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[IT뉴스]동물도 아픔 느낀다…동물실험, AI가 대체할 수 있을까

온카뱅크관리자

2026-04-25 08:07:28

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 게티이미지뱅크 제공
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 ○ 동물실험…사람보다 먼저 확인한다
 ● 10년 만에 두 배 늘었다
 지난 1월 20일 유럽연합(EU)은 생활 화학제품의 안전성을 확인할 때 이뤄지는 동물실험을 금지하기로 합의했다. 생활 화학제품은 세정제, 샴푸 등 생활에 쓰이는 제품이다. 앞서 2010년 EU는 동물실험을 단계적으로 폐지하는 것이 목표라고 발표했다. 
 그리고 2013년에는 동물실험으로 만들어진 화장품 판매를 금지했다. 몸에 흡수되는 약보다 피부에 바르는 화장품의 위험성이 낮다고 판단해 먼저 금지했던 것이다.
 동물실험은 약이나 화학물질을 써도 되는지 동물에게 먼저 확인하는 과정이다. 장기 이식이나 감염 연구처럼 사람에게 직접 실험하기 어려운 경우 동물실험이 필요하다. 보통 새로운 약이나 치료제를 만들 때 후보 물질을 찾고 동물에게 실험하는 ‘전임상 시험’ 단계를 거친다. 이후 사람을 대상으로 ‘임상 시험’이 진행된다.
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 게티이미지뱅크 제공
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 동물실험을 할 때는 ‘3R 원칙’을 지켜야 한다. 1959년 영국의 과학자 윌리엄 러셀과 렉스 버치가 제안한 원칙이다. 실험에 쓰이는 동물을 줄여야 하고(Reduction) 동물이 느끼는 고통을 최소화해야 하며(Refinement) 동물실험을 다른 방법으로 바꾸도록 노력해야 한다(Replacement).
 농림축산검역본부 자료에 따르면 2024년 우리나라에서 실험에 사용된 동물은 약 459만 마리로 2015년 약 250만 마리보다 두 배 가까이 늘었다. 신약 개발이 활발해지고 암처럼 복잡한 질환에 대한 연구가 늘었기 때문이다. 
 하지만 이런 실험에서 사용되는 동물의 복지에 대해 우려하는 목소리도 있다. 송우진 동물보호단체 휴메인 월드 포 애니멀즈 연구원은 “동물실험으로 인한 동물들의 고통에 대해 사람이 잘 알지 못하는 부분이 많다”고 지적했다.
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 <img alt="돼지와 토끼가 동물실험에 많이 쓰이는 이유. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/25/dongascience/20260425080230402decw.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="WCt1REb0dn" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/25/dongascience/20260425080230402decw.jpg" width="658">
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 돼지와 토끼가 동물실험에 많이 쓰이는 이유. 게티이미지뱅크 제공
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 ○ 
 동물실험 무엇이 문제일까 
 ● 동물도 아픔을 느낀다
 동물들은 사람처럼 뜨겁거나 누르는 자극에 반응하는 통각 수용체를 가지고 있다. 이 자극이 뇌로 전달되면 통증을 느낀다. 그래서 동물실험에는 고통 등급이 있다.
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 <img alt="실험에 투입되기 전 몸무게를 재는 마우스. 휴메인 월드 포 애니멀즈 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/25/dongascience/20260425080231628mnww.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="YFHeS0cnii" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/25/dongascience/20260425080231628mnww.jpg" width="658">
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 실험에 투입되기 전 몸무게를 재는 마우스. 휴메인 월드 포 애니멀즈 제공
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 고통 등급은 A부터 E까지 다섯 단계로 나뉜다. 등급이 높아질수록 동물이 느끼는 고통은 커진다. 가장 낮은 A등급은 세균이나 척추가 없는 동물을 이용한 실험이다. 가장 높은 E등급은 심한 고통이 따르거나 실험이 동물의 죽음으로 끝난다. 
 몸에 독성 물질을 투여해 어느 정도의 양에서 사망에 이르는지 확인하는 실험, 마취 없이 이루어지는 수술 등이 E등급에 해당한다.
 농림축산검역본부가 2024년 발표한 자료를 보면 우리나라에서 실험동물 약 459만 마리 중 E등급 실험에 사용된 동물 비율은 51.5%였다. 2017년 33.3%보다 크게 늘었다. 
 박재학 서울대 수의학과 명예교수는 “동물실험은 최근 새로운 약 개발에 많이 사용되는데 어떤 반응을 일으킬지 모르는 물질을 몸에 넣거나 질병을 유발하기 때문에 고통 등급이 높다”고 설명했다. 
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 <img alt="원숭이는 뇌를 감싸는 뼈인 두개골과 뇌 구조가 사람과 비슷해 뇌에 장치를 심는 E등급 실험에 쓰인다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/25/dongascience/20260425080232872ovep.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="GLTPO5gRRJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/25/dongascience/20260425080232872ovep.jpg" width="658">
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 원숭이는 뇌를 감싸는 뼈인 두개골과 뇌 구조가 사람과 비슷해 뇌에 장치를 심는 E등급 실험에 쓰인다. 게티이미지뱅크 제공
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 고통 등급이 높은 실험을 받은 동물들은 동물실험이 끝난 뒤 대부분 안락사된다. 우리나라에서 2011년부터 2020년까지 10년간 약 6334톤의 동물 사체가 실험 시설에서 나왔다.
 동물실험을 줄여야 한다는 의견이 나오는 것은 동물의 고통 때문만이 아니다. 마우스는 몸속 정보가 담긴 유전자 중 단백질을 만드는 부분이 사람과 약 85% 비슷해 동물실험에 가장 흔하게 쓰인다. 하지만 마우스와 사람의 유전자에는 차이가 존재하고 외부 물질에 대한 반응도 다르다. 
 그래서 마우스에게는 효과가 있던 약물이 사람을 대상으로 한 임상시험에서는 효과가 없거나 오히려 독성이 나타날 수 있다. 박재학 명예교수는 “동물과 사람의 장기 구조가 비슷해도 세포 수준에서의 반응은 전혀 다를 수 있다”고 설명했다.
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 게티이미지뱅크 제공
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 ○ 동물실험 없어도 괜찮을까?
 ● 동물 대신 AI로 실험한다
 지난 3월 17일 서울시립대에 있는 인공지능(AI) 독성 예측 기업 켐바이 연구실을 찾았다. 연구실에 있는 컴퓨터 화면에는 화학물질의 분자 구조와 함께 그 물질의 독성과 인체 유해성을 분석한 결과가 나타나 있었다.
 켐바이는 동물에게 화학물질을 투입하는 대신 AI로 화학물질의 독성을 예측하는 연구를 하고 있다. AI는 화학물질의 구조와 독성 데이터를 학습한다. 그리고 각 물질이 사람에게 얼마나 해로울지 예측하고 왜 그렇게 판단했는지 설명한다.
 AI는 시험한 적 없는 새로운 물질의 독성도 예측할 수 있다. 새 물질의 구조와 기존에 데이터가 있는 물질의 구조를 비교하며 위험성을 예측한다. 다만 새 물질의 구조가 기존 물질과 다를수록 정확도는 떨어진다. 그래서 예측 결과와 함께 이 예측이 얼마나 믿을 만한지도 함께 설명한다. 최진희 켐바이 대표는 “AI를 적절하게 사용하면 불필요한 동물실험을 줄일 수 있다”고 설명했다.
 AI 외에도 동물실험을 줄이기 위한 기술들이 개발되고 있다. ‘오가노이드’는 줄기세포를 사용해 만든 세포 덩어리다. 줄기세포는 우리 몸의 다양한 세포로 변할 수 있는 세포를 말한다. 오가노이드는 사람의 장기와 비슷한 방식으로 반응한다. 사람 세포를 사용해 만들어져 동물실험보다 우리 몸에서 일어날 반응을 정확하게 예측할 수 있다.
 ‘장기칩’은 유리나 투명한 고무로 만든 작은 칩 위에 사람의 세포를 올려 혈액이 흐르고 자극을 받을 수 있도록 만든 장치다. 다양한 장기 세포로 칩을 만들고 서로 연결하면 실제 사람의 몸처럼 장기들이 영향을 주고받는 환경을 만들 수 있다. 
 제정환 서울대 실험동물윤리위원회 제정환 위원장은 “10년 안에 동물실험 대신 오가노이드, 장기칩 같은 기술을 통해 특정 장기의 반응을 확인할 가능성이 높다”고 전망했다.
 다만 몸 전체에서 일어나는 복잡한 반응이나 오래 지켜봐야 하는 장기적인 영향은 오가노이드, 장기칩만으로 알기 어렵다. 그래서 유럽 제약 산업 협회(EFPIA)는 동물실험을 줄이기 위해 ‘세 바구니 접근법’을 제안한다. 
 지금도 동물 없이 할 수 있는 실험, 기술을 더 개발하면 5년 안에 대체할 수 있는 실험, 새로운 기술의 개발이 필요해 10~15년은 걸릴 것으로 예상되는 실험으로 나누어 점점 동물실험을 줄여 나가자는 것이다. 
 제정환 위원장은 “어쩔 수 없이 동물실험을 하더라도 동물복지를 우선으로 하고 동물실험을 줄이기 위해 노력하고 있다”고 전했다.
 ※관련기사 어린이과학동아 4월 15일, 실험실, 떠날 수 있을까…동물실험
 [김도현 기자 cstring@donga.com]
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