이들은 쥐에게 일정한 방사성 물질을 투입하고 PET 스캐너로 방사성 감마선을 측정합니다. 이를 통해 방사성 물질이 뇌의 어느 곳에 영향을 미치고, 어떤 부위가 활성화되는지 확인하는 것이죠.
PET 스캐너 속에서 감마선은 고체입자와 부딪쳐 빛을 방출하는데 이를 광센서로 탐지하게 됩니다. 그런데 기존 스캐너는 스캔 대상이 움직여서는 안 됩니다. 때문에 쥐를 마취한 후 스캔을 했죠.
문제는 마취제의 신경화학적 작용이 실험결과에 영향을 미칠 수 있다는 점입니다. 그래서 저와 동료들은 깨어있는 쥐에게 착용시킬 수 있도록 기기를 소형화했어요.
기존 PET 스캐너는 소형 동물용이라도 크기가 1m, 무게도 100㎏ 정도나 됩니다. 반면 저희 제품은 무게가 226g 이하, 직경은 2~3㎝에 불과합니다.
우리는 이 장치를 '깨어있는 쥐를 위한 PET'라는 뜻의 'RatCAP'이라 부릅니다. 이처럼 소형화가 가능했던 것은 두 개의 부품을 개발한 덕분입니다. 애벌란시 포토다이오드(APD)라 불리는 소형 광센서와 APD의 신호를 해독하는 마이크로칩이 그것입니다.
이 스캐너는 데이터라인이 하나밖에 없어 케이지 안의 쥐가 자유롭게 움직일 수 있으며 스프링으로 천장에 연결돼 있기 때문에 쥐는 무게감도 거의 느끼지 못합니다. 스캐너를 부착한 쥐가 편안히 잠에 빠지기도 했을 정도예요.
RatCAP은 동물이 평상시처럼 자유롭게 움직일 때의 뇌 활동을 보여주는 유일한 기기입니다."
- 폴 바스카 : 미국 브룩헤이븐국립연구소(BNL) 물리학자
▩ 방사선 피폭량
우리는 평상시에도 우주선(cosmic ray) 등에 의해 일정량의 자연방사선에 노출돼 있다. 과연 언제 얼마나 많은 방사선에 피폭되고 있을까. 그리고 어느 정도라야 위험한 것일까.
50μSv: 미 대륙 횡단 비행 시 피폭량
100μSv: 흉부 X-레이 촬영 시 피폭량
400μSv: 인체 내에서 생성되는 연평균 방사선량
6,200μSv: 미국인의 연평균 피폭량
2만μSv: 후쿠시마 원전에서 30㎞ 떨어진 지역의 연간 피폭량(최대 추산치)
70만μSv: 급성 방사능 중독을 유발하는 피폭량
2,000만μSv: 몇 시간 내 사망에 이르는 피폭량
