예상하는 사람도 있다. 그러나 대부분의 주류 학계에서는 의학 기술적 한계와 윤리적 한계 등을 이유로 발전이 무척 더딜 것이며, 특히 윤리적 문제가 해결되지 않는 이상 발전이 더디고 정체될 가능성이 높다고 보고 있다.
2. 뇌 이식? 몸 이식? 머리 이식?
뇌 이식과 몸통 이식은 사실상 같은 말이다. 요지는 인간의 주체를 몸으로 보느냐 뇌로 보느냐에 있다. 뇌를 신체에 딸린 장기의 일부로 본다면 뇌를 이식하는 게 맞다. 그러나 일상적으로 장기이식을 지칭할 때, 예를 들어 심장 이식이라고 한다면 내 몸에 있는 심장을 제거하고 외부로부터 심장을 이식받는 것을 지칭하므로 그런 의미에서 뇌 이식은 틀린 표현이며 몸통 이식이 맞다는 의견도 있다.
그러나 사실 '''뇌 이식이 보다 정확한 표현'''이다. 일단 이식의 사전적 정의는 "옮겨심기"이다. '''뇌 옮겨심기'''라고 풀어보면 의미는 명확해진다. 뇌 이식 자체가 뇌가 잘 살 수 있도록 싱싱한 토양(몸통)을 구해 옮겨심는 것이 핵심 아니던가? 다만 왜 혼동이 왔냐하면, 바로 '''뇌=자아'''이기 때문이다. 다른 장기를 갈아끼우는 것과 달리, 뇌를 타인의 뇌로 갈아끼우면 더이상 자신이 아니게 되고 그 옮겨온 타인의 뇌가 몸통의 주인이 돼버리므로 이런 혼동이 생긴 것이다.
물론 시술자 관점에서는 뇌 옮겨심기이긴 하나, 피시술자 관점에서는 내 팔을 잘라내고 다른 팔을 이식하듯 내 몸통을 잘라내고 다른 몸통을 이식한다고 볼 수도 있기 때문에 관점에 따라서는 몸통 이식이라고 볼 수도 있다. 해외에서는 뇌 이식이라는 표현이 더 많이 통용되고 있으며, 영문 위키백과에도 문서명은 brain transplant로 되어 있고 또 다른 표현으로 whole-body transplant라는 용어를 문서 내에 첨언해놨다.
엄밀히 말하면 뇌 이식(brain transplant)은 머리 이식(head transplant)과는 다르다. 그러나 뇌를 자아와 인간성의 주체로 보고 그 외의 신체 교체를 목표로 한다는 점은 같다.
또한 말 그대로 외부에서 내 머리로 뇌 조직이나 신경 세포 등을 이식하는 것에도 뇌 이식이라는 표현이 혼용된다. 사실 뇌 이식이라는 표현은 이 경우에 더 적합하고, 대뇌피질을 제외한 부분의 질환도 많기 때문에 그 부분의 이식기술도 연구 중이다. 그러나 이 문서에서는 뇌 이식(brain transplant)을 더 널리 사용되는 의미로 사용한다. 즉 뇌를 제외한 모든 신체를 교환하는 몸통 이식의 의미로 사용한다.
3. 역사
1857년에 프랑스의 브라운 세퀴아르는 개의 머리를 잘라낸 뒤 산소가 함유된 피를 동맥에 주입하여 뇌의 기능이 유지되는지를 알아보는 실험을 하고, 잘라진 머리의 눈과 안면근육이 짧은 시간 동안 움직이는 것을 관찰했다고 주장했다. 인간의 머리로 실험을 해본 기록도 있다. 1884년 프랑스의 라보르드는 길로틴에 잘린 사형수의 머리를 큰 개의 몸통에 연결하였다. 그러나 아마도 머리를 실험실까지 운반하는데 걸리는 시간이 길어진 탓이었는지 뇌기능을 되살리는 데에 실패하였다.
알렉시스 캐럴과 함께 혈관봉합술을 개발한 찰스 거틀리는 1908년에 개의 머리를 떼어 다른 개의 목에 접합시키는 수술에 성공했다. 그러나 혈관 꿰매는 기술이 당대 최고였다는 그도 머리가 둘 달린 개를 만드는 이 수술에는 20분이라는 시간이 걸렸다. 때문에 이식한 머리의 기능은 완전치 않았다.
최초로 동물간의 흉강 내 심장이식(그 전까지는 동물의 목이나 '''사타구니'''에 심장을 이식했었다.)에 성공한 소련의 천재 외과의사 블라디미르 드미코프는 1950년대에 개 두 마리의 머리를 서로 바꾸어 붙이는 데 성공하였다. 심장의 관상동맥을 연결하는데 1분 30초밖에 걸리지 않았다는 드미코프의 뛰어난 기술 덕분에 그의 개들은 수술 후 보통 수일을 생존했는데 한번은 29일간이나 생존상태를 유지한 적도 있었다.
과거 러시아의 생리학자 세르게이 브류호넨코는 뇌 이식과 관련된 인상깊은 실험을 성공했다. 정확히는 개의 머리와 장기 등을 Аутожектор(Autozhektor)라는 기계를 만들어서 2시간 동안 살아있게 하는데 성공했다.
1965년에 개의 뇌를 다른 개의 순환계에 연결시키는 실험을 했던 미국 케이스웨스턴 리저브대 교수 로버트 화이트는 1971년에 원숭이 머리를 다른 원숭이의 몸통에 이식하는 수술을 성공시켰다. 8시간 걸린 이 수술의 결과 원숭이들은 6시간에서 3일 정도 살았다고 한다. 화이트는 수퍼맨의 주인공 크리스토퍼 리브처럼 전신이 마비된 환자의 경우, 목 아래 부분을 때때로 건강한 몸으로 교체해준다면 수명을 수십 년은 연장시킬 수 있을 것이라고 주장하기도 했다.
머리 전체가 아닌 뇌만을 이식하는 실험은 아직 보고된 바 없다.
4. 실현 가능성
의학 기술에 대한 전망이 늘 그렇듯 낙관론과 비관론이 양립해 있다. 그러나 현재까지는 비관론이 현저히 우세하다. 뇌는 커녕 안구 이식도 아직 불가능한 상황이니 당연하다면 당연한 일인 셈.
4.1. 의학기술적 난점
기술적으로 가장 큰 문제는 뇌를 꺼내고 넣는 난이도에 있다. 일단 인체에서 가장 두껍고 단단한 두개골로 둘러싸인 뇌를 꺼내는 과정부터 고역인데, 두개골을 열고 뇌를 들어냈어도 이를 떼어내는 것이 쉽지 않다. 뇌는 안구, 척추를 비롯한 중추신경계와 연결되어 있기 때문이다. 뇌를 두개골로부터 분리하려면 이 신경 조직들을 하나하나 분리해내야 한다.
설상가상으로 뇌는 인체에서 손에 꼽을 정도로 연약한 조직이다. 때문에 뇌는 인체에서 가장 단단하고 두꺼운 뼈인 두개골 안에 자리잡은 것도 모자라 뇌척수액 속에 둥둥 떠서 충격을 완화하는 구조를 가지고 있다. 뇌를 분리한다면 뇌가 외부 충격을 완화하는 수단이 전부 제거되고 충격에 직접노출 된다. 뇌진탕같은 증상을 보면 알겠지만 뇌는 멀쩡한 상태에서도 사소한 외부 충격으로도 손상을 받을 수 있을 정도로 연약한 장기인데, 이같은 보호 수단조차 제거된 뇌는 약간의 충격만으로 손상을 입을 수 있다.
아무 손상이 없이 분리하는 과정을 마쳤다 해도, 외부 보호 수단이 사라진 뇌는 이식하는 과정에서도 손상될 수 있다. 또한 당연하게도 뇌세포는 산소 공급이 차단되면 괴사하기 시작한다. 1~2분 이내에 산소 공급이 재개될 경우 큰 문제가 없지만, 3분 이상 지날 경우 뇌세포는 회복 불가능할 정도의 피해를 입는다. 이런 점을 감안해보면 현재 기술로는 숙련된 외과의나 기계를 동원하는 걸 가정해도 뇌를 아무런 손상 없이 꺼내서 이식하는 수술은 불가능하다. 상술한 뇌 이식의 사례가 전부 다 뇌 이식이 아니라 머리 이식인 것도 뇌 이식 수술의 말도 안되는 난이도 때문이다. 상대적으로 쉬운 머리이식조차 완전히 성공하지 못하고 실패하는 판에 뇌 이식이 가능할리 없다.
사실 아무 문제 없이 분리해서 이식하는 데 성공하더라도 여전한 문제는 남아있다. 장기 이식은 반드시 면역계의 거부반응을 초래한다. 일반적인 장기이식자들도 평생 면역 억제제를 먹고 살아야 하는데, 뇌는 더 말할것도 없다. 거부 반응이 일어나더라도 단순히 이식한 장기만 손상되는 다른 장기와 달리 뇌에 거부반응이 일어나면 사망 직행이다. 또한 거부반응은 어떻게 한다고 쳐도 신경계 조직의 손상은 자연적으로는 회복되지 않는다. 때문에 뇌와 신경 조직이 새로운 신체 혹은 기계에 연결되더라도 기능을 회복하기 쉽지 않다. 그게 가능하다면 척추가 손상된 사람이 하반신 마비로 고생할 이유도 없을 것이다.
다만 현재가 아니라 먼 미래의를 보면 어느정도는 가능성은 있다. 로봇을 이용한 세밀하고 복잡한 수술 집도 기술은 계속 발전하고 있으며, 충격에서 상대적으로 안전한 우주 환경에서 수술을 집도한다던가 하는 방법도 있을 것이다. 면역억제나 신경조직 회복 역시 척추가 손상된 쥐가 줄기세포로 그 기능을 회복하는 기술이 개발되고 있는 등 해결될 전망이 나쁘지만은 않다.
4.2. 윤리적인 난점
의학 기술이 발달하기 위해서는 수 많은 연구와 시행착오가 필요한데, 단순히 신체의 단말일 뿐인 다른 장기와 달리 뇌는 사람의 의식과 직결되는 기관이기 때문에 연구도 힘들고 시행착오의 과정을 거치기도 힘들다.
이 때문에 주류 과학계 의학계에서는 비관적인 정도가 아니라 정신나간 소리로 취급하여 아예 관심조차 없는 수준이다. 수 명에서 수 십명을 살릴 수 있는 장기 기증자의 신체를 이용해서 단 한 명의 환자를 대상으로 성공할 가능성이 거의 없는 인체실험 수준의 시술을 하겠다고 하면... 장기 기증자가 아닌 뇌를 제외한 신체를 배양하는 기술이나 신체에 상응하는 기계가 개발되지 않는 이상... 알코올 중독자에게 간 이식을 안해주는 등 이식 장기를 꽤나 빡빡하게 관리해야 하는 의학계 입장에서 이런 실험은 받아들여지기 힘들다.
뇌가 자리잡을 몸이 기계 신체라면 이러한 윤리적 문제에서 조금은 자유롭다. 하지만 현재 시점에서는 뇌에 대해서 아직 완전히 다 밝혀진 것도 아니기에 기계 신체가 뇌가 명령하는 대로 몸이 움직여 줄 지도 미지수이다. 설령 뇌가 기계 신체에서 감각을 얻고 기계 신체를 움직일 수 있게끔 하는 기술을 개발하더라도 인체와 완전히 동일하지 않은 기계 신체에 대한 위화감이 생체에 비해서 매우 클 것이라는 점도 문제이다. 이 위화감을 완전히 없앨 수 있는 수준으로 기술이 발달한다면 윤리적 문제 없는 뇌 이식이 가능하겠지만, 아직은 요원한 이야기.
5. 현재 진행 상황
러시아의 한 갑부가 로봇에 뇌를 이식하는 프로젝트를 진행하고 있다. 러시아 아바타 프로젝트
역사 문단에도 나와 있는 로버트 화이트 박사는 1998년 '''원숭이 뇌 이식'''에 성공했다고 발표했다.
튜린 신경조정술 그룹(Turin Advanced Neuromodulation Group)의 세르지오 카나베로 박사는 인간 머리 이식 수술이 빠른 시일 내에 성공적으로 이루어 질 것이라고 전망한 연구 결과를 Surgical Neurology International 저널에 발표했다. 카나베로 박사는 인간을 대상으로 보다 구체적인 의견을 제시했다. 인간 머리 이식 수술을 위해서는 12도~15도 환경에서 기증자의 머리를 정확히 떼어낸 후 1시간 내에 다른 신체의 혈액 순환계에 연결해야 한다는 것. 이후 척수연결 등의 고난도 과정을 거쳐 총 36시간의 수술시간에 100명의 신경외과 전문의가 달라붙으면 성공적인 수술이 가능하다는 것이 카나베로 박사의 주장이다.
마침내 2016년 1월 22일, 원숭이 머리 이식을 중국에서 성공했다고 발표했다.# 하지만 해당 머리이식에서 신경연결부분을 담당하고 있는 건국대 김시윤 교수는 언론에 밝혀진 연구결과가 과장되었다고 이야기했다. 기사링크 원숭이 뇌 이식 수술결과 혈관만 연결되었고 신경연결은 실패한 것. 머리이식에 가장 중요하다고 봐야할 신경연결에 실패한 것은 수술실패로 봐야할 것이다.
해당 기술을 바탕으로 2017년 12월에 러시아의 30대 프로그래머인 발레리 스피리도노프가 최초의 인간 머리 이식을 하기로 합의했다고 한다. 그는 현재 선천성 척수근육위축증을 앓고 있어 근육성장이 정지된 상태다.
최초의 '''인간 머리 이식'''은 2017년 중국에서 이루어질 예정이라고 한다. 동영상 지금까지 알려진 수술계획에 따르면 수술은 다소 복잡하게 진행될 것으로 보인다. 먼저 스피리도노프의 머리를 이식할 건강한 신체를 찾아야한다. 스피리도노프의 머리와 기증자의 신체 온도를 떨어뜨려 뇌의 기능와 기증자의 몸기능을 유지 한 뒤 목 부위 조직을 해부해 척수를 절개하고 이를 기증자의 신체에 연결하는 것이 관건이다. 근육과 혈관을 연결하면 수술이 끝나지만 이후에도 4주간 정도 마취상태에서 머리와 신체의 일체화 과정을 거쳐야하고 깨어난 후 걷고 말하기 등 신체적응훈련을 해야한다.
하지만 이번 수술은 의학계에서 상당한 논란을 부르고 있다. 이론적으로 가능할지 모르지만 객관적인 임상시험 결과가 없는데다 많은 위험이 도사리고 있기 때문이다. 이 수술은 특히 윤리적으로도 적잖은 논란을 불러일으킬 소지가 있다.
가령 남자의 몸에 여자를 이식하면 남자인가, 여자인가 하는 문제가 생길 수 있다. 다른 게 아니고, 한국 비디오로 출시된 적이 있는 미국의 호러 영화 납골당의 미스터리에 수록된 단편에서도 그와 관련된 에피소드가 나온다. 남편이 의사인데, 아내가 그만 케이블 기사와 불륜을 저지르고 그걸 목격한 남편이 분노하면서 화면이 바뀌게 된다. 잠을 자고 일어난 두 남녀의 얼굴을 클로즈업으로 비춰주는데 뭔가 좀 이상하다고 말하면서 화면이 점차 멀어지며 전신을 비춰주는데, 남녀의 몸이 뒤바뀌어 있었다! 조잡한 합성이었지만, 건장한 중년 남성의 얼굴인데 몸이 속옷 차림의 갸냘픈 여성의 몸이니 우스꽝스러우면서도 꽤 괴기스러운 면이 있었다.
2017년 6월, 카나베로 박사가 집도하기로 한 머리 이식 수술은 취소되었다고 한다. 수술 희망자인 스피리도노프가 끝내 120억원이라는 수술비용을 후원해줄 후원자를 찾지 못하여 수술을 포기하였다. 해당 기사 이로써 최초의 인간 머리 이식 수술은 기약이 없게 되었다.
6. 픽션
- 겟 아웃: 흑인을 대상으로 흑인들의 우월한 신체능력을 부러워 하는 백인들에 의해 흑인들을 유혹, 납치 등으로 데려다와 최면으로 묶어놓고 뇌를 도려내어버린다. 이때 이 시술을 당한 흑인은 제3자로서 자신을 보게된다고...
- 공각기동대: 의체에 넣기 전에 뇌를 뇌각이라고 하는 보호구에 넣는다. 뇌각에 들어간 뇌는 생명유지장치를 꽂아놓으면 휴대용 하드디스크처럼 운반하는 것도 가능하고 사람 몸이 아닌 로봇에 연결해 로봇팔을 자신의 수족처럼 사용하기도 한다. 그냥 뇌각에 랜선만 꽂아놓는다면 사람 뇌를 인터넷 상에서 패킷만 주고받는 컴퓨터로 만든다던가 하는 것도 가능하다. 즉 뇌각에 뇌가 들어가는 순간 그 사람의 인격은 인간이라기 보다는 인간의 몸을 제어하는 제어 컴퓨터 시스템이 되고 이 시스템은 모든 기계에 거의 범용으로 연결될 수 있다 라고 볼 수 있다.
- 낙원추방: 디바의 주민들은 태어난지 얼마 되지 않아 신체를 버리고 완전히 데이터화된 의식과 유전정보만을 가지고 가상세계에서 살아간다. 현실세계에서 활동할 때는 자신의 유전정보를 바탕으로 '마테리얼 보디'를 배양하고 의식만을 옮겨 넣는다. 데이터만을 이동시키기 때문에 외과적 처리 없이 몸통 이식이 이뤄진다.
- 납골당의 미스터리: TV판 시즌3 에피소드 13에 있는 내용으로 이식 수술 독보적인 의사인 남편은 연구에 몰두해 아내를 소홀히 하고 TV프로에 빠진 아내는 우연히 만난 TV수리공과 불륜을 하게되는데 그 모습을 본 남편은 분노하며, 아내와 불륜 남성의 머리를 뒤바꿔버린다.
- 납골당의 어린 왕자: 주인공이 빚을 갚기 위해 자신의 건강한 육체[1]를 상품으로 갑부에게 파는 것으로 이야기가 시작된다.
- 노인의 전쟁: 유명한 SF 소설인데, 여기서는 뛰어난 과학 기술로 새로운 육체를 만든 다음 원리가 설명되지 않는 기술로 노인의 정신을 젊은 육체로 이식해준다.
- 다이어트 고고: 앙드레 쵸가 자신의 뇌를 새로운 육체에 이식하였고 장박사를 포함한 사이코 텐 계획에 참가한 과학자들의 뇌를 사이코 텐에 이식하였다.
- 닥터후: 뇌 외계인(가명)은 '하모니 숄'이라는 다국적 기업을 만들고 기업 관련 인물들의 뇌를 자신들과 바꿔치기하는 방법으로 인간으로 변장하며 기업을 완전히 차지한다.
- 달숙이: 네오나치가 히틀러의 뇌를 이식하였다
- 더 게임(한국 영화): 2007년작 한국 영화.
- 더 하우스 오브 더 데드 오버킬 : 클레멘트 달링(Clement Darling)가 자신의 어머니의 뇌를 히로인인 발라 건즈(Varla Guns)의 몸에 이식하고 발라 건즈의 뇌는통속에 넣어 보관한다. 그리고 이식이된 클레멘트 달링 어머니는 부작용으로 좀비가 되는 중 약통에 빠져 최종보스인 마더가 된다.
- 덴마: 뇌전단 스캐닝
- 로보토미 코퍼레이션 - 모든 세피라들. 에초에 게임 시작 부터 거의 모두가 죽었으며 억지로 로봇속에 가두어 살아가게 한것이다. 앤젤라는 카르멘의 뇌를 모방한 전자두뇌를 넣은 것이기 때문에 해당되지 않는다.
- 로보캅 시리즈: 1편에서는 직접적으로 묘사되지는 않았지만, 2편에서 케인을 로보캅 2로 개조시키기 위해 그의 뇌를 끄집어내는 장면을 직접적으로 보여준다.
- 모레: 앨런 폴섬의 소설. 절대영도로 머리와 몸을 냉동시켜 이를 이식하는 기술이 등장한다.
- 변신: 히가시노 게이고의 소설. 하지만 뇌를 보존하고 신체를 교체하는 의미의 뇌 이식이 아닌 손상된 뇌를 복구하기 위한 목적으로 타인의 뇌를 일부 이식한다.
- 어른스러운 철구
- 죠죠의 기묘한 모험: 디오 브란도가 죠나단 죠스타를 살해하고 머리를 자른 후 그의 육체에 자신의 머리를 이식하였다.
- 체인지(만화): 니타 타츠오의 만화. 도박에서 진 청년과 노인의 뇌를 수술로 맞바꾼다. 더 게임(한국 영화)의 원작.
- 통 속의 뇌
- 프랑켄슈타인(뮤지컬)
- 화성침공
- PSYCHO-PASS 2
- 영화 엑스 파일: 2008년작 "나는 믿고 싶다(I want to believe)"
- 블랙 잭(만화): 핵 실험으로 피폭된 화가의 생명을 연장하기 위해 뇌를 다른 사람의 몸에 이식한다.
- 2019 귀신사용설명서 - '인생역전 성형외과' 에피소드에서 불의의 사고를 당해 신체를 잃었거나, 병으로 인한 시한부 인생인 부자들과 외모에 콤플렉스가 있는 여성들의 몸을 뇌 수술로 서로 바꾸는 장면이 나온다.
[1] 아예 육체가 상품 취급이라 몸을 살 갑부의 지원으로 체계적인 생활 프로그램에 따라 생활하여 몸을 최상의 상태로 만든 뒤 팔았다.