What do psychedelic drugs do to our brains? AI could help us find out

환각성 약물은 우리 뇌에 어떤 영향을 줄까?…AI로 답을 찾다

캐나다 맥길대학교 연구팀이 환각성 약물 사용 경험자들의 체험담이 담긴 대량의 문서를 자연어 처리 기술로 분석해 약물이 뇌에 미치는 영향을 구체적으로 알아내려고 하고 있다. 이들의 연구가 정신질환을 치료하는 더 나은 의약품 개발로 이어질지 주목된다.

환각성 약물은 우울증이나 외상후스트레스장애(PTSD) 같은 정신질환 치료제로도 사용될 수 있는 것으로 오랫동안 알려져 왔다. 그러나 이런 물질이 우리 뇌에 미치는 영향에 대해서는 실제론 알려진 바가 거의 없으며, 알아내기도 어렵다. 환각성 물질의 작용기전을 이해해야 이 문제에 대한 답을 찾아낼 수 있을 것이다.

일부 과학자들이 AI를 활용한 ‘답 찾기’에 나섰다. 몬트리올에 소재한 맥길대학교 소속 연구팀은 보이스 어시스턴트나 검색 엔진 작동에 사용되는 ‘자연어 처리(natural language processing)’ 기술을 사용해서 환각성 약물 사용자들의 경험을 적은 ‘보고서들’을 연구했다. 이들의 연구는 환각제가 희열, 불안, 고독감 같은 특정한 정신 상태를 어떻게 발현시키는지에 관한 실마리를 제공할지도 모른다.

해당 연구를 이끈 다닐로 브즈독(Danilo Bzdok)은 이번 연구를 “환각제를 주제로 한 최대 규모의 연구”로 칭하며 정신질환 치료를 위한 신약 설계에 도움이 되기를 바랐다.

일반적으로 이런 식의 연구를 진행할 때 최적의 표준으로 여겨지는 방식은 참가자 일부에게는 실험하려는 약을 주고 다른 일부에게는 ‘위약’이라고 불리는 가짜 약을 준 뒤 두 그룹의 효과를 비교하는 무작위 임상시험 방식이다.

그러나 무작위 임상시험은 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 드며 시험 대상도 소수인 경우가 많다. 브즈독은 “무작위 임상시험을 진행하려면 수년이 걸리고, 몇천만 달러의 연구비가 필요하며, 윤리 승인을 받는 데도 엄청난 시간이 걸린다”고 설명했다.

그래서 그의 연구팀은 임상시험 대신 다른 방법을 선택했다. 연구팀은 자연어 처리 기술을 사용하여 환각성 물질 사용 경험에 관해 작성한 6,850건의 문서를 분석했다. 해당 문서를 작성한 사람들은 실험실 환경이 아니라 실제 바깥세상 환경에서 케타민, 엑스터시(MDMA), LSD, 사일로신 등 27개의 환각성 약물 중 하나를 투여하고 자신들의 경험을 정리하여 기록했다. 그리고 이들의 글은 회원 기반의 약물 정보 기관 에로위드(Erowid) 웹사이트에서 평가됐다.

브즈독의 연구팀은 그러고 나서 이 데이터를 각 약물이 반응한다고 알려진 뇌의 수용체에 관한 기록과 통합했다. 그런 방식으로 연구팀은 이 단계에서 특정 약물이 주는 경험에 관한 단어들과 어떤 신경전달물질 수용체들이 연결되어 있는지 파악했다.

예를 들어, ‘공간(space)’, ‘우주(universe)’, ‘의식(consciousness)’, ‘차원(dimension)’, ‘돌파구(breakthrough)’처럼 정신적이고 신비주의적인 체험과 연결된 단어들은 특정 도파민, 세로토닌, 오피오이드 수용체와 결합하는 약물과 관련돼 있었다.

브즈독은 이러한 접근방식을 이용하면 약물 개발을 위한 새로운 시작점을 마련할 수 있으리라고 기대한다. 이론적으로 이러한 수용체들을 표적으로 설계된 약물들은 환각제를 이용했을 때 겪는 경험의 특정 측면들을 이끌어낸다고 그는 설명했다. 이번 연구 결과는 16일 과학 저널 <사이언스 어드밴시스(Science Advances)>에 발표됐다.

다만 존스홉킨스대학교의 환각 신경과학자 프레더릭 배럿(Frederick Barrett)은 이번 연구 결과에 대해 완전히 확신하지 못하고 있다. 그는 “사람들은 자신들이 어떤 환각제를 투약했는지 모를 때가 많다. 현실 세계에서는 약물 복용량도 잘 계량되지 않을 때가 많으며, 온전히 인식할 수 없는 변화들도 많다”며 연구의 한계점을 지적했다.

브즈독의 접근방식은 생명공학 기업 마인드스테이트 디자인 랩스(MindState Design Labs)가 채택했던 방식과 비슷하다. 유익한 정신 상태를 유발하는 약물을 파악하고자 하는 마인드스테이트 디자인 랩스의 궁극적인 목표는 정신질환에 대한 새로운 치료법을 개발하는 것이다. 런 디날도(Dillan DiNardo) CEO는 “훌륭한 연구라고 생각한다”면서도 “마인드스테이트 디자인 랩스는 수용체군보다는 개별 수용체에 더 집중할 예정”이라고 밝혔다.

문제는 환각 경험의 어떤 측면이 정신건강에 이로운지 아무도 제대로 알지 못한다는 점이다. 예를 들어, 작년에 발표된 임상시험 결과는 중증 PTSD로 고통받는 일부 환자들에게 MDMA가 도움이 된다고 제시했다. 그러나 그 말은 쾌락을 위해 MDMA를 복용하는 사람들이 PTSD에 걸리지 않는다는 뜻이 아니다.

또한 약물을 통해 긍정적인 감정을 풍부하게 느끼는 경험을 하면 사람들의 기분을 나아지게 하는 데 도움이 될 것이라는 생각이 직관적이기는 하지만, 어떤 사람들은 자신들이 가진 트라우마에 맞서는 데 불안이나 슬픔 같은 부정적인 감정을 경험하는 것이 도움이 된다고 배럿은 설명했다.

그는 “이번 연구에서처럼 환각 경험에 관한 문서를 활용하는 것은 가치가 있고, 기존의 연구를 보완한다”면서도 “그러나 이번 분석에서 밝혀진 모든 내용을 철저하게 통제된 임상시험 같은 실험 환경에서 다시 검증하고 확인해야 한다”고 덧붙였다.

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