발터 루돌프 헤스

1. 개요

발터 루돌프 헤스는 스위스의 생리학자로, 1949년 간뇌의 기능적 조직 연구로 노벨 생리학·의학상을 수상했다. 그는 1881년 스위스 프라우엔펠트에서 태어나 의학을 공부하고 외과 및 안과 의사로 활동했다. 1920년대 후반 뇌 자극 기술을 활용하여 뇌의 특정 부위를 자극, 생리적 반응을 매핑하는 연구를 수행했으며, 시상 하부 자극을 통해 다양한 행동 변화를 유도했다. 1917년부터 1951년까지 취리히 대학교 생리학 교수로 재직했으며, 1931년 마르셀 베노이스트상을 수상했다.

2. 생애

발터 루돌프 헤스는 투르가우주 프라우엔펠트에서 태어나 1906년 취리히 대학교에서 의학 학위를 받았다. 외과학과 안과학 수련을 받은 후, 1912년 안과의사 경력을 뒤로하고 연구자의 길을 걸었다. 헤스는 혈액 순환과 호흡 조절 연구를 바탕으로 내장 기능을 조절하는 간뇌의 기능을 매핑했다. 1917년부터 1951년까지 취리히 대학교 생리학 교수를 역임했다. 1973년 로카르노에서 사망했다.

2.1. 초기 생애 및 교육

발터 루돌프 헤스는 프라우엔펠트에서 클레멘스 헤스와 게르트루트 헤스(결혼 전 성씨: 피셔) 사이에서 태어난 세 자녀 중 둘째였다. 그의 아버지는 그가 과학 분야에서 경력을 쌓도록 장려했고, 함께 물리학 실험실에서 실험을 진행했다. 1899년 로잔에서 의학 공부를 시작하여 베를린, 킬, 취리히에서 수학했다. 1906년 취리히 대학교에서 의학 학위를 받았으며, 콘라트 브루너 밑에서 그의 출생지와 같은 칸톤인 뮌스터링엔에서 외과 의사로 훈련받았다. 혈액 점도 측정을 위한 점도계를 개발했고, 1906년 "혈액의 점도와 심장 활동에 관하여"라는 제목의 논문을 발표했다. 1907년 오토 하브 밑에서 안과 의사 훈련을 받기 위해 취리히 대학교로 돌아갔고, 라퍼스빌 SG에서 개인 진료소를 개업했다. 이 시기에 "헤스 스크린"을 개발했고, 루이즈 산드마이어와 결혼했으며, 1910년 딸 게르트루트 헤스가, 1913년에는 아들 루돌프 막스 헤스가 태어났다.

2.2. 연구 경력

1912년, 발터 루돌프 헤스는 수입이 좋은 안과 진료소를 떠나 유스투스 가울레(1849–1939) 밑에서 연구를 시작했고, 1913년에 사강사 자격을 취득했다. 그의 주요 연구 관심사는 혈류와 호흡 조절이었다. 제1차 세계 대전 중에는 막스 페르본 아래에서 본 대학교 생리학 연구소에서 1년을 보냈다. 1916년, 가울레가 은퇴하자 헤스는 취리히 대학교 생리학 연구소의 임시 소장이 되었다가, 1917년부터 1951년 은퇴할 때까지 정교수이자 연구소 소장으로 재직했다.

1930년대에 그는 고양이를 사용하여 간뇌의 내부 장기를 제어하는 부분을 지도화하기 시작했다. 이 연구로 그는 1949년 노벨 생리학·의학상을 수상했다. 헤스는 또한 1930년에 기상 연구 재단인 "융프라우요흐 국제 고산 연구소"를 설립하는 데 기여했고, 1937년까지 그 소장으로 재직했다. 또한, 그는 동물 실험을 금지하려는 "반생체해부론자"에 반대하는 정치적 캠페인을 벌였다.

2.3. 은퇴 이후

헤스는 1951년에 은퇴했지만, 대학교에서 사무실을 얻어 연구를 계속했다. 1967년에는 아스코나로 이주했으며, 1973년 로카르노, 스위스에서 92세의 나이로 심부전으로 사망했다. 그의 미망인은 1987년에 사망했다.

3. 연구 업적

헤스는 1920년대 후반에 개발된 뇌 자극 기술을 사용하여 뇌의 특정 부위를 자극하고, 그에 따른 생리적 반응을 관찰하는 연구를 진행했다. 그는 "단속 직류(DC) 자극"이라는 기술을 개발하여 뇌의 해부학적 부위를 정밀하게 자극했다.

시상 하부를 자극하여 흥분, 무관심 등 다양한 행동을 유도했으며, 자극 부위에 따라 다른 반응이 나타나는 것을 확인했다. 전방(측면) 시상 하부를 자극하면 혈압 강하, 호흡 억제, 배고픔, 갈증, 배뇨, 배변 등의 반응이 나타났고, 후방 복내측 시상 하부를 자극하면 극심한 흥분과 방어적인 행동이 나타났다.

또한, 헤스는 고양이에게서 수면을 유도하는 실험을 진행했으며, 이는 나중에 그의 아들 루돌프 막스 헤스를 포함한 다른 연구자들에 의해 확인되었다.

3.1. 간뇌 기능 매핑

헤스는 1920년대 후반에 개발된 뇌 자극 기술을 사용했다. 전극을 사용하여 뇌의 명확하게 정의된 해부학적 부위를 자극했다. 이를 통해 뇌의 특정 부위를 특정 생리적 반응에 매핑할 수 있었다. 그는 "단속 직류(DC) 자극"이라고 불리는 특별한 기술을 개발했는데, 이 기술은 램프와 같은 상향 및 하향 기울기를 가진 장기간(일반적으로 12.5 또는 25ms)의 자극을 사용했다. 또한 자극은 비교적 약했고(약 0.5–1.5V), 저주파(2–12Hz, 일반적으로 8Hz)였으며, 직경이 0.25mm인 매우 가는 전극을 사용했다.

시상 하부를 자극함으로써 그는 흥분에서 무관심에 이르기까지 다양한 행동을 유도할 수 있었다. 자극 부위에 따라 달랐다. 그는 전방(측면) 시상 하부를 자극할 때와 후방 복내측 시상 하부를 자극할 때 다른 반응을 유도할 수 있다는 것을 발견했다. 전방 부위를 자극했을 때 그는 혈압 강하, 호흡 억제, 배고픔, 갈증, 배뇨 및 배변과 같은 반응을 유도할 수 있었다. 후방 부위를 자극하면 극심한 흥분과 방어적인 행동이 나타났다.

헤스는 또한 고양이에게서 수면을 유도할 수 있다는 것을 발견했는데, 이는 당시 매우 논란이 되었지만 나중에 그의 아들 루돌프 막스 헤스를 포함한 다른 연구자들에 의해 확인되었다.

3.2. 수면 유도 연구

헤스는 1920년대 후반에 개발된 뇌 자극 기술을 사용했다. 전극을 사용하여 뇌의 명확하게 정의된 해부학적 부위를 자극했다. 이를 통해 뇌의 특정 부위를 특정 생리적 반응에 매핑할 수 있었다. 그는 "단속 직류(DC) 자극"이라고 불리는 특별한 기술을 개발했는데, 이 기술은 램프와 같은 상향 및 하향 기울기를 가진 장기간(일반적으로 12.5 또는 25ms)의 자극을 사용했다. 또한 자극은 비교적 약했고(약 0.5–1.5V), 저주파(2–12Hz, 일반적으로 8Hz)였으며, 직경이 0.25mm인 매우 가는 전극을 사용했다.

시상 하부를 자극함으로써 그는 흥분에서 무관심에 이르기까지 다양한 행동을 유도할 수 있었다. 자극 부위에 따라 달랐다. 그는 전방(측면) 시상 하부를 자극할 때와 후방 복내측 시상 하부를 자극할 때 다른 반응을 유도할 수 있다는 것을 발견했다. 전방 부위를 자극했을 때 그는 혈압 강하, 호흡 억제, 배고픔, 갈증, 배뇨 및 배변과 같은 반응을 유도할 수 있었다. 후방 부위를 자극하면 극심한 흥분과 방어적인 행동이 나타났다.

헤스는 또한 고양이에게서 수면을 유도할 수 있다는 것을 발견했는데, 이는 당시 매우 논란이 되었지만 나중에 그의 아들 루돌프 막스 헤스를 포함한 다른 연구자들에 의해 확인되었다.

4. 수상 경력 및 기타 활동

* 1931년 : 마르셀 베노이스트상Marcel Benoist Prize^영어
* 1949년 : 노벨 생리학·의학상
* 베른 대학교, 제네바 대학교, 맥길 대학교, 프라이부르크 대학교 명예 박사 학위