수상 업적

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1961 was awarded to Georg von Békésy “for his discoveries of the physical mechanism of stimulation within the cochlea”. 1961년 노벨 생리의학상은 “와우관 자극의 물리적 전달기전에 관한 연구”로 게오르크 폰 베케시에게 수여되었습니다.

수상 추천문

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분. 베케시` 박사님은, 바다에서는 수 마일까지 들리는 무중신호霧中信號(The fog signal, 안개•눈•폭우 등으로 시계가 불량한 경우나 선박 충돌 등을 예방하기 위하여 기적 또는 다이어폰 등으로 소리를 내는 신호`―`옮긴이)가 객실 안에서는 들리지 않는다는 사실로부터 선상에서 무적霧笛(The fog horn, 사이렌, 다이어폰, 기적 등과 같이 압축 공기나 증기로 음향을 내서 신호하는 무중신호`―`옮긴이)이 어떻게 만들어지는지에 관심을 갖게 되었다고, 논문에서 밝혔습니다. 귀의 성질을 분석하는 논문의 서론에 실린 이 일화는 외부의 소리에는 높은 감도를 갖지만 정작 신체 내 가까운 곳에서 나오는 자신의 목소리에 대해서는 낮은 감도를 나타내는 귀의 기능을 설명하고 있습니다. 이와 같은 청각기관의 성질은 특히 큰 강당에서 연설할 때 연설자와 청강자 모두에게 매우 중요합니다. 그러나 여기에 언급한 성질은 베케시 박사님의 연구 주제가 된 고도로 분화된 감각기관의 여러 능력 중 하나일 뿐이었습니다. 사가`The saga(북유럽의 전통문학을 통칭하는 말, 북유럽 신화`―`옮긴이)에 보면, 헤임달`Heimdal(인간의 수호신`―`옮긴이)은 잔디가 자라는 소리를 들을 수 있었다고 합니다. 우리의 청각 능력이 그 정도는 아니겠지만, 우리의 귀 또한 고막에 부딪치는 공기분자들을 인식할 만큼 충분히 민감하고, 다른 한편으로는 신체에 진동을 일으킬 정도로 강한 음파의 쿵쿵거리는 소리도 견딜 수 있을 만큼 강합니다. 게다가 말하는 음성, 그리고 악기 소리나 노래 소리의 특징을 구분할 수 있을 만큼 소리를 자세하게 분석할 수 있는 능력도 있습니다. 귀에 부딪치는 소리는 고막을 진동시킵니다. 공기로 가득 찬 중이中耳 안에서 진동은 지렛대 역할을 하는 이소골耳小骨들을 거쳐 액체로 채워져 있는 내이의 달팽이관(소리의 진동을 전기적 신호로 바꾸어 대뇌에 전달하는 달팽이 모양 기관`―`옮긴이)으로 전달됩니다. 이 중 가장 안쪽에 있는 소골인 등골의 족판이 움직여 올라가면 중이와 마주하고 있는 내이의 안뜰창이 열립니다. 그리고 용액의 진동은 달팽이관을 세로 방향으로 분할하는 이른바 기저막으로 전달되는데, 이 막 전체에는 끝이 가늘고 털이 나 있는 기둥 모양의 감각세포가 분포합니다. 이 수용체 세포 또는 모세포에 의해 기저막의 진동에 의한 역학에너지가 신경전파를 일으키는 특별한 형태의 에너지로 전환되며, 이 신경전파의 진동수에 따라 상위 신경 센터로 전달되는 정보가 달라집니다. 베케시 박사님은 귀의 전달 체계에서 전략적으로 중요한 지점에서 일어나는 물리 현상을 연구하였습니다. 하지만 귀의 진동 시스템의 성질에 관한 연구는 베케시 박사님 이전에도 이루어졌습니다. 이 생리적인 음향학 분야에서 헬름홀츠 박사의 이론은 독보적입니다. 그러나 베케시 박사님은 부서지기 쉬워 다루기가 어려운 생물학적인 소형 시스템을 연구했다는 점에서 매우 탁월했습니다. 이 분야의 권위자들은 그가 이 목적을 위하여 개발한 정교한 기법이 가히 천재적이라고 평가합니다. 그는 미세 절단 방법을 이용하여 접근하기 어려운 해부학적 구조에 접근하였으며, 더욱 진보된 방법으로 자극을 주고, 이를 기록하였습니다. 또한 육안으로 복잡한 막 운동을 관찰하기 위해 고배율의 스트로보스코픽 현미경(진동하는 물체를 연구하는 장치)을 사용하여 백 분의 일 밀리미터 단위로 이를 측정하였습니다. 베케시 박사님은 중이에서의 소리 전달과 관련하여 고막의 진동 형태와 소골운동의 상호작용을 규명하였습니다. 내이의 역동학에 관한 그의 연구는 기술적으로나 이론적으로 이 분야에서 최고였습니다. 그의 실험 및 임상 자료는 음파의 진동수가 기저막을 따라 자극이 일어나는 위치를 결정한다는 헬름홀츠 박사님의 가설을 입증하였습니다. 이전까지는 막의 진동 형태가 갖는 물리적 특징, 이와 같은 진동이 일어나는 조건 등에 관해서 이론적으로 고찰할 뿐이었습니다. 하지만 베케시 박사님은 진동형태의 특징을 밝히는 데 성공하였습니다. 그는 등골의 족판이 움직이면서 기저막에 복잡한 전파가 발생하고, 기저막은 달팽이관의 단단한 기저부에서 보다 유연한 첨단부로 움직인다는 것을 증명하였습니다. 전파는 처음에는 증가해 최고점에 달하지만, 그 후에는 빠르게 감소합니다. 최대 진폭의 위치는 가해지는 음파의 진동수에 따라 달라져서, 낮은 진동수는 달팽이관의 첨단부에서, 높은 진동수는 기저부에서 나타나게 됩니다. 이러한 특정의 진동 형태가 일어나는 조건은 모형을 이용한 실험에서 알 수 있습니다. 그 후 베케시 박사님은 어떻게 모세포가 자극되는지를 연구하였습니다. 그는 가느다란 바늘의 끝을 기저막에 닿도록 한 뒤, 이 바늘을 이용하여 기저막의 다른 부분에 여러 방향의 진동을 일으켰습니다. 바늘의 끝은 자극을 주는 동시에 수용체 세포로부터 전류 전위를 기록하는 전극으로 사용되었습니다. 그 결과 기저막 위에 가해진 국소적인 압력이 다양한 강도의 전단력`으로 변형되어 모세포에 가해지는 것으로 밝혀졌습니다. 따라서 베케시 박사님은 달팽이관이 역학적(기계적)으로 어떤 기능을 하는지 분명하게 규명하였고, 이로 인해 우리는 진동수 분석기로서 달팽이관의 기능을 이해할 수 있게 되었습니다. 우리는 이제 이 시스템이 역학적 에너지를 물리화학적 과정으로 변환시켜 신경전파를 일으킨다는 것을 알게 되었습니다. 그리고 내이에서 일어나는 전기적 과정을 알게 되면서 더 많은 연구를 할 수 있는 기반을 마련하였습니다. 한편으로, 베케시 박사님은 이른바 휴식기의 수용체 막에 커다란 전위차가 존재한다는 것을 의미하는 와우내전위蝸牛內電位도 발견하였습니다. 또 다른 한편으로 모세포 자극 시에 일어나는 전위의 느린 존재를 나타내는 이른바 내인성 달팽이관과 모세포 자극 시 일어나는 느린 전위 이동도 발견하였습니다. 이러한 발견들은 소리를 신경 전파로 변환시키는 수용체에서의 역학적 현상과 전기적 현상을 분석하고, 그 관계를 밝히는 데 중요한 역할을 하였습니다. 베케시 박사님은 청력학을 발달시키고 이를 임상에서 응용하는 데 크게 공헌하였습니다. 그리하여 정밀한 진단법이 개발되었고 이는 귀 질병 치료에 큰 발전을 가져왔습니다. 베케시 박사님. 박사님은 우리에게 기본적인 청각 과정에 관해 많은 것을 알려 주었습니다. 이 상을 수상하게 된 교수님의 주요 업적은 내이의 역동학에 관한 것입니다. 이와 같은 업적은 결코 흔하지 않습니다. 노벨 박사님의 뜻대로, 단독으로 연구한 과학자의 훌륭한 연구 결과에 대해 이 상을 수여할 수 있게 되어 매우 기쁘게 생각합니다. 왕립 카롤린스카 연구소를 대표하여 따뜻한 축하를 전해드리며, 이제 전하께서 수여하시는 올해의 노벨 생리•의학상을 받으시기 바랍니다.