감각 연구의 역사

1851년 헤르만 폰 헬름홀츠는 동공을 통해 살아 있는 망막을 들여다보는 방법을 발표했습니다. 그전까지는 아무도 할 수 없던 일입니다.

아무것도 보이지 않는 점

눈 속을 들여다보기

인류 역사의 대부분 동안, 살아 있는 사람의 눈 뒤쪽 안을 들여다볼 수 있는 사람은 아무도 없었습니다. 독일의 의사이자 물리학자인 헤르만 폰 헬름홀츠(Hermann von Helmholtz)는 1851년에 검안경(ophthalmoscope)이라는 기구를 발표하고 논문으로 펴내어 이 오랜 문제를 풀었습니다. 검안경은 눈 안쪽에 빛을 비추어 밝히고, 망막에서 반사되어 되돌아오는 빛을 검사하는 사람이 직접 볼 수 있게 해 주었습니다. 그 뒤 불과 몇 년 안에 의사들은 살아 있는 환자에게서 아무도 본 적 없던 망막의 상태들을 기록하기 시작했습니다.

눈 속으로 들어온 빛은 여러 층을 지나는 동안 꺾이고, 게다가 수정체는 모양까지 바꾸기 때문에 빛이 지나가는 경로를 계산하기가 매우 어렵습니다. 스웨덴의 안과 의사 알바르 굴스트란드(Allvar Gullstrand)는 1890년 학위 논문에서 시작해 약 20년에 걸친 긴 연구 끝에 이 문제를 풀었습니다. 그는 이렇게 눈의 굴절 광학(dioptrics)에 관한 연구로 1911년 노벨 생리의학상을 받았습니다. 굴절 광학은 눈이 빛을 어떻게 굴절시키는지, 다시 말해 어떻게 꺾는지를 다루는 분야입니다.

새로운 맛, 그리고 속귀

1908년, 일본 도쿄의 화학 교수 이케다 기쿠나에(Kikunae Ikeda)는 다시마로 우린 국물인 다시의 맛이 어디서 오는지 설명하려고 연구에 나섰습니다. 그는 이 국물의 맛을 내는 핵심 물질이 글루탐산의 염(salt)이라는 것을 밝혀내고 그 맛을 「우마미」, 우리말로 감칠맛이라고 이름 붙였습니다. OpenStax 교과서에 따르면 이 감칠맛이 다섯 번째 기본 맛으로 인정된 것은 그 맛을 어떻게 느끼는지가 연구로 밝혀진 뒤인 1980년대 중반에 와서였습니다.

헝가리에서 태어난 물리학자 게오르크 폰 베케시(Georg von Békésy)는 달팽이관을 깊이 연구했고, 그 안에서 자극이 일어나는 물리적 원리를 밝힌 공로로 1961년 노벨상을 받았습니다. 그는 여러 실험을 통해 소리가 바닥막을 따라 퍼져 나가는 물결을 일으킨다는 것을 보였습니다. 귀 단원에서 본 그림이 바로 그 모습입니다.

감각마다 분자를 찾다

노벨상은 감각에 관한 연구를 오랫동안 가까이 따라왔습니다. 먼저 1967년에는 라그나르 그라니트, 할단 하틀라인, 조지 월드는 시각의 화학과 생리학에 관한 연구로 이 상을 함께 받았고, 1981년에는 데이비드 휴벨과 토르스텐 비셀이 뇌가 시각 정보를 어떻게 처리하는지 밝힌 공로로 상을 받았습니다. 냄새는 그 원리가 가장 늦게 풀린 감각 가운데 하나입니다. 1991년 리처드 액설과 린다 벅이 냄새 수용체 유전자로 이루어진 큰 무리를 찾아냈다고 발표했고, 두 사람은 그 공로로 2004년에 상을 받았습니다. 온도와 촉각의 원리는 그보다도 더 늦게 밝혀졌습니다. 데이비드 줄리어스가 1997년에 캡사이신 수용체 TRPV1을, 아뎀 파타푸티언이 2010년에 Piezo 통로를 찾았고, 그리고 두 사람은 2021년 상을 함께 받았습니다.

2021년 노벨상을 소개하는 설명 글은 훨씬 오래된 한 가지 생각에서 시작합니다. 17세기에 르네 데카르트(René Descartes)는 피부에서 뇌까지 가는 실들이 이어져 있어서, 발이 불꽃에 가까이 다가가면 그 실 하나가 당겨진다고 상상했습니다. 나중에 그 실은 신경으로 밝혀졌고, 실을 당기는 일은 신경 말단의 막에서 이온 통로가 열리는 일로 밝혀졌습니다. 이 두 그림 사이에 있었던 여러 단계가 아래 연표에 정리되어 있습니다.

이 내용은 몸의 구조와 작동을 배우기 위한 교육 자료입니다. 의학적 조언이 아니며 진단이나 치료에 쓰지 않습니다.