냉동수면(冷凍睡眠, Cold sleep, Cryonics)
냉동수면(冷凍睡眠, Cold sleep, Cryonics)은 극저온의 냉매로 생물을 얼려 보관하는 것을 말한다. 냉동되는 대상이 말 그대로 잠자는 숲속의 공주처럼 되기 때문에 수면이라 부른다.
2. 이용
냉동수면 기술은 다음과 같은 목적들로 이용되는 것을 상상해볼 수 있다.
• 불치병 치료를 위한 임시방편
현재 소수 존재하는 냉동인간들은 대부분 이 경우. 불치병에 걸려 현대의학으로는 생존이 불가능한 사람들이 미래에 의학이 발전하여 자신의 병이 치료 가능해질 시점까지 버틴다는 개념이다. 후술하겠지만 냉동인간을 소생시키는 것은 엄청나게 어려운 일이 될 것이기에, 냉동인간 소생이 가능해질 때쯤이면 그 불치병들은 이미 손쉽게 처리 가능한 것이 되어있을 것이다.
• 생명 연장을 위해
위의 경우와 유사하고 상당부분 겹치기도 하나 조금 다르다. 사람은 모두 기본적으로 죽지 않기를 원한다. 현대의학의 한계로는 인간은 아무리 건강해도 백수십 년을 사는 것이 최대지만, 미래에는 기술의 획기적 발전으로 기대수명이 수천년 이상, 어쩌면 영생에 가깝게 상승할 수도 있다. 어차피 이대로 살다가는 수십 년 내에 죽을 운명이라면 어차피 죽어서 땅에 묻히나 냉동되나 자신은 느낄 수 없으니 차이가 없을 텐데, 혹시나 먼 미래에 깨어나 영생을 누릴 가능성에 투자해보자는 발상은 충분히 나올 수 있다. 그리고 이쪽은 텔로미어의 연구를 통해 근미래에 현실화될 수도 있는 기술이다.
• 우주 개발에서의 이용
수많은 스페이스 오페라에서 너무나도 쉽게 초광속 우주선을 만들어대기에 일반인들은 착각하기 쉬우나, 사실 초광속 여행이 가능하다는 보장은 전혀 없다. 여러 가설들이 있지만 결국 초광속으로 이동하는 것이 불가능한 것으로 밝혀질 수도 있고, 이론상 가능하더라도 비현실적으로 에너지가 많이 들어서 실용성이 없을 수도 있다. 어떤 것이 진실이든 최소한 우주 개발 초기에는 아광속 우주선으로 우주 개발을 해야 할 것이다. 가까운 항성까지 이동하는 데에 수십에서 수백년이 걸린다면 그 기나긴 시간을 먹고 살 식량 공급원과 더 나아가 승무원들이 늙어죽는 것에 대한 대책이 필요할 것이다. 승무원들끼리 자녀를 낳고 길러 임무를 여러 세대에 걸쳐 이어받는다는 세대 우주선 개념이 있으나 이것도 문제가 많다. 그러나 해동만 가능하다면 거의 모든 문제를 해결할 수 있다. 얼어있는 사람은 온도 유지 비용 외에 어떤 식량도 에너지도 소비하지 않아서 깨어있는 승무원보다 경제적이며 늙지도 않는다. 체감상의 시간이 흐르지 않아서 장기간 임무로 인한 정신적 문제가 생기지도 않을 것이고, 항해 중 중력가속도가 늘어나더라도 영향을 받지 않는다. 이런 경우 극소수의 인원만 깨어있거나 아니면 모든 조종을 AI에게 맡기면 된다.
• 기타
이 외에도 냉동수면 및 해동과 소생 기술이 상용화된다면 이용 가능한 분야는 많다. SF의 예시들을 보자면 단순히 무언가를 지루하게 기다리기 싫어서 일종의 미래로만 가는 타임머신 개념으로 쓰거나, 나이차가 나는 연인이 나이를 맞추기 위해 한쪽이 냉동되어 기다리거나, 일종의 형벌로서 일정 기간, 혹은 사면될 때까지 영원히 냉동될 수도 있다.
3. 원리
흔히 무언가를 손상이나 부패 없이 보존하려 할 때 얼리면 보존성이 높아지는 효과가 있는데, 거기서 착안하여 생명체를 얼림으로써 장기보관(...)하는 개념을 냉동수면이라고 일컫는다.
하지만 한 가지 알아둘 점은 '그냥 얼려서 보존성이 좋아지는 게 아니다.' 쉽게 말해 얼음이 물건을 지켜주는 게 아니다. 냉동을 통해 물건의 보존성이 높아지는 까닭은 정확히는 물건이 얼려질 만큼 온도가 극한으로 떨어짐으로써 미생물이 그 안에서 살 수 없게 하는 것에 불과하다.
극저온 보관의 미생물의 번식 억제는 부가적인 기능이며, 가장 우선적인 목적은, 구성 분자들이 상온에서 열역학적으로 유리한 방향으로 화학반응 하는 것을 막는 것에 있다.
한마디로 냉동을 통해 보존하는 것은 실은 소금을 극한으로 쳐서 보존성을 높이는 것(젓갈)이나 식초에 푹 담가 보존성을 높이는 것(피클)과 크게 다르지 않다. 아래에 서술된 문제점들은 바로 이러한 이유 때문에 당연히 발생하는 것들이다.
4. 문제점
현대판 미라 시술 그 자체.
냉동수면은 겉보기에는 쉬워보일 수 있지만, 실제로는 냉동과 해동 양쪽에서 엄청난 문제점이 있어서 사실상 현재의 기준에서는 그냥 시체를 냉동보관하는 것에 가깝다.
일단 냉동하는 경우부터 난제가 많다. 온도를 어느 정도로 할 것인지, 신체 내부에 있는 각종 세균이나 박테리아는 어떻게 할 것인지도 문제지만, 완전하게 냉동시키는 경우 세포 내의 얼음 결정이 세포를 파괴할 수 있다는 것이 가장 큰 문제점 중 하나다. 당장 물이 얼면 부피가 늘어난다. 페트병에 물을 넣고 냉동실에서 얼리면 페트병이 퉁퉁 불어나는데 이게 페트병이 아니라 세포막이라면?
덕분에 세포의 파열을 막으려면 체액을 모두 빼내야 한다. 이미 이 시점에서 살아있는 생명체라면 그냥 죽는다고 봐야 한다. 체액을 다시 깔끔하게 후유증 없이 원상복구시킬 기술이 없으므로 이 단계까지 가면 돌이킬 수 없다. 그리곤 당분 성분이 높고 체액과 비슷하면서 얼음 결정이 생기지 않는 물질로 채워넣는다. 그런데 이 물질들은 일반적인 신체에서는 독성을 일으키는 것 투성이들이라 해동시키더라도 현재 기술로는 절대 살아날 수 없다. 그러고 나서 서서히 얼려야 완전히 냉동시킬 수 있다. 한마디로 말해 냉동하려면 살아있더라도 사실상 죽여야 냉동이 가능하다는 것이며, 되돌릴 수도 없다는 것이다.
이런 문제점 때문에 급속냉동 방식을 도입해야 한다는 의견도 있다. 대상을 그냥 얼리는 게 아니라 아주 순식간에 얼려버리는 것. 학교에서 배우다시피, 물은 0도에서 얼 때, 부피가 가장 커지다 온도가 더욱 낮아지면 부피가 줄게 된다. 즉, 부피가 커질 온도가 아닌 곧바로 적은 부피로 어는 온도로 바로 얼려버린다는 것. 현재 야채를 이 급속냉동 방식으로 유통하기도 한다. 하지만 이 방식의 경우 급속냉동 설비가 필요한 데다가 너무 급격하게 얼리는 나머지 과정을 통제하기 힘들다. 당장 바닥에 달라붙거나 만세 상태로 얼어붙으면 어떻게 보관할 것인가? 덤으로 겉은 순간적으로 얼지만 내장 같은 속은 상대적으로 그렇지 않을 가능성도 있기에, 겉만 멀쩡하지 속은 개박살난 상태일 수도 있어서 위에 언급한 방식보다 딱히 이점이 없다.
애초에 이 이론과 관련해서 가장 유명한 것은 금붕어의 급속냉동 같은 실험인데, 이 경우의 금붕어도 지극히 짧은 시간 동안에 외부만 어는 것으로, 이 시간이 길어질 경우 죽는다. 애초에 도로 녹인 금붕어도 내장기관 등이 거의 파괴되어 오래 살지 못한다. 현재 기술은 조직도 아니고 인간의 가장 큰 세포인 난자를 냉동 보관하는 단계에서 놀고 있다는 것을 고려하면, 해동 후는 그렇다 쳐도 냉동보존 자체가 어렵다.
게다가 얼리면 끝이 아니다. 해동도 역시 매우 어려워서 통상적인 냉동 방법과 반대로 진행한다. 과학관이나 TV에서 보듯 금붕어를 얼렸다 해동하는 것과 차원이 다르다. 사실 금붕어나 개구리 얼리기의 경우 주위의 물을 얼려서 꼼짝 못하게 하는 것이지 실제로 냉동된 것은 아니기 때문이다. 이 생물들은 전부 수중 생물로, 비 수중 생물로 이런 실험을 하지 않는 이유가 이것이다. 게다가 이런 방식의 냉동도 빨리 해동하지 않으면 해동이 되어도 시체가 된다. 그리고 실험에서는 해동된 직후 멀쩡하게 돌아다니는 모습만 보여주지만, 이 순간적인 냉동에서도 많은 장기가 손상되어 해동된 금붕어는 얼마 살지 못한다.
다른 문제점으론 냉동수면을 하는 동안 자연재해나 지구종말 수준의 재앙이 일어나 기계가 멈춘다든지, 보건이나 정치적인 문제로 냉동수면에 든 사람들을 폐기한다든지 해서 깨어나지도 못 하고 인생 종치는 경우도 생길 수 있다. 아래 언급된 냉동인간 회사들에 몸을 맡긴 사람들의 경우 회사가 부도나는 경우의 문제도 생각해볼 수 있다. 당연히 수면에 든 기간이 길면 길수록 이런 문제가 발생할 가능성도 높아지는데, 냉동수면에 든 사람들을 해동시킬 수 있는 기술이 발달되기 전에 저런 문제가 생길 가능성도 크다.
만약 운 좋게 저런 문제점들을 극복하고 최소 몇 백년 이상의 시간을 뛰어넘어 해동되었다고 가정해도 문제가 여전히 남는다. 냉동인간의 몸에 든 세균이나 바이러스 등이 해동 후 미래 세계로 유입되면 대재앙을 부를 수도 있기 때문이다. 그 이유는 세균이나 바이러스는 끊임없이 변형하기 때문에, 과거에는 가벼운 감기 수준으로 면역 체계를 통해 막아낼 수 있던 세균이나 바이러스라도, 면역 체계와 환경이 달라진 미래 세계에 유입되면 재앙적 수준의 문제를 일으킬 수도 있다는 점도 문젯거리다. 반대로 냉동수면에선 무사히 깨어났지만, 미래 세계의 바이러스나 질병에 어이없이 사망할 수도 있다.
그리고 이 모든 것을 과학의 힘으로 극복하고 부활에 성공했다고 가정해도 심리적인 문제는 여전하다. 알고 지내던 가족, 친척, 친구와 모두 이별하고 환경 자체도 완전히 바뀌어서 홀로 이상한 세상에 뚝 떨어진 느낌으로 살아가야 할 것인데 행복하게 지낼 수 있을까? 이런 이유로 외국에서는 실제로 이런 식으로 부부가 함께 수백 년 후에 다시 살자며 동반 냉동되는 경우도 있다.
또한 가족 관계에 혼란이 올 수도 있다. 예를 들어 부부 중 한 명이 먼저 사망한 뒤 냉동보존되고 살아남은 한 명이 재혼해서 새로운 배우자와 살아가다 사망해서 같이 냉동된다면 나중에 이들이 동시에 소생될 경우 이는 중혼이 되며 법적, 사회적 문제가 일어날 수 있다. 《냉동인간》의 저자 로버트 에틴거는 실제로 첫 부인이 사망한 뒤 냉동보관하고 재혼한 부인도 사망한 뒤 냉동보관했다. 에틴거가 사망한 뒤 냉동되었다가 해동된다면 이런 일이 일어날 수도 있다.
그리고 가족들 중 일부만 냉동되거나 가족들이 함께 냉동되었다가 시간차를 두고 해동된다면, 서로의 생물학적 나이차가 변하거나 역전되어 가족관계에 혼란이 올 수도 있다. 만일 부모와 자식이 재회했는데 갓난아기였던 자식이 동년배 혹은 부모뻘 노인이 되어 있다면 부모는 그를 자식으로 받아들이기 어려울 것이다.
이 외의 문제점으로는, 법적으로 사망 처리된 냉동보관된 당사자의 모든 재산들을 또 어떻게 처분하냐는 법적인 문제도 있을 것이다. 앞서도 언급되었지만, 냉동인간이 되기 위해서는 법적으로 사망 진단이 떨어져야 한다. 즉 생물학적으로 완전한 사망이 확인된 경우에나 가능하다. 식물인간에서 바로 넘어가는 것도 안된다. 더불어 냉동보관 당사자가 풀려났을 경우엔 차후 지원을 어떻게 할 지 법적인 제도의 검토와 도입으로 시끌시끌할 것이다.
미래에 냉동인간 기술이 확립된다고 해도, 현재는 부족한 '해동' 단계가 제대로 만들어질지, 아니면 '냉동' 단계에서 완전히 새로운 기술이 만들어져야 냉동인간이 구현될지는 아직 아무도 모른다. 그런 면에서 보자면 정말로 현대의 냉동인간 기술은 '먼 미래에 부활할 것을 믿고 하는 조치'라는 점에서는 고대 이집트의 미라와 똑같은 것이라 할 수 있을 듯.
단, 위에 열거된 문제점들은 모두 현재와 유사한 사회에서 냉동인간이 등장했을 때를 가정한 것이다. 기술적 어려움을 생각하면 냉동인간이 보편화될 때 쯤이면 이미 사회 구조 자체가 상상할 수도 없을 만큼 변해있을 가능성이 높다.
5. 성과
미국 알코어 생명 연장 재단이란 곳에서는 1972년부터 냉동 인간 서비스를 제공하고 있으며, 약 150여 구의 냉동인간이 보관돼 있고 이를 포함한 회원 총수는 약 1600여 명이다. 저가형으로 머리만 보존하는 형태도 존재한다고 한다.
이곳 외에도 미국과 러시아에 냉동인간 보존 회사들이 존재하며, 전세계적으로 수백 명 정도가 냉동되어 있다. 냉동인간이 되려면 보통 회사에 일정 금액을 지불하고 가입하면 회원이 사망했다는, 혹은 위독하다는 소식을 들은 즉시 기술자들이 출동해서 갓 죽은 회원의 손상이 적은 시신을 냉동하는 것이다.
메이저리그의 '마지막 4할 타자' 테드 윌리엄스가 위 회사에서 냉동보존돼 있는데, 머리와 신체가 분리돼 보존되는가 하면, 보존 과정에서 두개골에 구멍이 뚫리고 금이 가 있는가 하면 쓰레기랑 같이 굴러다니는 등 보존 상태가 개판이라고 한다. 유족들 사이의 의견충돌로 보관 경비도 지불이 안되고 있다 하니 지금 상태가 어떨지 심히 걱정된다. 보존과정에서 두개골이 뚫리거나 금이 가 있는 이유는 보존전 뇌의 상태를 확인하기 위함이라고 설명되있다.
디즈니 사의 창업자 월트 디즈니 등의 몇몇 유명인사들이 냉동보존되어 있다는 루머가 있는데 사실이 아니다.
이미 냉동수면 상태에 있는 인간이 여럿 있으며, 미국의 경우 주마다 법이 달라 허용하는 주가 있다고 한다. 이들의 경우 불치병으로 시한부 인생을 살게 된 경우 그 병이 치료 가능할 때까지 냉동시키는 것인데, 문제는 위의 문제로 해동조차 제대로 될지 의문이라는 것이다. 거의 시체를 살리는 수준이다. 이게 가능해질 정도의 과학 수준이라면, 냉동수면이 된 대상자가 앓고 있던 불치병 따위는 병원도 가지 않고 간단히 치료가 가능한 수준의 병으로 추락해 있을 가능성이 높다.
남극에서 100여년 전에 얼어붙은 미라가 살아났다는 사진(?)도 존재하나, 이는 냉동 새끼 매머드와 함께 사실이 아닌 것으로 밝혀졌다.
냉동보존 기간에 뇌세포에 생긴 손상을 수리하는 기술이 없기 때문에 대부분의 저온생물학자들은 냉동인간의 소생에 회의적이지만, 일부에서는 나노 기술로 뇌세포의 손상이 수리될 것으로 기대하고 있다. 한편 레이 커즈와일은 2045년경에 인체 냉동 보존술로 소생한 최초의 인간이 출현할 것으로 전망하고 있다.
2016년 11월 17일 영국 말기암 환자인 14세 소녀 JS(영문 이니셜)가 냉동 수면을 선택했다.
여담으로, 1980년대 jean hilliard라는 이름의 여인이 영하 30도인 날씨에서 꽁꽁 얼었다가 되살아난 사건이 있다. 당시 이 여인의 피부는 주사 바늘이 안 들어갈 정도로 얼어있었고, 체온계로 잴 수 없을 정도로 체온이 낮은 상황이었다. 그러나 기적적으로 소생, 49일 만에 퇴원하여 일상으로 돌아갔다고...단 이 경우는 술기운으로 인한 열로 내부까지 얼진 않아 내장이나 순환계는 멀쩡한 상태로 심장도 뛰는 상태였다고. 물론 그렇다해도 기적인 것은 맞다.
6. 냉동보존
인간을 통째로 얼리는 방법은 아직 실용화되지 않았지만, 인간의 전단계인 난자와 정자의 냉동보존은 실용화되었으며 많은 이들이 이용한다. 특히 질병이나 약물치료 등으로 불임이 예상되는 경우 정자/난자를 냉동해두는 일이 많으며, 여성의 경우 임신 적령기에 난자를 냉동해두었다가 나중에 이를 이용해 체외수정을 해 아기를 갖기도 한다.
심지어 수정이 된 배아(embryo)도 냉동보존이 가능하며 실용화된 기술이다. 배아가 태내에서 성장하면 인간이 되는 것이니 관점에 따라서는 인간의 냉동보존이 이미 실용화되었다고도 할 수 있겠지만, 사실 배아는 아직 인간이 아니며 생물학적으로 근본적인 차이가 있다. 때문에 인간의 냉동에서 발생하는 다양한 문제(수분 결정화에 의한 세포 손상 등)가 배아 냉동에서는 발생하지 않으므로, 배아 냉동 = 인간 냉동이라고 말할 수는 없다.