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AI로 일상행동 분석해 우울증 객관적으로 진단한다

일상행동 속에서 성별과 중증도에 따른 우울증 증상을 탐지할 수 있음 입증 자세와 움직임 3차원 분석해 미세행동 변화 포착 AI 플랫폼‘클로저 개발 항우울제마다 행동회복 방식 달라 행동 변화 분석해 맞춤 치료 가능 시사 KAIST 생명과학과 허원도 석좌교수 연구팀

AI로 일상행동 분석해 우울증 객관적으로 진단한다

주요 우울 장애 등 정신건강 질환은 주관적 설문과 면담으로 진단한다. 복합적이고 모호한 ‘우울감’은 우울증 진단의 가장 큰 한계로 꼽혀왔다. 국내 연구진이 AI로 일상행동을 분석해 우울증을 객관적으로 진단하고 치료 효과를 평가하는 기술을 개발하며, 정신질환 진단과 치료의 새로운 해법을 제시했다. KAIST은 생명과학과 허원도 석좌교수 연구팀이 동물 모델의 일상적인 행동 패턴을 분석할 수 있는 인공지능(AI) 기술을 개발하고, 이를 통해 일상행동 속에서 성별과 중증도에 따른 우울증 증상을 탐지할 수 있음을 입증했다고 13일 밝혔다. ▲ (왼쪽부터) 제 1저자 KAIST 오현식 박사과정, KAIST 허원도 교수 연구팀은 우울증 환자의 팔다리 움직임, 자세, 표정 등 신체 운동 양상이 일반인과 다르다는 점에 주목했다. 감정과 정서 상태가 운동 능력으로 드러나는 현상인 ‘정신운동(psychomotor)’을 정밀하게 파악하기 위해, 연구팀은 실험동물의 자세와 움직임을 3차원으로 분석해 우울 상태에 따른 미세한 행동 변화를 자동으로 포착할 수 있는 AI 플랫폼‘클로저(CLOSER, Contrastive Learning-based Observer-free analysis of Spontaneous behavior for Ethogram Representation)’를 개발했다. 클로저는 인공지능 기법인 (contrastive learning) 알고리즘을 활용해 행동을 아주 작은 단위로 나눠 분석한다. 이를 통해 사람의 눈으로는 알아차리기 어려운 미세한 행동 변화까지 정확하게 구분해냈다. 연구팀은 이 기술을 활용해 우울증과 가장 유사한 만성 예측 불가능 스트레스(CUS, Chronic Unpredictable Stress) 마우스 모델을 만들고, 행동만으로 일상 속 우울 상태를 구별할 수 있는지를 검증했다. 그 결과, 클로저는 성별과 증상의 심한 정도에 따라 달라지는 우울 상태를 정확히 구분하는 데 성공했다. 사후 분석 결과, 스트레스는 운동 능력 자체보다는 행동의 빈도와 행동 흐름을 바꾸는 데 더 큰 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다. 특히 우울증 모델에서 스트레스에 의해 변화한 행동 음절은 성별에 따라 뚜렷한 차이를 보였다. 예를 들어, 수컷 생쥐에서는 주변을 탐색하거나 회전하는 행동이 감소한 반면, 암컷 생쥐에서는 이러한 행동이 오히려 증가했다. 이러한 일상행동 변화는 스트레스 노출 기간이 길어질수록 더욱 두드러졌다. 또한 연구팀은 우울증의 발생 원인이 행동 패턴에 반영되는지를 확인하기 위해 염증 기반 우울증 모델과 스트레스 호르몬 기반 우울증 모델을 추가로 분석했다. 그 결과, 지속적인 스트레스나 염증으로 우울 상태를 만든 경우에는 일상 행동이 눈에 띄게 달라졌지만, 스트레스 호르몬(콜티코스테론)만 투여한 경우에는 행동 변화가 거의 나타나지 않았다. 이는 일상적인 행동 관찰만으로도 우울증의 원인이나 성별에 따라 서로 다른 상태를 구분할 수 있음을 보여준다. 나아가 연구팀은 실제로 우울증 환자 치료에 사용되거나 임상시험 중인 항우울제가 행동으로 나타나는 우울증 증상에 미치는 영향을 분석했다. 우울증 모델에 항우울제를 투여한 결과, 스트레스로 인해 변화했던 행동 음절(기본적인 행동 단위)과 행동 문법(행동의 흐름과 패턴)이 부분적으로 회복되는 것을 확인했다. 특히 항우울제마다 사람의 행동을 회복시키는 방식이 서로 다르다는 것을 발견했다. 연구진은 행동만 살펴봐도 어떤 약이 더 잘 듣는지 구분할 수 있는 ‘행동 지문(behavioral fingerprint)’을 찾아냈다. 이는 앞으로 사람마다 행동 변화를 분석해 가장 잘 맞는 항우울제를 골라주는 맞춤 치료로 이어질 수 있음을 뜻한다. 허원도 석좌교수는 “이번 연구는 인공지능 기반 일상행동 분석 플랫폼을 우울증 진단에 접목해, 우울장애의 맞춤형 진단과 치료 평가를 가능하게 하는 전임상 프레임워크를 세계 최초로 구현한 성과”라며, “향후 정신질환 환자 맞춤형 치료제 개발과 정밀의료로 이어질 중요한 토대를 마련했다”고 말했다. KAIST 생명과학과 오현식 박사과정이 제 1저자로 주도한 이번 연구는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판에 2025년 12월 30일 게재됐다. 한편, 본 연구는 과학기술정보통신부 한계도전 R&D프로젝트, 한국연구재단 기초연구사업 (중견연구), 보건복지부·한국보건산업진흥원, 삼성미래기술육성재단의 지원을 받아 수행됐다. ▲그림 1. AI 기반 일상행동 분석 프로그램 클로저 (CLOSER)를 활용한 정신질환 탐지 과정 ▲그림 2. 클로저를 활용한 성별, 중증도, 우울증 원인별 우울 유사 증상 진단 효율 ▲그림 3. 머신러닝 기반 클로저로 찾아낸 항우울제별 개별성 및 생쥐 일상행동의 차이

말기 혈액투석환자 위한 새로운 시술 HeRO Graft 시술시작

송단·김용재 순천향대 서울병원 혈관센터교수팀 동정맥루 수술조차 어려운 환자 생명 연장 할 수 있는 길

말기 혈액투석환자 위한 새로운 시술 HeRO Graft 시술시작

송단·김용재 순천향대학교 서울병원 혈관센터 교수팀이 자가 혈관은 물론, 인조혈관까지 사용하기 어려운 말기 혈액투석환자를 위한 새로운 시술을 시작했다. 말기 신부전으로 대체요법을 받는 혈액투석환자 중에서 상지(팔) 혈관이 모두 소모되었거나, 중심정맥 협착이 생겨서 상지에 더 이상 자가와 인조혈관 동정맥루(투석혈관접근로) 형성이 불가능한 환자에게 유용한 ‘히어로 그래프트(HeRO GRAFT-Hemodialysis Reliable Outflow 제품명)’ 시술이다. HeRO Graft는 협착된 중심정맥에 카테터(관)를 넣어서 심장과 직접 연결하고, 카테터와 연결한 인조혈관은 상완동맥과 연결해 투석 접근로를 형성한다. 해당 제품은 한국의료기기안전정보원이 ‘희소·긴급도입 필요 의료기기’로 지정하여 공급하고 있다. 송단 순천향대 서울병원 외과 교수는 “우리 병원은 오랜 혈액투석으로 양쪽 중심정맥까지 폐쇄된 혈액투석 환자에게 상완동맥과 흉곽내 홑정맥을 이용한 동정맥루 수술을 시행하고 있었다”며 “이번에 도입한 HeRO Graft 시술을 통해 상완동맥과 흉곽 내 홑정맥을 이용한 동정맥루 수술조차 어려운 환자에게 생명을 연장할 수 있는 길이 하나 더 생긴 것”이라고 설명했다.

빛으로 세포 사멸 제어한다

BAX의 기능 억제해 불필요한 세포 사멸 막고 세포 생존 유지할 수 있음을 실험적 입증 항 사멸 연구 분야에서, 새로운 접근법 제시해 퇴행성 질환 치료 가능성 제시 고려대학교(총장 김동원) 기계공학부 겸 KU-KIST 융합대학원 정석 교수 연구팀

빛으로 세포 사멸 제어한다

고려대학교(총장 김동원) 기계공학부 겸 KU-KIST 융합대학원 정석 교수 연구팀이 빛을 이용해 세포의 죽음을 조절하는 새로운 기술을 개발했다. 이번 연구는 신경세포가 과하게 사멸해 발생하는 알츠하이머병, 파킨슨병 등 퇴행성 질환의 새로운 치료 전략으로 주목받고 있다. 이번 성과는 국제 학술지 ‘Experimental & Molecular Medicine(IF=12.9)’ 온라인에 지난 12월 26일 게재됐다. 연구팀은 세포 사멸을 유도하는 핵심 단백질인 BAX의 작동 방식을 빛으로 제어하는 데 성공했다. 광유전학 기법을 활용해 BAX의 기능을 억제함으로써, 불필요한 세포 사멸을 막고 세포 생존을 유지할 수 있음을 ▲ 고려대 이다인 박사(제1저자), 실험적으로 입증했다. 기계공학부 정석 교수(교신저자, 오른쪽) *광유전학: 빛으로 생체 조직의 세포들을 조절할 수 있는 생물학적 기술 이를 위해 연구팀은 파란 빛에 반응하는 단백질 CRY2에 BAX 단백질을 결합하고, CRY2와 빛에 의해 결합하는 단백질 CIB1에는 미토콘드리아 외막 단백질인 TOMM20을 더했다. 이러한 구조를 통해 빛을 비추는 것만으로 BAX 단백질이 미토콘드리아로 이동하는 과정을 정밀하게 제어하는 시스템을 구현했다. *미토콘드리아: 세포 에너지를 생성하고 세포 생존·사멸을 조절하는 핵심 기관 연구팀이 새롭게 설계한 단백질 ‘DBT(deterring-BAX(DBAX)-TOMM20 복합체)’를 적용한 결과, BAX가 여러 개로 뭉쳐 미토콘드리아 외막에 구멍을 만드는 과정이 효과적으로 억제됐다. 이에 따라 미토콘드리아의 구조가 안정적으로 유지되고 세포 생존율이 크게 향상됐다. 반면, 기존 단백질을 적용한 경우에는 세포 사멸이 빠르게 진행돼, 뚜렷한 차이가 관찰됐다. 이번 연구는 주로 세포 사멸을 촉진하는 방향으로 진행돼 온 암 치료 연구와 달리, 세포 사멸을 억제하는 ‘항 사멸 기술’ 개발의 중요성을 부각했다는 점에서 의미가 크다. 특히 관련 연구와 문헌이 상대적으로 부족했던 항 사멸 연구 분야에서, 새로운 접근법을 제시했다는 평가를 받고 있다. 정석 교수는 “세포 사멸은 생명 유지에 필수적인 과정이지만, 특정 질환에서는 과도하게 진행돼 문제가 된다”라며 “이번에 개발한 광유전학적 BAX 조절 기술은 불필요한 세포 사멸을 억제하는 새로운 플랫폼으로, 향후 다양한 퇴행성 질환 치료의 연구에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. ▲그림 설명】: 세포 내 미토콘드리아의 활성 유지를 도와 세포 사멸을 저하시키는 신단백질 DBAX (Deterring Bax)의 구조 및 여러 분자 물질 결합 시 구멍 형성을 저해하는 모습 요약

인공관절 감염, ‘제거 없이’ 치료 가능성 열었다

인공관절에 형성된 세균막을 보다 효과적으로 제거할 수 방법 확인 포비돈-요오드 용액과 과산화수소 용액 병용시 세균 제거와 바이오 필름 제거 효과 우수 화순전남대병원 정형외과 박경순·이찬영 교수 Wan Le 연구원 연구팀

인공관절 감염, ‘제거 없이’ 치료 가능성 열었다

인공관절 수술 후 발생하는 감염은 정형외과 분야에서 치료가 가장 까다로운 합병증 중 하나로 꼽힌다. 항생제 치료에 잘 반응하지 않는 이유는 세균이 인공삽입물 표면에 형성하는 ‘바이오필름’ 때문이다. 이 막 구조는 세균을 외부 환경으로부터 보호해 일단 형성되면 약물 치료만으로는 제거가 어렵다. 이와 같은 치료의 한계 속에서 화순전남대병원 정형외과 박경순·이찬영 교수와 Wan Le 연구원으로 구성된 고관절팀은 병원에서 이미 사용 중인 소독제를 병용하는 방식만으로도 인공관절에 형성된 세균막을 보다 효과적으로 제거할 수 있다는 점을 실험을 통해 확인했다. ▲(왼쪽부터) 박경순 교수. 이찬영 교수, Wan Le 연구원. 이번 연구는 인공관절을 제거하지 않고도 감염을 치료할 수 있는 새로운 치료 전략의 가능성을 제시했다. 연구팀은 인공관절 감염의 주요 원인균인 ‘황색포도상구균(Staphylococcus aureus)’을 대상으로, 포비돈-요오드 용액과 과산화수소 용액을 함께 적용했을 때의 항균 및 바이오필름 제거 효과를 분석했다. 그 결과, 두 소독제를 각각 단독으로 사용할 때보다 병용했을 경우 세균 제거와 바이오필름 파괴 효과가 더욱 우수한 것으로 확인됐다. 현재 인공관절 감염 치료에서는 수술 후 1개월 이내의 급성 감염을 제외하면 감염된 인공삽입물을 제거하는 수술이 일차적으로 권고되지만, 해당 수술은 환자에게 큰 신체·정신적 부담을 주는 치료법이어서 이를 대체할 수 있는 방법에 대한 연구가 지속돼 왔다. 박경순 교수는 “인공관절 감염은 환자와 의료진 모두에게 매우 어려운 질환이다”며 “세균이 인공관절 표면에 부착해 바이오필름을 형성하면 강력한 항생제에도 반응하지 않는 경우가 많다”고 설명하고, “이번 연구는 임상에서 이미 사용 중인 소독제를 조합하는 것만으로도 바이오필름 제거 효과를 높일 수 있음을 보여줬다는 점에서 의미가 있다”고 말했다. 연구팀의 논문 제목은 ‘포비돈-요오드와 과산화수소 병용은 황색포도상구균에 대한 개별 소독제보다 바이오필름 제거 효과를 향상시킨다(Povidone-Iodine and Hydrogen Peroxide Combination Improves the Anti-Biofilm Activity of the Individual Agents on Staphylococcus aureus)’이다. 이번 연구성과는 분자·의생명과학 분야의 국제 SCI(E)급 학술지인 ‘국제 분자과학 저널(International Journal of Molecular Sciences)’에 게재됐으며, 과학적 타당성과 임상 확장 가능성을 동시에 인정받아 최근 2025년 대한고관절학회 국제학술상을 수상했다. 박 교수는 “추가 연구를 통해 실제 임상 적용 가능성을 검증한다면 인공관절을 제거하지 않고도 감염을 치료할 수 있는 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있을 것이다”고 밝혔다.







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만성 폐쇄성 폐질환, ‘초기 증상 감기로 오인할 수 있어
만성 폐쇄성 폐질환(COPD)은 초기 증상으로 가래가 조금 끼거나 가벼운 기침 정도가 있어 감기로 오해해 대수롭지 않게 넘기기 쉽다. 특히 감기나 독감 이후 증상이 악화되거나 쌕쌕거림, 누런 가래가 늘어나는 경우는 기도 염증이 심해졌다는 신호로 주의가 필요하다. 이런 악화가 한 번만 발생해도 폐 기능은 이전보다 더 떨어진 상태로 고착될 수 있다. 질환이 진행되면 계단이나 언덕을 오를 때 숨이 차고, 평소보다 빨리 걸어도 호흡곤란과 피로감을 느끼게 된다. 많은 환자들이 이를 “나이 탓”이나 “운동 부족”으로 여겨 수년간 진단이 늦어지기도 한다. ▲ 박 정웅 교수 가천대 길병원 호흡기내과 박정웅 교수는 “만성 폐쇄성 폐질환은 전 세계 사망 원인 3위에 해당하는 질환으로, 악화가 반복될수록 증상과 폐기능 저하가 누적될 수 있어 조기 진단과 악화 예방이 핵심”이라고 강조했다. 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)은 폐포와 기도에 만성 염증과 이로 인해 구조적 변화가 생겨 공기 흐름이 제한되는 질환으로, 숨이 차고 일상생활이 점점 어려워지는 것이 특징이다. 증상이 서서히 진행되기 때문에 본인이 변화를 크게 느끼지 못한 채 진단 시점에는 이미 폐기능이 상당히 떨어져 있는 경우

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순천향대 부천병원 내분비대사내과 김철희 교수, ‘대한당뇨병학회 신임 회장’ 취임
순천향대 부천병원 내분비대사내과 김철희 교수가 ‘대한당뇨병학회 신임 회장’에 취임했다고 12일 밝혔다. 임기는 2026년 1월부터 12월까지 1년간이다. 대한당뇨병학회는 1968년 창립 이래 4,000여 명의 회원이 활동하는 국내 최대 규모의 당뇨병 전문 학술단체로, 당뇨병의 예방‧진단‧치료에 대한 연구와 교육을 통해 국민 건강 증진을 선도하며 세계적인 학회로 도약하기 위해 노력하고 있다. 김철희 신임 회장은 지난 20여 년간 대한당뇨병학회의 학술위원, 연구위원, 간행위원으로서 왕성하게 활동해 왔으며, 영문학회지 ‘Diabetes & Metabolism Journal’의 발간에 참여해 학회 발전에 기여했다. 2016~2017년에는 대한당뇨병학회 감사를, 2022~2023년에는 (재)당뇨병학연구재단 이사를 역임한 바 있다. 김철희 회장은 “전 세계적으로 고령화와 비만 증가로 당뇨병의 유병률이 급격히 증가하며 보건‧사회‧경제적으로 큰 문제가 대두되고 있고, 최근 대내외적 의료환경도 급변하고 있어 무거운 책임감을 느낀다. 앞으로 이사장님과 이사진을 비롯한 학회 임원, 회원들과 협력해 ‘당뇨병으로부터 자유로운 세상 선도’, ‘당뇨병 연구와 치료에 글로벌 표준

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