산티아고 라몬 이 카할

1.1. 어린 시절과 교육

어린 시절 그는 "불량하고 반항적이며 권위주의에 반대하는" 행동으로 인해 여러 학교를 전전했다. 11세 때 직접 만든 대포로 이웃집 마당 문을 부수어 투옥된 적도 있을 정도로 그의 조숙함과 반항심은 극단적이었다. 그는 그림 그리기, 예술 활동, 체조에 열정적이었으나, 그의 아버지는 이러한 재능을 인정하거나 격려하지 않았다. 대신 아들에게 필요한 규율과 안정을 심어주기 위해 구두 수선공과 이발사 견습생으로 보냈다. 1868년 여름, 아버지는 그를 해부학 연구를 위한 인체 유해를 찾기 위해 묘지로 데려갔고, 뼈에 대한 초기 스케치들이 그를 의학 연구의 길로 이끌었다. 카할은 아버지가 해부학 교수로 재직 중이던 사라고사 대학교 의과대학에 진학하여 1873년 21세의 나이로 졸업했다.

1.2. 군 복무

의과대학 졸업 후, 카할은 스페인 육군의 군의관으로 복무했다. 1874년부터 1875년까지 쿠바 원정에 참여하여 말라리아와 결핵에 감염되었다. 회복을 위해 그는 피레네 산맥의 온천 마을 판티코사에서 요양했다.

1.3. 초기 경력 및 교수직

스페인으로 돌아온 후, 그는 1877년 마드리드에서 의학 박사 학위를 취득했다. 2년 뒤인 1879년에는 사라고사 대학교 해부학 박물관장이 되었고, 같은 해 실베리아 파냐나스 가르시아와 결혼했다. 그는 1883년까지 사라고사 대학교에서 근무했으며, 이 시기에는 염증 병리학, 콜레라 미생물학, 상피 세포 및 조직 구조 연구에 집중했다. 1883년에는 발렌시아 대학교 해부학 교수로 임명되었다.

1887년, 카할은 바르셀로나 대학교의 교수직을 위해 이주했다. 그곳에서 그는 골지 염색법을 처음 접하게 되었다. 이 염색법은 중크롬산 칼륨과 질산 은을 사용하여 소수의 뉴런을 짙은 검은색으로 염색하고 주변 세포는 투명하게 남겨두는 방식으로, 뉴런이 너무나 밀집되어 있어 일반적인 현미경 검사로는 거의 불가능했던 중추신경계(뇌와 척수) 연구에 집중할 수 있게 해주었다. 그는 이 방법을 개선하여 자신의 연구에 핵심적으로 활용했으며, 이 시기에 다양한 종과 뇌의 주요 영역을 아우르는 신경 물질에 대한 광범위하고 상세한 그림들을 제작했다.

1892년에는 마드리드 콤플루텐세 대학교의 교수가 되었고, 1899년에는 스페인 국립 위생 연구소(Instituto Nacional de Higiene)의 소장이 되었다. 1922년에는 생물학 연구소(Laboratorio de Investigaciones Biológicas^스페인어)를 설립했으며, 이 연구소는 후에 카할 연구소(Instituto Cajal)로 개명되었다.

1.4. 결혼과 가족

카할은 1879년 실베리아 파냐나스 가르시아와 결혼하여 7명의 딸과 5명의 아들을 두었다.

1.5. 사망

그는 1934년 10월 17일 마드리드에서 82세의 나이로 사망했다. 그는 사망 직전까지도 연구에 매진했다.

2.1. 정치 이념

카할은 재생주의자일 뿐만 아니라 스페인 민족주의자이자 중앙집권주의자로 평가된다. 이러한 관점에서 그는 카탈루냐 민족주의나 바스크 민족주의와 같은 비스페인 민족주의를 분리주의로 해석했다. 1932년 카탈루냐 자치법을 수용하고 학문 분야에서 대학 수업을 카탈루냐어로 진행하는 것을 허용했음에도 불구하고, 그는 편안함을 느끼지 못했다. 조국이 해체될지도 모르는 상황에 직면하여, 스페인 내전이 한창이던 1937년, 그는 멜리야 가제타를 통해 "철의 외과의사"가 필요하다는 코스타의 말을 인용하며, 스페인 제2공화국에 대항하는 국민 가톨릭주의 반군에 암묵적으로 동조하는 입장을 취했다. 그는 다음과 같이 말했다.
"패배주의자들과 소심한 예언자들이 무슨 말을 하든, 우리 민족의 추진력은 쉽게 꺼지지 않는다... 반도의 도덕적 통일을 강제하고, 불협화음과 영적 불화를 웅장한 교향곡으로 융합해야 한다. 그러나 이를 위해서는 코스타가 말했던 철의 외과의사가 필요하다."

3.1. 신경과학과 뉴런 이론

카할은 축삭 성장 원추를 발견했으며, 신경 세포 간의 관계가 당시의 망상 이론에서 주장하는 '연속적'인 단일 시스템이 아니라 '인접적'이라는 것을 실험적으로 증명했다. 즉, 뉴런들 사이에 틈이 존재한다는 것을 밝혀냈다. 이는 하인리히 빌헬름 고트프리트 폰 발다이어-하르츠가 "뉴런 이론"이라고 명명한 개념에 대한 결정적인 증거를 제공했으며, 현재는 현대 신경과학의 기초로 널리 간주된다. 그는 1894년 왕립 학회에서 "성인 뉴런의 성장 능력과 새로운 연결을 생성하는 능력은 학습을 설명할 수 있다"고 언급했기 때문에 일부에서는 그를 최초의 "신경과학자"로 간주하기도 한다. 이 진술은 기억의 시냅스 이론의 기원으로 여겨진다.

그는 수상돌기 가시의 존재를 옹호했지만, 이를 시냅스 전 세포와의 접촉 부위로 인식하지는 않았다. 그는 신경 세포 기능의 극성을 주장했으며, 그의 제자인 라파엘 로렌테 데 노는 케이블 이론과 신경 구조의 초기 회로 분석으로 이 연구를 계속 발전시켰다.

3.2. 기타 발견

카할은 신경 구조와 그 연결성을 묘사하고 세포 유형에 대한 상세한 설명을 제공함으로써 새로운 유형의 세포를 발견했으며, 이는 후에 그의 이름을 따서 카할 간질세포(ICC)로 명명되었다. 이 세포는 장을 둘러싸는 평활근 내에 뉴런과 섞여 있으며, 수축의 느린 파동을 생성하고 조절하여 소화관을 따라 물질을 이동시키고, 운동 뉴런에서 평활근 세포로의 신경 전달을 매개하는 역할을 한다.

1894년 크루니언 강연에서 라몬 이 카할은 피라미드 세포가 시간이 지남에 따라 나무가 성장하고 가지를 뻗는 것처럼 더욱 정교해질 수 있다고 (확장된 은유를 통해) 제안했다.

그는 최면을 이용한 통증 완화와 같은 일부 심리 현상도 연구했으며, 이를 아내의 출산 시 통증을 덜어주는 데 사용하기도 했다. 이 주제에 대해 그가 쓴 책은 스페인 내전 중에 소실되었다.

시각 교차 연구 중, 카할은 신경 섬유의 교차와 시각 경로의 교차에 대한 진화적 설명을 제공하는 시각 지도 이론을 개발했다.

3.3. 과학에 대한 예술적 접근

어린 시절부터 그림 그리기와 예술에 대한 강한 열정을 가졌던 카할의 예술적 재능은 그의 과학적 성공에 크게 기여했다. 그는 뇌 세포의 가지처럼 뻗어나가는 복잡한 구조를 묘사한 수백 점의 정교한 그림을 남겼다. 이 그림들은 단순한 과학적 기록을 넘어 예술 작품으로서의 가치도 인정받고 있으며, 20세기 중반 이후에도 신경과학 교육 및 훈련 자료로 활발하게 활용되고 있다. 그의 그림들은 신경계의 미세 구조에 대한 과학적 이해를 돕고 시각적으로 풍부하게 전달하는 데 중요한 역할을 했다.

7.1. 신경과학 및 의학에 미친 영향

카할의 뉴런 이론은 신경계가 개별적인 세포 단위인 뉴런으로 구성되어 있다는 것을 확립하여, 신경과학의 패러다임을 전환시켰다. 이는 뇌의 기능과 질병을 이해하는 데 필수적인 기반이 되었다. 또한 그의 기억의 시냅스 이론은 학습과 기억에 대한 연구의 중요한 출발점이 되었다. 그가 발견한 카할 간질세포는 소화기 운동 생리학에서 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀져 의학 분야에 기여했다.

스페인 과학부는 2001년부터 매년 200개 이상의 박사후 연구원 장학금을 수여하고 있는데, 이는 그의 업적을 기리기 위해 "라몬 이 카할 장학금(Ayudas a contratos Ramón y Cajal)"으로 불린다. 2017년, 유네스코는 1945년부터 1989년까지 박물관에 보관되었던 카할의 유산을 세계 문화유산으로 인정했다. 이러한 문화적 보물이 카할뿐만 아니라 그의 제자들의 유산까지도 전시할 수 있는 전용 박물관을 가질 자격이 있다는 목소리가 높아지고 있다.

7.2. 사회 및 문화적 기여

카할의 과학적 업적은 교육, 예술, 그리고 대중문화에 다양하게 반영되고 기념되고 있다.

• 1906년, 호아킨 소로야 이 바스티다는 노벨상 수상을 기념하는 카할의 공식 초상화를 그렸다.
• 1924년, 조각가 마리아노 벤유레가 제작한 카할의 동상이 사라고사 대학교 의과대학 파라닌포 건물에 설치되었다.
• 1931년, 칠레 의대생 로렌조 도밍게스가 제작한 높이 3 m의 전신 동상이 마드리드에 세워졌다.
• 1982년, 스페인에서는 라몬 이 카할: 의지의 역사라는 제목의 TV 미니시리즈가 제작되었다.
• 2003년, 카할의 과학 드로잉을 대규모로 전시하는 첫 번째 주요 전시회가 스페인 마드리드에서 열렸다. 이 전시회에서는 복원된 원본 드로잉, 현미경 슬라이드, 카할이 직접 찍은 개인 사진 수백 점이 공개되었으며, 산티아고 라몬 이 카할 (1852-2003) 과학과 예술이라는 제목의 도록이 함께 출판되었다.
• 2005년, 소행성 117413 라몬이카할이 그의 이름을 따서 명명되었다.
• 2007년, 빅토르 오초아가 제작한 세베로 오초아와 산티아고 라몬 이 카할의 조각상이 스페인 마드리드의 스페인 국립 연구 위원회 중앙 본부에 공개되었다.
• 2013년, 카할이 가족과 함께 10년 동안 살았던 어린 시절의 집이 스페인 우에스카의 아예르베에 산티아고 라몬 이 카할 박물관으로 개관했다.
• 2014년, 미국 국립보건원(NIH)은 미국 메릴랜드주 베데스다에 위치한 존 포터 신경과학 연구 센터에서 카할의 원본 드로잉 상설 전시회를 시작했다. 이 전시회는 국립 신경 질환 및 뇌졸중 연구소(NINDS)의 선임 연구원 제프리 다이아몬드와 과학 작가 크리스토퍼 토마스가 주도했으며, 카할 연구소와의 긴밀한 협력을 통해 가능했다. 전시회에는 카할의 미학에서 영감을 받은 현대 예술가 레베카 카멘과 돈 헌터의 작품도 포함되어 있다.
• 2015년 9월 5일부터 11월 1일까지 터키 이스탄불에서 열린 제14회 이스탄불 비엔날레 염수에 카할의 과학 드로잉, 개인 사진, 유화, 파스텔화 일부가 전시되었다.
• 2015년 10월 5일부터 2016년 1월 16일까지 스페인 사라고사 대학교에서 꿈의 생리학. 카할, 탕기, 로르카, 달리...라는 전시회가 열렸다. 이 전시회는 카할의 작품을 중심으로 조직학적 드로잉이 초현실주의에 미친 영향을 탐구했다.
• 2016년 1월 31일부터 5월 29일까지 캘리포니아 대학교 버클리의 버클리 미술관 및 태평양 영화 아카이브 재개관 기념 전시회 삶의 건축에 카할의 작품이 전시되었다. 전시회 도록 표지에는 카할이 그린 푸르키녜 세포 그림이 실렸다.
• 2015년 10월 28일과 2017년 5월 24일, 미국 국립보건원과 스페인 카할 연구소는 카할을 기리는 공동 심포지엄을 개최했다. 2015년 NIH에서 열린 첫 심포지엄은 "산티아고 라몬 이 카할의 유산 연결하기: 현대 신경과학의 아버지를 기리는 심포지엄"이라는 제목으로 진행되었다. 2017년 카할 연구소에서 열린 두 번째 심포지엄 "NIH-CSIC 협력을 위한 새로운 기회"에서는 돈 헌터의 "카할 인벤토리" 예술 프로젝트가 연구소 도서관에서 일반에 공개되었다. "카할 인벤토리"는 헌터가 카할의 과학 드로잉을 원본 자료를 바탕으로 정교하게 재현한 45점의 그림과 그의 사진에서 영감을 받은 초현실적인 카할 초상화 드로잉으로 구성되어 있다.
• 2017년부터 2019년 4월까지 "아름다운 뇌: 산티아고 라몬 이 카할의 드로잉"이라는 제목의 전시회가 북미 지역을 순회했다. 이 전시회는 미네소타주 미니애폴리스의 와이스만 미술관을 시작으로 캐나다 브리티시컬럼비아주 밴쿠버의 모리스 앤 헬렌 벨킨 미술관, 뉴욕시 그레이 미술관, 매사추세츠주 케임브리지의 MIT 박물관을 거쳐 노스캐롤라이나주 채플힐의 애클랜드 미술관에서 막을 내렸다. 전시회와 함께 "아름다운 뇌"라는 책이 출판되었다.
• 2019년, 사라고사 대학교는 "산티아고 라몬 이 카할. 사라고사 대학교 150주년"이라는 제목의 전시회를 개최했으며, 같은 제목의 도록이 출판되었다.
• 2020년, 6개국 75명 이상의 자원봉사자들이 "카할 자수 프로젝트"에 참여하여 라몬 이 카할의 그림을 바탕으로 81개의 정교한 수제 자수 패널을 제작했다. 이 작품들은 2020년 가상 FENS 포럼에서 에든버러 신경과학에 의해 전시되었고, 2021년 더 랜싯 신경학 표지에 실렸다.
• 2020년 11월 19일부터 2021년 12월 5일까지 스페인 마드리드의 국립자연과학박물관은 카할의 과학 드로잉, 사진, 과학 장비, 그리고 카할 연구소의 개인 소장품을 전시하는 전시회를 개최했다.
• 2021년 5월 1일부터 5월 7일까지 프로젝트 엔세팔론은 카할의 169번째 생일을 기념하기 위해 "카할 주간"을 조직했다.
• 2022년에는 벤자민 에를리히가 쓴 영어 전기 스스로를 찾는 뇌가 출판되었다.