행복한 세포

제2부 재생 전류 제6장 다루기 힘든 유전자 혈액의 놀라운 묘기 예고 없이 사원의 커텐이 젖혀진 것 같은 느낌이었다. 눈이 휘둥그레진 초심자로서, 나는 신비 중의 신비를 확인하기 위해 성역 안으로 이끌려 들어가고 있었다. 나는 상세하고도 생동감 있게 수놓인 비단과 같은 변화무쌍한 형태들을 보았다. 그것들은 시끌시끌한 결혼식 손님들처럼 함께 춤을 추었다. 그것들은 수시로 모양을 바꾸었다. 그들 자신 내에서 만화경 속의 조각들처럼 요술을 부렸다. 태양의 불꽃과 같이 자기 자신을 부풀리기도 했다. 그렇지만 그들의 활동은 모두 연계되어 있었다. 각각은 그 이웃과 보조를 맞추어 행동했다. 마치 별들의 집단 생활 같았다. 그것들은 분명히 서로의 존재를 인식하면서 열렬히 대화를 나누고 있었다. 그러나 그것들이 무엇을..

제2부 재생 전류 제6장 다루기 힘든 유전자 뼈 내부의 전자공학 찰리와 나는 뼈의 전기적 성질을 좀 더 상세히 조사하고 울프 법칙이 어떻게 작용하는지 알아보기로 했다. 우리는 바셋과 같이 한 나의 실험을 토대로 하나의 가설을 세웠다. 우리는 뼈 조직이 두 가지 형태의 반도체라고 가정했다. 즉 인회석과 콜라겐 중 어느 하나는 N형 반도체이고 다른 하나는 P형이다. 따라서 그것들이 연결된 면은 자연스럽게 PN접합 다이오드가 되어 뼈 속의 어떠한 전류도 정류시키게 되는 것이다. 나아가서 우리는 둘 중 하나만이 압전 능력이 있다고 추론했다. 힘을 받은 뼈의 압축된 부분에서는 양의 신호가 걸러지고 음의 신호가 골막세포를 자극해 새로운 뼈를 성장시키는 것이라 생각했다. 우리는 의료상의 이유 때문에 제거한 환자 뼈를..

제2부 재생 전류 제6장 다루기 힘든 유전자 생명 본질에 대한 근본적인 의문들로 가득찬 나의 열의에도 불구하고 결국 나는 정형외과 의사였다. 나는 환자에게 도움을 줄 수 있는 것을 발견하고 싶었다. 아울러, 부정적 반응을 보이는 모든 사람들을 확신시키기 위해 찰리와 나는 살아 있는 조직 속에서 반도체성 전도를 직접적으로 실험할 방법을 찾고 있었다. 홀 효과와 개구리 신경의 동결凍結 실험은 각각 반도체성 전도 특성을 보여 주고 있었으나 그것을 표준적인 공학 용어로 확인한 것은 아니었다. 불행하게도, 그때까지 알려진 모든 직접적 실험은 수정水晶으로 하는 것이었다. 조작을 파고들어갈 수 있고, 전극을 얹을 때 으깨지지 않는 재료가 필요했다. 유일한 가능성은 뼈였다. 많은 생물학자와 의사들에게, 뼈는 별것 아닌..

제2부 재생 전류 제5장 의식의 회로 전자기적 뇌 만약에 전류가 몸의 다른 부분에서처럼 뇌에서도 신경 활동을 통제할 수 있다면, 어느 정도는 의식을 조절할수 있을 것이다. 확실히 마취된 도롱뇽의 낮은 전압은 이 생각을 뒷받침했다. 문제는 전류의 변화가 마취를 '일으키는가' 하는 것이었다. 과연 그러했다. 도롱뇽의 머리 앞에서 뒤로 도롱뇽의 내부 전류를 상쇄시키는 소량의 전류를 흘렸더니, 도롱뇽은 무의식 상태로 떨어졌다. 이 상태가 정상적인 수면과 어떠한 차이가 있는지 설명할 수는 없었지만, 적어도 임상적으로는 마취 상태였다. 전류를 흘리고 있는 한, 도롱뇽은 꼼짝도 하지 않았고 고통스러운 자극에도 반응이 없었다. 이것이 정말 마취 상태인가, 아니면 단지 지속적으로 쇼크를 받고 있는 것인가? 이 관찰은 신..

제2부 재생 전류 제5장 의식의 회로 조작적인 사람과 진실한 친구 찰리는 전자현미경 개발에 참여한 경험이 있어 생리학계의 거물들을 많이 알고 있었다. 우리가 좌골신경 실험을 한 직후, 이들 중의 한 사람이 강의를 하기 위해 시라쿠즈를 방문했는데 그때 우리는 그를 실험실로 초대했다. 실험실을 두루 보여주고 실험의 배경에 대해 이야기를 나눈 후, 그에게 최근의 실험들을 재현해 보였다. 네 마리의 개구리를 마취시켜 다리를 모두 벌리고 여덟 개의 모든 좌골신경을 노출시켜 열여섯 개의 가지 모두를 측정했다. 모든 측정치들은 허점이 없었다. 모든 신경은 우리가 예측한 전압과 극성을 보여 주었다. 우리는 자랑스럽게 물었다. "어떻게 생각하십니까?" "조작이오. 모두 조작이라구." 그는 대답했다. "신경에 전류가 없다..

제2부 재생 전류 제5장 의식의 회로 찰리와 나는 오후 내내 대화를 나누었는데, 그것은 15년 동안 계속 될 유익한 협동 작업의 시작이었다. 나로서 가장 좋았던 부분은 그의 우정과 열린 마음이었다. 그 역시 아직 배워야 할 것이 많다는 것을 알고 있었다. 우리의 관계는 또한 그 가치를 헤아릴 수없는 부수적 효과를 가지고 있었다. 그는 나에게 자기가 가르치는 총명한 학생들을 보내어 그들의 학위논문 작업을 하게 했는데 그들은 모두 나중에 나의 연구 동류가 되었다. 앤디 마리노, 조 스파다로, 그리고 마리아 라이히마니스는 모두 연구팀에서 필수적인 존재들이었다. 찰리와 함께 그들은 끊임없이 새로운 아이디어를 제공했고, 지적 모험의 분위기를 조성하여 연구실을 보다 창조적이게 했다. 회로는 어떻게 만들어지는가 찰리..

제2부 재생 전류 제4장 생명의 전위 가정을 실험해 보다 첫번째 작업은 현대 장비를 사용하여 도롱뇽에 대한 버어의 측정을 반복하는 것이었다. 나는 기준 전극을 각 도롱뇽의 코 끝에 놓고 측정 전극을 몸의 중심을 따라 꼬리 끝까지 하나하나씩 이동시킨 다음 다리로 옮겼다. 몸 전체의 전압을 측정한 후 나는 같은 수치의 전압을 나타내는 모든 점들을 연결시키는 도표를 구성했다. 나는 버어의 단순한 '머리 – 음'과 '꼬리 – 양'의 형태를 뛰어넘어, 신경계의 배열을 따르는 보다 복잡한 장을 발견했다. 뇌의 각 반구 위에는 양의 높은 전위가 있었고, 사지 사이의 상완上腕과 허리 신경절 위에는 좀더 적은 전위가 있었다. 이 세포체 이외의 곳으로 전극을 옮겨갈수록 수치는 점점 더 음을 향해 갔고, 손, 발, 그리고 ..

제2부 재생 전류 제4장 생명의 전위 새로운 전류 전도 방식 나는 나 자신이 계획하고 있는 일에 대한 적당한 학문적 배경을 갖고 있지 못하다는 것을 잘 알고 있었다. 나는 전문적 신경생리학자가 아니었다. 그런 사람을 알고 있지도 못했다. 사실 연구 위원회에 도전한 이후, 한 위원이 나를 생각해서 진심으로 충고했다. "학교로 돌아가서 박사학위를 따 보시오. 그러면 이 모든 것들이 억지라는 것을 배우게 될 것이오." 그러나 가장 훌륭한 신경생리학자들 중 몇 사람은 내가 '이 모든 것들'에 대해 생각하는 방식과 똑같이 생각을 하고 있었다. 그들은 사람들이 생물학으로부터 전기를 몰아내려고 너무 설레발쳐 왔다고 생각했다. 전기를 다시 고려하려는 내 생각은 그렇게 기이한 것이 아니라, 오히려 그들이 주장해 온 것의..

제2부 재생 전류 제4장 생명의 전위 신경학의 저류 몸 전체의 생명 장에 대한 탐구가 간단한 동물의 경우를 주로 해서 절뚝거리면서 진행되어 나가는 동안, 다른 몇 신경생리학자들은 번스타인의 '작용 전위' 가정으로 설명할 수 없는 좀더 복잡한 생물의 신경에 대한 기묘한 사실들을 발견하기 시작했다. 옛 논문과 문헌들을 하나씩 훑어보면서, 나는 신경계에 직류 전압이 존재하고 있으며 외부로부터의 작은 전류가 뇌의 작용에 영향을 끼칠 수 있다는 많은 힌트들을 발견했다. 처음으로 신경계에 전류를 응용했다고 기록되어 있는 사람은 갈바니의 조카이며 생기론의 열렬한 지지자였던 조바니 알디니이다. 그는 자기가 증오했던 볼타가 만든 전지를 사용하여 천식을 완화시키는 데 주목할 만한 성공을 거두었다고 주장했다. 또한 오늘날 ..