과학기술학의 새로운 지평 기말시험

2012년 6월 19일

이론적 가설의 평가를 위해 개발된 6단계 프로그램에 따라 다음의 글을 분석하시오. (5점)

캐나다의 밴쿠버에 살고 있는 브루스 알렉산더 심리학 박사의 의견은 이렇다. 평생 중독의 본질을 연구한 결과, 중독 현상이 생기는 것은 약물의 약리적 문제가 아니라 냉정한 사회의 복잡한 조직 때문이라는 것이다. 알렉산더 박사에 따르면, 탄저병이 호흡 곤란을 일으키는 것처럼 화학 물질이 중독을 일으키는 것이 아니라는 것이다. 그는 다음의 주장을 강력하게 내세운다. 첫째, 어떤 약물도 '본질적으로' 중독성이 없다. 둘째, 유혹이 강한 약물에 반복 노출되어도 일반적으로는 문제가 생기지 않는다.

역사는 그의 정당성을 입증해줄지 모른다. 아편이 법적으로 허용될 당시에도 마약 중독자의 비율은 전 인구의 1퍼센트 수준으로 꾸준히 유지되었다. 알렉산더 박사는 자신의 관점을 증명해줄 사례들을 얼마든지 댈 수 있다. 다량의 모르핀을 복용해야 했던 입원 환자들이 고통이 해결되자 자연스럽게 약물을 끊을 수 있었다든가, 온타리오 지역의 가구 여론 조사 결과 코카인을 사용해본 사람의 95퍼센트가 한 달에 한번 미만으로 복용했다는 것이 그것이다. 그 중에서 알렉산더 박사가 가장 즐겨 인용하는 사례는 자연적인 마약 중독 실험이 이루어진 베트남 전쟁이다. 베트남 전쟁 때 헤로인에 중독된 군인의 90퍼센트가 집으로 돌아오고 나서 조용하고 간단하게 약의 복용을 중단하였고, 그 이후로 다시는 강박적으로 헤로인을 복용한 적이 없었다.

1950년대에는 약물 중독의 생리 메커니즘에 관한 수많은 연구들이 진행되어 시대를 지배했으며, 그 지배력은 오늘날까지 이어지고 있다. 알렉산더 박사는 대부분이 가난하고 불평불만을 일삼는 헤로인 중독자들을 상담하고 있었다. 그는 당시 지배적 이론인 쾌락 센터가 약물에 의해 그토록 쉽게 자극된다면, 왜 복용자의 전부가 아닌 일부만이 중독되는지 의아해했다. 그는 다른 연구자들이 잊고 있는 것을 찾아냈다. 그 생리적 사실들이 일련의 복잡한 정서적, 사회적 환경 속에서 존재한다는 것을 말이다. 약리학은 운과 날씨와 우연과 임금인상과 연관되어 있었다. 그는 이런 사실을 알았지만 증거가 없었다. 그는 증거를 원했다.

알렉산더는 마약에 중독이 된 쥐를 관찰했다. 쥐들이 갇혀 있는 우리는 대체로 더럽고 비좁았다. 알렉산더는 자신이 만일 그런 곳에서 지낸다면 가능하면 흥분된 상태로 지내고 싶을 것이라고 생각했다. 그리고 그 우리가 제거될 때, 즉 문화적 굴레가 바뀌게 될 때 어떤 일이 일어날지 궁금했다. 좀더 행복한 환경에서도 똑같은 약물 중독 현상이 일어날까? 그는 미소를 지으며 '쥐 공원' 이라는 아이디어를 떠올렸다. 실험실 쥐들을 위해 비좁은 우리 대신 200제곱피트 크기의 거주지를 만들었다. 적당한 온도, 얇게 썬 맛있는 체더치즈와 밝은 색 공, 바퀴, 수컷에겐 돌아다닐 공간을, 암컷에겐 따뜻한 보금자리를 주었다. 그곳은 그야말로 완벽한 환경이었다.

그들이 유혹이라고 부른 실험 조건은 쥐들이 단것을 매우 좋아하고 디저트를 거절하는 경우가 거의 없음을 토대로 만들었다. 실험실 쥐 16마리를 호화로운 쥐 공원에 집어넣고, 다른 16마리는 비좁고 격리된 일반 실험실 우리 안에 가두었다. 달짝지근한 음료수 속에 거부할 수 없는 마약 성분을 넣었다. 양쪽 쥐 모두에게 달짝지근한 마약 음료수와 일반 물을 놓아두었다. 결과는? 좁고 격리된 우리 안의 쥐들은 처음부터 모르핀이 든 마약 음료수에 달려들었다. 하지만 쥐 공원의 쥐들은 모르핀이 든 용액을 거부했다. 연구자들이 아무리 달게 만들어도 소용없었다. 때때로 쥐들이 음료수를 마신 적도 있었지만 지속적으로는 일반 물을 더 좋아하는 것으로 밝혀졌다. 두 집단의 쥐를 비교해보았을 때 우리 안의 쥐가 공원의 쥐보다 모르핀이 든 음료수를 최대 16배나 더 마셨다. 이 놀라운 연구 결과는 쥐들이 '쾌적한' 공간에 있을 때 정상적인 사회 활동을 방해하는 헤로인이 든 음식을 실제로 피한다는 사실을 분명하게 보여주었다. 그것은 약물이 본질적으로 유혹적이라고 알고 있었던 우리의 생각과는 너무나 다른 결과였다.

아직 실험은 끝나지 않았다. 이미 중독된 상태라면 어떨까? 중독성 있는 약물을 한번 찾기 시작하면 멈출수 없으며, 금단 현상은 너무나 괴롭기 때문에 한번 중독이 되면 지속적으로 사용할 수밖에 없다는 의견은 당시의 주류 의견이였다. 이러한 가정을 시험하기 위해 쥐들을 다시 두 그룹으로 나누었다. 두 그룹 모두 57일동안 모르핀이 든 물만을 주어서 모두 중독 상태로 만들었다. 그리고 나서 두 그룹의 쥐에게 일반 물과 모르핀이 든 물을 모두 주었다. 결과는 우리 안의 쥐들은 모르핀이 든 물을 계속 마셨고, 쥐 공원의 쥐들은 이미 중독이 되었음에도 불구하고 모르핀이 든 물을 정기적으로 선택하지 않았다. 여기서 우리가 알 수 있는 것은 이미 중독이 되었다 하더라도 그것이 영구적이지 않다는 것이다. 마약 연구가 스탠턴 필은 니코틴의 중독성이 헤로인보다 훨씬 더 강하다는 사실을 모든 사람이 알고 있으며, 담배를 끊기 시작한 사람들의 대다수가 어떤 도움 없이 혼자서 담배를 끊는다는 사실을 지적한다.

알렉산더 박사의 연구는 마약 중독이 실은 자유 의지의 문제임을 보여준다. 쥐든 인간이든 쇠파이프를 들어 올렸다가 그것을 다시 내려놓는 것은 문제가 되지 않는다. 그런데 만일 우리가 파이프를 다시 내려놓지 않고 파괴적인 행동을 했다면, 그것은 파이프 안에 우리가 저항할 수 없는 어떤 본질적인 본성이 있어서가 아니라 그처럼 파괴적인 행동을 하는 것 외에 더 나은 대안을 찾지 못한 환경적 요인이 있기 때문이다. 중독은 생활 방식의 한 전략이며, 그것은 인간이 만든 모든 전략과 마찬가지로 교육과 관심 이동과 기회에 따라 달라진다. 마약 중독을 치료하기 위해서는 도심의 빈민가가 정비되고 교육 기금 조성에 더 힘쓰는 정책이 효과적이라는 이야기다.

출처 : ｢중독의 본질에 대한 심리학 실험｣, □스키너의 심리상자 열기□ 중

2. 아래의 보도문에 대해 질문에 답하시오.

원자력발전소가 주변 지역 주민들의 암 발병에 영향을 미치지 않는다는 결과가 나왔다. 정부가 원전 종사자와 주변 주민들의 암 발병 현황에 관한 검증 결과가 조사를 시작한지 20년 만에 나온 결과다. 하지만 원전 주변 지역 여성의 경우 갑상샘 암의 발병률이 다소 높은 것으로 나타나는 등 연구에 아직까지 한계가 있는 것으로 나타나 향후 추가 연구가 필요하다는 지적이 나왔다.

원자력안전위원회는 12일 서울 강남구 라마다 호텔에서 ‘원전 종사자 및 주변지역 주민 역학조사 연구’에 대한 주민발표회를 열고 1991~2011년 원전 주변지역과 인근지역 등에서 진행된 역학 조사 결과를 발표했다. 이번 연구에는 영광과 월성, 고리, 울진 등 원전 주변지역과 비교 대상 지역인 양평과 충주, 함안 지역 주민 3만6000여 명이 참여했다. 20년간 참여한 연인원은 30만여 명에 이른다. 서울대 의학연구원 원자력영향역학연구소는 원전 주변 반경 5km 이내 지역과 5~30km인 근거리 지역, 그보다 멀리 떨어진 원거리 지역으로 나눠 이들 주민들의 암 발병 현황을 추적했다. 조사 결과에 따르면 1992년부터 2008년까지 이들 지역에서 암에 걸린 환자는 2298명, 이 가운데 방사선에 민감한 암에 걸린 환자는 1372명인 것으로 나타났다.

이들 암 환자의 발병 현황을 분석한 결과 원전 주변 지역 주민들의 남녀 암 발병률은 원거리 지역과 근거리 지역의 발병률과 차이가 나타나지 않았다. 또 위암과 폐암, 갑상샘 암 등 방사선 때문에 걸리기 쉬운 암에 걸린 환자의 수도 남녀 모두 원전 주변 지역과 다른 지역과 차이가 나지 않은 것으로 나타났다.

하지만 원전 주변에서 사는 여성의 경우 갑상샘 암에 걸릴 확률이 다른 지역보다 2.5배 높은 것으로 나타났다. 연구를 진행한 안윤옥 서울대 의대 교수는 “원전 주변 지역의 주민들이 의료기관의 건강 검진률이 높아 갑상샘 암 환자가 많이 발견된 것으로 추정된다”며 “현재까지 원전 주변 지역의 암 발병 위험성과 인과적 관계를 발견할 수 없다”고 설명했다. 이에 대해 김익중 동국대 의대 교수는 “연구팀이 교육과학기술부에 제출한 보고서에는 해당 지역 주민들의 의료기관 이용률은 낮게 나온다”며 “갑상샘 암에 한해서는 영향이 있는 것으로 봐야 한다”고 지적했다. 안 교수는 “이번 조사결과는 원전 주변 지역 주민을 대상으로 조사한 첫 번째 역학조사인 만큼 갑상샘 암과 연관성 등 추가 연구가 필요하다”고 말했다.

한편 이날 설명회는 현지 지역 설명회를 생략한 채 이뤄지면서 지역 주민과 시민단체 회원, 주최 측인 한국연구재단 간에 시작부터 고성이 오가는 등 논란을 빚었다.

(1) 위의 보도문에서 다루고 있는 연구의 인과적 가설은 무엇인가? (1점)

(2) 위의 보도문에서 다루고 있는 연구는 어떤 실험 설계에 기초해 있는가? (1점)

(3) 위의 보도문은 어떤 편향의 가능성에 대해 고려하고 있는가? 안윤옥 교수와 김익중 교수는 그 편향의 존재에 대해 어떤 입장 차이를 보이고 있는가? (2점)

(4) 표본 내 남녀비가 1:1이고, 표본 내 원자력발전소 주변 주민의 갑상샘 암에 걸린 환자의 수가 400명이라 가정할 때, 이 표본 자료는 갑상샘 암에 대해 통계적으로 유의한 차이를 보여주는가?

단, [eqn: 400/18000 = 0.022], [eqn: sqrt {{0.022 times 0.978} over 18000} = 0.001]. (2점)

(5) 표본 자료는 갑상샘 암에 대한 인과적 가설을 뒷받침해주는가? (2점)

3. 아래의 보도문에 대해 질문에 답하시오.

임신 중 고지방식을 취하는 여성의 태아는 장래에 생식기 암에 걸릴 수 있다고 수요일에 한 연구자가 말했다. 만약 그러한 연관성이 있다면, 의사들은 으레 임산부들에게 붉은 고기, 지방분을 빼지 않은 우유, 달걀, 치즈의 소비를 늘리도록 권유해왔기 때문에 특히 우려되지 않을 수 없다. 이러한 음식들은 태아의 발육에 필요한 비타민과 무기물을 다량 함유하지만 지방도 마찬가지다.

태아기에 지방에 노출되어 있으면 암쥐의 경우 난소, 자궁, 뇌하수체에 종양이 발생할 가능성이 엄청나게 증가한다고 미시건 주립대학교 해부학 교수인 브루스 워커 박사는 말했다. 그는 이러한 연구 결과를 샌프란시스코에서 열린 미국암연구협회의 학술대회에서 발표했다.

수명이 2~3년 정도인 암쥐 261마리를 연구한 워커 박사는 임신 중 일반 미국인이 소비하는 지방에 필적할 고지방식을 취한 암쥐에게서 태어난 암컷 새끼들 130마리 중 54%가 생식기에 종양이 생긴 것을 발견했다. 일본의 일반 여성들이 먹는 음식에 해당하는 저지방식을 취한 암쥐가 낳은 암컷 새끼들 131마리 중에서 그러한 종양이 생긴 것은 21%에 불과했다.

워커 박사는 여성의 경우에는 유방암, 난소암, 자궁암, 남성의 경우에는 고환암과 전립선암에 대해 관심을 가져야만 한다는 점을 정당화할 수 있을 정도로 암쥐와 인간 사이에는 중요한 유사성이 있다고 말했다.

지금까지 음식물을 통해 섭취하는 지방이 미국의 높은 유방암 발생률에서 어떤 역할을 하는지 풀리지 않는 수수께끼로 남아 있었으나, 자궁 안에서 지방에 노출되는 것과 나중에 생식기에서 암이 발생하는 것의 연관성은 그러한 수수께끼를 명쾌하게 풀어줄 수 있을 것이라고 워커 박사는 말했다. 유방암은 지방에서 매일 필요한 칼로리의 약 20%를 얻는 일본 여성들보다 평균 37%를 얻는 미국 여성들에게서 훨씬 자주 발생한다.

지금까지 연구자들은 음식물을 통해 섭취하는 지방이 유방암 발생을 촉진한다는 것을 확신할 수 없었다. 예를 들어, 전형적인 미국식 식사를 하는 일본계 미국 여성들 가운데 일부는 미국의 유방암 발생률에 가까운 유방암 발생률을 보이기도 하지만, 일부는 일본의 유방암 발생률에 가까운 유방암 발생률을 보였기 때문이다.

그러나 이러한 여성들에 대한 연구를 자세히 조사해보면, 일본에서 태어난 일본계 미국 여성들이 미국에서 태어난 일본계 미국 여성들보다 유방암 발생률이 훨씬 낮다는 것을 알 수 있다고 워커 박사는 말했다. 이러한 차이는 여성들의 어머니가 임신 중에 섭취한 지방의 양에 의해 설명될 수 있다고 그는 말했다.

(1) 연구의 관심 대상 모집단과 표집 대상 모집단을 구분하여 제시하시오. (1점)

(2) 연구가 고려하고 있는 인과적 가설은 무엇인가? (1점)

(3) 연구가 기초하고 있는 실험 설계는 무엇인가? (1점)

(4) 쥐에 대한 표본 자료는 통계적으로 유의한 차이를 보여주는가? (2점)

(5) 표본 자료는 표집 대상 모집단에 대한 인과적 가설을 뒷받침할 수 있는가? (1점)

(6) 표본 자료는 관심 대상 모집단에 대한 인과적 가설을 뒷받침할 수 있는가? (2점)

참고 : 95% 신뢰 구간의 오차 한계 어림값

표본 크기	오차 한계
100	±0.10
250	±0.06

4. 온난화가 발생하는 것은 누구도 바라지 않는 결과이다. 그러나 온난화를 방지하기 위해 여러 조치를 취하는 데에는 실업이나 재화의 가격 상승과 같은 비용이 발생하기 마련이다. 이를 고려하여 효용스케일을 결정한 결과, 아래와 같은 의사결정 행렬이 완성되었다고 하자. 질문에 답하라.

	온난화가 발생함	온난화가 발생하지 않음
어떤 조치를 취함	0	0.9
어떤 조치도 취하지 않음	0.1	1

(1) 온난화가 발생할 위험을 전혀 모른다고 할 때, 우리는 어떤 선택을 하는 것이 합리적인가? (2점)

(2) 만약 조치를 취할 때의 온난화 발생 위험이 0.5이고, 아무 조치도 취하지 않을 때의 온난화 발생 위험이 0.9라는 것을 알고 있다면, 우리는 어떤 선택을 하는 것이 합리적인가? (2점)