조현병(調絃病, Schizophrenia)은 2023년 경기 성남시 분당 서현역 흉기 난동, 2023년 대전 칼부림 사건, 2019년 진주 방화사건, 2016년 강남역 살인사건 등 일부 환자들의 강력범죄와 환자에 대한 사회적 낙인으로 인해 심각한 사회적 문제로 급부상했다.
하지만 조현병의 원인은 명확히 밝혀지지 않아 항정신병제인 리스페리돈(risperidone), 클로자핀(clozapine) 등에 의한 증상 억제만이 가능한 실정이다.
그러나 이처럼 증상 억제만 가능했던 조현병의 원인을 국내 연구진이 인공지능(AI)을 활용, 치료할 수 있는 실마리를 찾았다.
27일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 이도헌 KAIST 바이오및뇌공학과 교수 및 한국한의학연구원 공동연구팀이 미국의 스탠리 의과학연구소와 함께 국제공동연구를 통해 AI로 개인의 유전형과 조현병 사이의 선천적 병리 모델과 조현병 예측 마커를 발굴했다.
이도헌 교수 연구팀은 스탠리연구소의 다수준 뇌 조직 데이터에 최근 주목받는 AI 기술인 ‘설명가능한 딥러닝(Deep Learning·심층학습)’ 기술을 접목해 선천적 유전형과 조현병 사이의 병리를 설명하는 인공신경망 모델을 구축했다.
그리고 이 인공신경망 모델을 해석, 선천적 유전형이 유전자·단백질 발현 조절을 통해 뇌의 전전두엽피질·안와전두엽피질 신경세포의 발생을 변화시켜 조현병 취약성을 결정한다는 사실을 밝혀냈다.
또 뇌의 신경세포 밀도를 감소시키는 유전형 조합을 조현병 예측 마커로 제시, 개인화된 조현병 예측과 세포 치료 등을 통한 조현병 원인치료의 실마리를 찾았다.
이도헌 교수는 “바이오의료 분야는 ‘속내를 알 수 없는 인공지능’보다는 ‘속내를 해석 가능한 인공지능’이 꼭 필요한 분야”라고 강조하면서 “기존 인공지능과 비교했을 때 이번 연구에서는 인공신경망의 중간 노드에 유전자 이름, 세포의 상태와 같은 구체적인 생물학적 의미가 부여된 노드를 배치하고 그들 간의 연결 관계를 기계학습기법으로 분석했다”고 전했다.
이도헌 교수, 한국한의학연구원 선임연구원 조유상 박사, 미국 스탠리연구소 김상현 박사, 마리 웹스터 박사가 공동으로 진행한 이번 연구는 영국 옥스퍼드대학교에서 발간하는 세계적 학술지인 ‘기능유전체학 브리핑’(Briefings in Functional Genomics) 9월호에 게재됐다.
한편 국립정신건강센터의 ‘국가정신건강 현황 보고서 2021’을 보면 2021년 기준 조현병 증세를 보이는 중증 정신질환자는 65만1,813명으로 인구 100명당 1명꼴로 나타난다.
또 정신장애를 가진 범죄자는 2021년 기준 전체 범죄자 135만9,952명 가운데 0.65%인 8,902명 정도로 일반인 범죄자보다 미미한 수준이지만, 이들 가운데 강력범죄자의 비율이 31.4%인 2,799명에 이르고 있다.
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