어느 날부터 강아지가 유독 한쪽 가슴만 킁킁거리며 떠나지 않는다. 고양이가 갑자기 주인의 특정 부위에만 올라와 앉아 꼼짝하지 않는다. 보호자는 처음에는 그냥 넘겼지만, 병원에서 검사를 받고 나서야 그 자리에 종양이 있었다는 것을 알게 된다. 이런 이야기는 전 세계 곳곳에서 보고되고 있다. 우연처럼 들리지만, 과학은 이것이 우연이 아닐 수 있다는 증거를 하나씩 쌓아가고 있다.
반려동물, 특히 개와 고양이는 인간이 감지하지 못하는 신체 변화를 먼저 알아채는 능력을 가진 것으로 보인다. 암, 저혈당, 발작, 심지어 감염병까지. 이 글은 그 능력의 과학적 근거와 실제 사례들, 그리고 이것이 의학적으로 어떻게 활용될 수 있는지를 살펴본다.
인간을 능가하는 감각 — 개의 코와 고양이의 감지 능력
동물이 질병을 감지하는 능력을 이해하려면 먼저 그들의 감각이 인간과 얼마나 다른지를 알아야 한다.
개의 후각, 숫자로 보면 놀랍다
개의 후각 수용체 수는 약 3억 개다. 인간의 후각 수용체가 약 600만 개인 것과 비교하면 50배에 달한다. 후각을 처리하는 뇌 영역의 비율도 인간보다 40배 크다. 이것이 의미하는 것은 단순히 냄새를 더 잘 맡는 것이 아니다. 인간이 커피 한 잔의 향을 느낄 때, 개는 그 안에 든 우유가 며칠 된 것인지, 설탕이 몇 스푼 들어갔는지를 개별적으로 감지할 수 있는 수준이다.
개는 공기 중 1조 분의 1 농도에 해당하는 물질도 감지할 수 있다는 연구 결과가 있다. 이 정도 민감도라면, 우리 몸에서 일어나는 미세한 화학적 변화, 즉 질병이 시작될 때 발생하는 대사산물의 변화를 충분히 감지할 수 있다.
고양이의 후각도 인간보다 훨씬 뛰어나다. 후각 수용체가 약 2억 개에 달하며, 야콥슨 기관(vomeronasal organ)이라는 보조 후각 기관을 통해 인간이 감지하지 못하는 페로몬과 화학 물질을 추가로 감지한다. 여기에 더해 고양이는 진동과 전자기장 변화에도 민감하다는 연구들이 있어, 후각 외의 다른 채널로도 신체 변화를 포착할 가능성이 제기된다.
질병이 만들어내는 냄새
인체는 질병 상태에서 정상과 다른 휘발성 유기화합물(VOC, Volatile Organic Compounds)을 만들어낸다. 암세포는 정상 세포와 다른 대사 경로를 사용하면서 독특한 화학 물질을 생성한다. 당뇨 환자의 저혈당 상태에서는 이소프렌과 같은 특정 화합물의 농도가 달라진다. 발작 직전에는 신체의 화학적 구성이 변하고, 일부 연구에서는 발작 전 인체에서 특유의 냄새 물질이 발생한다는 것이 확인됐다.
이 미세한 화학적 신호들을 개는 후각으로, 고양이는 후각과 다른 감각의 조합으로 감지한다. 우리 몸은 아직 증상이 나타나기 훨씬 전부터 화학적으로 변하고 있고, 반려동물은 그 변화를 먼저 읽어내는 것이다.
과학이 기록한 사례들 — 암, 저혈당, 발작 감지
이 능력은 단순한 일화 수준을 넘어, 실험과 임상 연구를 통해 점점 더 체계적으로 입증되고 있다.
암을 감지하는 개들
암 탐지견 연구는 1989년 영국 의학저널 란셋(Lancet)에 게재된 사례 보고에서 시작됐다. 한 여성의 반려견이 지속적으로 그녀의 허벅지 한 부위만 냄새를 맡고 물려고 했는데, 검사 결과 그 부위에 악성 흑색종이 발견된 것이다.
이후 본격적인 연구들이 이어졌다. 2004년 영국의 연구팀은 개들이 소변 샘플을 통해 방광암 환자를 평균 41%의 정확도로 탐지했다고 발표했다. 이후 훈련 방법이 개선되면서 정확도는 크게 높아졌다. 2019년 미국의 바이오탐지 기업 BioScentDx의 연구에서는 훈련된 비글이 혈액 샘플로 폐암을 97.5%의 민감도로 탐지했다는 결과가 발표됐다.
유방암, 전립선암, 대장암, 폐암, 난소암에 이르기까지 다양한 암종에서 개의 탐지 능력이 연구됐다. 특히 난소암은 조기 증상이 없고 발견 시 이미 말기인 경우가 많아 조기 탐지의 필요성이 절실한데, 훈련된 개들이 난소암 환자의 혈액 샘플과 정상 샘플을 구별할 수 있다는 연구 결과가 나오면서 의료계의 주목을 받았다.
집에서 함께 사는 훈련받지 않은 반려견도 비슷한 행동을 보인다는 사례 보고가 전 세계에서 이어지고 있다. 특정 부위에 집착적으로 냄새를 맡거나 핥거나, 그 자리를 앞발로 긁으려 하는 행동이 반복된다면 무시하지 않는 것이 좋다.
저혈당 감지 — 당뇨병 경고견
당뇨병 환자, 특히 1형 당뇨병을 가진 사람들은 수면 중 저혈당 발생 시 의식을 잃거나 심각한 상황에 처할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 훈련된 것이 당뇨병 경고견(diabetic alert dog)이다.
혈당이 급격히 떨어질 때 인체에서는 이소프렌의 농도가 높아지고, 아세톤과 같은 특정 케톤체 수치가 변한다. 개는 이 화학적 변화를 날숨이나 땀, 피부를 통해 감지한다. 훈련된 경고견은 혈당이 위험 수준에 가까워지면 보호자의 손을 핥거나 앞발로 긁거나 알람 장치를 누르는 등 미리 정해진 신호 행동을 취한다.
2016년 영국 퀸즈대학교 연구팀이 발표한 연구에서, 당뇨병 경고견들은 저혈당 발생 전 평균 15~20분 먼저 경고 행동을 시작했다. 이 시간은 보호자가 혈당을 측정하고 당분을 섭취해 위험한 상황을 예방하는 데 충분한 시간이다. 일부 연구에서는 훈련된 경고견의 저혈당 감지 정확도가 현재 시판 중인 연속 혈당 모니터(CGM)와 비슷하거나 일부 상황에서 더 높다는 결과도 나왔다.
발작 감지 — 경련 전에 알아채는 능력
간질 등 발작 장애를 가진 환자들은 발작이 언제 올지 예측할 수 없다는 것이 가장 큰 두려움이다. 그런데 일부 보호자들은 반려견이 발작이 일어나기 수 분에서 수십 분 전부터 이상 행동을 보인다고 보고한다. 보호자 곁을 떠나지 않거나, 보호자에게 몸을 비비거나, 알림 행동을 한다.
이 능력의 정확한 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 후각적 변화, 행동의 미세한 변화 감지, 전자기장 변화 감지 등 다양한 가설이 제시되고 있다. 2021년 프랑스 렌 대학교 연구팀은 발작 환자의 땀 샘플이 개에게서 특이적인 반응을 유발한다는 것을 실험으로 확인했다. 발작 전, 발작 중, 발작 후 각각의 땀 샘플에서 개들이 발작 전 샘플을 정확하게 구별해냈다. 발작 직전 인체에서 특유의 화학적 신호가 발생하며, 개는 이것을 후각으로 감지한다는 것이다.
발작 경고견(seizure alert dog)은 이 능력을 훈련을 통해 체계화한 것이다. 보호자가 안전한 장소로 이동하거나 주변 사람에게 알릴 수 있도록 경고 신호를 보내도록 훈련받는다.
의료 현장으로의 연결 — 가능성과 한계, 그리고 미래
반려동물의 이 놀라운 능력은 단순한 신기한 이야기로 끝나지 않는다. 의료 현장에서 실질적으로 활용하려는 시도가 세계 각지에서 이루어지고 있다.
의료 탐지견의 현재
영국의 Medical Detection Dogs, 미국의 Penn Vet Working Dog Center 등은 암과 대사 질환 탐지를 위한 개 훈련 프로그램을 운영하고 있다. 이들의 접근 방식은 탐지견을 직접 의료 현장에 투입하는 것뿐 아니라, 개가 감지하는 화학적 신호를 분석해 그것을 전자 코(electronic nose) 기술로 구현하는 데까지 확장된다. 개의 후각이 무엇을 감지하는지 정확히 파악하면, 그것을 기계 센서로 재현할 수 있다는 발상이다.
코로나19 팬데믹 기간에는 탐지견을 이용한 감염 탐지 가능성이 연구됐다. 독일, 핀란드, 프랑스 등 여러 나라에서 시행된 연구들에서 개들이 높은 정확도로 코로나19 양성 샘플을 구별해냈고, 일부 공항과 행사장에서 실제로 탐지견이 운용되기도 했다.
한계와 주의점
그러나 이 능력을 과도하게 믿는 것은 경계해야 한다. 탐지견의 능력은 훈련의 질, 핸들러와의 관계, 환경적 변수에 따라 편차가 크다. 연구마다 정확도 수치가 다르게 나오고, 실험실 조건과 실제 임상 환경에서의 성능 차이도 크다. 반려견이 특정 행동을 보인다고 해서 반드시 질병이 있다고 단정할 수 없고, 반대로 반응이 없다고 해서 안심할 수도 없다.
또한 의료 탐지견 훈련은 고도로 전문화된 과정이며, 일반 반려동물이 특정 행동을 보이는 것은 훈련된 탐지와는 다른 맥락이다. 다만 보호자가 평소와 다른 집착적 행동을 인지하고 의료 검진의 계기로 삼는 것은 충분히 의미 있는 일이다.
반려동물의 행동 변화를 무시하지 말 것
전문가들이 공통적으로 강조하는 것은 하나다. 반려동물이 신체 특정 부위에 반복적으로 관심을 보이거나, 보호자의 주변을 극도로 맴돌거나, 평소와 다른 경고성 행동을 지속한다면 일단 병원을 찾아보는 것이 좋다는 것이다.
세계 곳곳에서 기록된 수많은 사례들은 훈련받지 않은 일반 반려견과 반려묘도 보호자의 신체 변화를 감지하고 그것을 알리려 한다는 것을 보여준다. 그 신호를 알아채는 것은 결국 보호자의 몫이다.
우리는 수천 년 동안 개와 고양이와 함께 살아왔다. 그 오랜 시간 동안 그들은 우리를 관찰하고, 냄새 맡고, 우리의 상태를 읽어왔다. 우리가 미처 알지 못하는 우리 몸의 이야기를 그들은 이미 알고 있을지도 모른다. 그 조용한 경고에 귀를 기울이는 것, 어쩌면 그것이 함께 산다는 것의 또 다른 의미일 수 있다.