긴장하고 있는 사람을 보면 깊이 숨을 들이마시고 복식 호흡을 해보라고 말하곤 한다. 복식 호흡은 횡격막의 깊은 수축과 이완을 유도함으로써 스트레스와 긴장 상태에서 나타나는 빠른 베타파를 억제하고 안정되고 편안한 알파파를 끌어내는 방법이다. 그런가 하면 미국 대표 특수부대인 네이비실에서는 전투처럼 극도의 스트레스 상황에서 교감신경계의 과각성을 막기 위해 들이마시고 멈추고 내쉬고 멈추기를 각각 동일한 시간 동안 유지하는 상자 호흡을 추천하기도 한다. 이렇듯 호흡으로 뇌파를 바꾸는 방법들이 많다. 실제 과학적 근거가 있는 것일까. 미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 인지과학과, 데이터 과학 연구소, 신경과학 대학원, 뇌·마음 연구소, 노스웨스턴대 의대 신경과, 신경외과, 워싱턴DC 국립아동병원 신경외과, 조지워싱턴대 의대 신경과, 아이오와대 신경외과 공동 연구팀은 호흡의 리듬과 인지, 감정, 기억에 관여하는 뇌 영역의 신경 활동 형태가 밀접하게 연관돼 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 신경학 분야 국제 학술지 ‘신경과학 저널’ 9월 1일 자에 실렸다. 연구팀은 호흡과 뇌파가 같은 주기로 뛰는지를 넘어 개별 호흡의 미세한 형태가 뇌파의 형태와 일치하는지를 확인하기 위해 3개 병원에서 임상 모니터링을 받고 있는 난치성 뇌전증 환자 16명에게서 입체뇌파(sEEG) 데이터를 수집했다. 환자들은 머리뼈 안에 전극을 삽입하고 있었다. 호흡 신호는 코에 부착한 비강 캐뉼라를 통해 기류 측정과 흉부 및 복부에 두른 호흡 벨트를 통한 흉곽 변위 측정 등 두 가지 방식으로 기록됐다. 기존 주파수 평균화 방식을 벗어나 호흡과 국소장전위 신호 모두에서 흡기와 호기의 파동을 개별 주기 단위로 추출해 각 파동의 상승 시간, 하강 시간, 전체 주기 시간, 호흡 형태 등을 정량화했다. 그 결과 호흡은 비대칭적 형태를 띠며 사람별로 호흡 주기마다 흡기와 호기의 부피와 속도 등이 다르게 나타나는 것을 확인했다. 비강 기류와 호흡 벨트 신호 모두 안와전두피질, 하전두회, 측두엽, 편도체, 해마 등 대뇌피질 및 변연계의 광범위한 영역에서 유의미한 주파수 동기화가 확인됐다. 연구팀에 따르면 가장 핵심 결과는 단순한 주파수 일치를 넘어 매 호흡마다 호흡 파동의 구체적 형태가 뇌 신경 진동 형태와 밀접하게 결합돼 있다는 것이다. 또 코를 통한 비강 기류 신호가 뇌파에 강한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 비염이나 축농증 환자들이 코로 숨 쉬지 못해 항상 머리가 무겁게 느껴지는 이유도 이런 부분에서 찾을 수 있다. 호흡 타이밍이 주의력과 기억에 영향을 미칠 수 있다. 사람들은 숨을 내쉴 때보다 숨을 들이마실 때 정보를 접하면 기억력 과제에서 약간 더 나은 성과를 보인다. 호흡 조절은 외상후스트레스장애(PTSD) 증상을 겪는 사람들을 진정시키는 데 도움을 주는 도구로도 활용할 수 있다. 또 신체의 가장 근본적인 리듬 중 하나인 호흡을 통해 뇌전증 환자 돌연사(SUDEP), 영아 돌연사 증후군(SIDS) 등을 더 잘 이해할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀에 따르면 이번 연구는 호흡은 단순한 숫자가 아니라 고유한 형태를 지닌 정보로 뇌는 숨결 하나하나의 세밀한 모양새를 신경 활동에 그대로 투영하고 있음을 과학적으로 증명했다는 점에 의미가 크다. 연구를 이끈 브래들리 보이텍 UCSD 교수는 “이번 연구 결과는 호흡 형태와 신경활동에 따른 뇌파 형태 사이에 놀랍도록 긴밀하고 풍부한 결합이 있다는 것을 보여준다”라며 “호흡과 뇌파의 상관관계가 밝혀진 만큼 우리가 탐구할 수 있는 새로운 선택지가 늘어나게 됐다”고 설명했다.

10년간 같은 보온병을 쓰던 남성이 중금속 중독으로 사망했다는 보도가 나왔다. 9일(현지시간) 말레이시아 중국어 매체 차이나프레스와 홍콩 아시아TV뉴스 등 중화권 매체는 40대 또는 50대 대만 남성 A씨가 10년 또는 20년 동안 같은 보온병(텀블러)을 습관적으로 사용하다 자신도 모르는 사이 중금속에 중독됐고 결국 1년 후 폐렴 합병증으로 사망했다고 전했다. A씨는 철제 보온병 내부가 녹슨 걸 알면서도 산성음료를 계속 담아 마셨고, 대충 물로 헹굴 뿐 제대로 씻지도 않았다고 매체들은 설명했다. 그러면서 앞다퉈 보냉·보온병의 관리 및 교체 주기의 중요성을 강조했다. 2019년 대만 방송서 소개된 사례…매년 재탕사실 해당 보도들은 2019년 7월 대만 신장내과전문의 홍융샹 박사가 TVBS 유명 건강 예능 프로그램 ‘이스 하오라’(醫師好辣, 헬로 닥터)에 출연해 소개한 사례를 최근 사건처럼 전한 것이다. 당시 대만공영방송 PTS와 미러미디어 기사를 보면, 홍 박사는 “30년 운전 경력의 50세 남성이 어느 날 운전 중이라는 사실을 잊고 차를 몰고 식당으로 돌진했다”라고 소개했는데 이것이 2022년부터 매년 새로운 사건처럼 전해지고 있다. 그때 방송에 따르면, 사고 후 병원으로 이송된 남성은 대뇌피질이 심하게 위축돼 있었고 헤모글로빈 수치가 정상의 절반 수준인 9로 심각한 빈혈이었으며 신장 기능이 급격히 떨어져 있었다. 남성은 만성 피로를 호소했고 짠 맛을 인지하지 못하는 증상도 나타났다. 검사 결과, 남성은 납 중독으로 진단됐다. 납은 중금속 중에서도 독성이 있는 물질로 체내 흡수되면 다른 중금속보다 배출되는 데 더 오랜 시간이 걸린다. 몸속에 과잉 축적될 경우 신경계 장애와 빈혈, 변비, 복통을 유발하고 소아기에는 성장을 방해하거나 과잉행동 장애를 일으킬 수도 있다. “10년 넘은 녹슨 보온병에 산성음료 담아 사용”홍 박사는 “남성은 10년 넘게 같은 보온병을 사용했는데, 보온병 내부는 흠집으로 가득했으며 녹이 슬어 있었다”라고 설명했다. 그러나 남성은 보온병을 교체하지 않고 매일 커피를 담아 회사로 출근했으며, 이것이 납 중독으로 이어져 대뇌피질의 심각한 퇴화와 치매를 일으켰다고 그는 전했다. 이어 “결국 남성은 교통사고 후 1년 만에 흡인성 폐렴으로 사망했다”라고 박사는 덧붙였다. 그러면서 “스테인리스 제품 내부를 세게 문지르면 흠집이 생기기 쉽고, 녹이 슬면 납이나 니켈 같은 중금속이 녹아 나올 수 있다. 특히 산성음료를 오래 담아둘 경우 위험성이 커진다”라고 경고했다. 다만 일부 언론은 남성이 납 중독 하나 때문에 사망에 이르렀는지는 단정할 수 없다고 보도했다. 304 또는 316 등급 스테인리스 제품 권장“부드럽게 자주 세척, 1~2년에 한 번씩 교체”“용도대로 사용하고 벗겨짐, 녹 확인시 폐기” 일단 산성음료를 장시간 보관한 금속 보온병에서 납, 크롬, 니켈 등이 미량씩 용출됐다는 실험 결과는 실제로 존재한다. 일부 보온병에서 기준치를 초과한 납이 검출된 사례도 있다. 지난해에는 미국에서 선풍적 인기를 끌고 있는 ‘스탠리’(Stanley) 텀블러가 납 성분 함유 논란에 휩싸이기도 했다. 그러나 시중 유통 기준을 충족하는 보온병은 보통 내산성, 내알칼리성, 내열성이 뛰어난 스테인리스 스틸로 만들어져 중독으로까지 이어질 가능성은 작다. 지난해 서울YWCA가 시중에 판매되는 텀블러 13종의 품질과 성능, 환경성 등을 시험·평가한 결과에서도 유해 물질 기준을 초과한 제품은 없었다. 텀블러가 파손되거나 극단적인 열에 노출되거나 제품 의도와 맞지 않는 방식으로 사용되지 않는 한 밀폐재로 쓰인 납이 노출되는 일은 흔치 않다. 다만 전문가들은 보온병을 사용할 때는 ▲304 또는 316 등급 스테인리스인지 재질을 확인하고 ▲산성음료는 장시간 보관하지 않으며 ▲흠집이 나지 않도록 부드러운 천으로 자주 세척하고 ▲1~2년에 한 번은 보온병을 교체하고 ▲내부 벗겨짐이나 녹이 확인되면 즉시 폐기하라고 권장한다. 또한 물만 넣어 쓴 보온병이라도 세균이 증식하는 만큼, 물로 대충 헹구지 말고 텀블러 내외부 전체를 솔로 문질러 닦아야 한다.

호두가 뇌에 좋은 음식이라는 속설이 있다. 꼬불꼬불한 덩어리 같은 호두 모양이 주름이 많은 뇌와 닮았기 때문인데 실제로 뇌에 좋은 것 자체가 사실이다. 호두에는 오메가3 지방산과 플라보노이드 같은 물질이 풍부해 뇌의 인지 기능을 돕는다. 뇌에 있는 주름은 신경 세포가 모여 있는 대뇌 피질의 표면적을 늘려 뇌세포 숫자도 증가시키는 역할을 하는 것으로 여겨진다. 최근 과학자들은 이외에 다른 기능도 발견했다. 대뇌피질에서 움푹 파인 곳을 고랑(sulcus), 반대로 올라온 곳을 이랑(gyrus)이라고 하는데 뇌의 고랑 부분이 일종의 지름길로 역할한다. 캘리포니아 대학 버클리 캠퍼스(UC 버클리) 소속 헬렌 윌스 뇌과학 연구소의 실비아 번지·케빈 웨이너 교수 연구팀은 뇌의 삼차 고랑(tertiary sulci)이 어떻게 뇌의 다른 부분과 연결되어 사고 기능을 수행하는지 조사했다. 연구 보고서는 신경과학저널(JNeurosci) 5월 19일자로 실렸다. 3차 고랑은 뇌의 발달에서 가장 나중에 완성되는 부분으로 역시 뇌의 주름이 많은 편인 침팬지 같은 인간의 근연종에서 볼 수 없는 인간의 고유 구조다. 따라서 매우 높은 사고 기능을 담당하는 부위로 여겨진다. 특히 3차 고랑은 6세부터 청소년기까지 빠르게 발달한다. 연구팀은 6세에서 18세 사이의 건강한 자원자 43명을 대상으로 뇌의 기능을 조사하는 기능자기공명영상법(fMRI) 검사를 시행했다. 이들에게 사고력을 테스트하는 과제를 주고 이를 푸는 와중에 뇌 활동 변화를 찍었다. 연구 결과 인간이 사고력이 필요한 작업을 할 때 측면 전전두엽 피질(lateral prefrontal cortex)의 3차 고랑은 뇌의 주요 부위와 연결되어 작업을 수행했다. 3차 고랑이 뇌 안으로 깊이 들어가면 이들과 더 빠르고 효율적으로 신호를 주고받는 것으로 확인됐다. 따라서 뇌의 주름은 단순히 표면적을 늘리는 것만이 아니라 뇌의 주요 부분을 빠르게 연결하는 지름길 역할도 함께 담당하는 셈이다. 인간의 뇌는 다른 동물보다 부피만 큰 게 아니라 매우 효율적으로 연결되어 뛰어난 기능을 수행할 수 있다. 인간의 뇌는 소우주와 같다는 이야기가 있다. 수많은 뇌세포가 서로 연결되어 있어 우주처럼 복잡하다는 뜻이다. 우주를 연구하는 과학자들이 하나씩 그 비밀을 풀어나가듯 뇌 과학자들도 비밀을 파헤치고 있다. 언젠가는 인간이 어떻게 생각을 하고 자아를 갖는지에 대해 과학이 자세히 말해 줄 수 있는 날이 오게 될 것으로 기대된다.

현대 민주주의의 본산인 미국, 가장 짧은 시간에 민주화를 쟁취한 나라로 평가받았던 한국이 요즘 극우극단주의로 몸살을 앓고 있다. 2020년대 들어서면서 코로나19 팬데믹으로 전 세계가 몸살을 앓고 곳곳에서 일어나는 전쟁, 지구온난화로 인한 각종 자연재해 등 물리적 안전을 위협하는 요소가 증가하며 극단주의가 더 쉽게 확산된 면이 있다. 극단주의는 주변 환경의 영향일까, 아니면 개인의 타고난 성향일까. 이 책의 저자 레오르 즈미그로드 박사는 ‘뇌’에서 해답을 찾는다. 그동안 뇌신경과학 분야에서 이데올로기는 “왜 어떤 사람은 보수이고, 다른 사람은 진보인가”라는 질문에 초점을 맞춰 인간의 정치적 태도와 의사결정 과정을 살펴봤다. 저자는 이 책에서 “인간은 왜 이데올로기적 사고에 빠져드는가”라는 보다 근본적인 질문을 던진다. 이를 통해 이데올로기와 인간의 관계는 정치학보다는 과학적인 문제라는 점을 강조한다. 책에서는 실험심리학, 인지과학, 뇌신경과학을 사용해 이데올로기라는 정치적 신념이 외부 환경에 의해 형성되는 단순한 사회적 산물이 아님을 제시한다. 흔히 “극과 극은 통한다”고 말한다. 그렇다면 사상적으로 양끝에 있는 극우와 극좌는 통할까. 저자가 연구한 바에 따르면 극우와 극좌는 인지적으로 서로 비슷하다. 두 극단 모두 중립적이고 정치와 관계없는 상황에 대해서도 머릿속 도식 체계를 새롭게 적응시키고 변화시키는 데 어려움을 겪는다. 그렇기 때문에 자기만의 해석, 즉 음모론을 꺼내 드는 것이다. 즈미그로드 박사는 “파시즘과 공산주의라는 두 극단주의는 편협성과 경직성이라는 측면에서 서로 비슷하다”고 말한다. 그렇다면 극단주의에 빠지기 쉬운 뇌가 있을까. 저자는 심리학자 엘제 프렌켈 브룬즈비크가 1944년 미국 캘리포니아주에 거주하는 10~15세 남녀 어린이 1500명을 대상으로 조사한 연구 결과를 제시하며 답을 대신한다. 프렌켈 브룬즈비크 연구에 따르면 아직 정치적 신념을 형성하지는 않았지만 사고의 경직성을 드러내는 아이들은 성장한 후 극단주의에 빠지기 쉽다. 사고가 경직된 아이들일수록 혼란이나 격변, 재앙에 매료됐다. 이런 아이들은 겉으로는 질서에 대한 강렬한 열망을 드러내지만 그 안에는 무질서에 대한 선망이나 집착이 있다는 것이다. 저자는 가장 경직된 사고방식을 가진 사람들은 전두엽 피질에서 도파민 수치가 낮고 대뇌피질의 정보를 받아 보상, 집행, 자기 조절과 운동 처리에 관여하는 핵심 영역인 선조체에서는 도파민 수치가 높은 경향을 보인다는 자신의 연구 결과를 제시한다. 이는 이데올로기를 바꾼다는 것이 단순히 의견을 바꾸는 게 아니라 생물학적 수준에서 변화가 필요한 일이라는 점을 보여 준다. 이데올로기에 빠지는 것이 인간의 힘으로는 어쩔 수 없다는 말인가라는 생각을 할 수 있겠지만 즈미그로드 박사는 “인간은 어떤 이념을 얼마나 열정적으로 수용하거나 거부할지 스스로 선택”할 수 있는 자유의지가 있다고 강조한다. 신경과학이라는 도구를 통해 우리 내면에서 일어나는 일을 자세히 알수록 이데올로기를 강요하는 인간 본성에 맞서 비합리적 규칙과 권위에 저항할 수 있는 능력을 키워 나갈 수 있다는 저자의 지적은 극단주의적 선동이 넘치는 현시대를 살아가는 우리에게 일깨우는 바가 크다.

소리 들을 때 신경 활동에 잔영 남겨 입력된 자극과 비교해 강하게 반응외부서 동시다발적 감각 신호 올 때우선순위 정해 의사결정 과정 확인 과학기술 발전으로 거대 우주와 극소 미립자의 비밀이 속속 밝혀지고 있지만, 우리 양쪽 귀 사이에 존재하는 1.4㎏짜리 물체의 수수께끼는 여전히 베일에 싸여 있다. 단단한 머리뼈 속에 자리잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 ‘뇌’는 우리 몸무게의 2% 정도에 불과하다. 그렇지만 몸속으로 들어오는 산소 15%와 포도당 50%를 사용하고 1000억개의 신경세포로 연결돼 있으며 여러 가지 형태로 얽혀 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하고 있는 뇌는 사람을 사람답게 만드는 기관이자 작은 우주다. 뇌과학 연구가 활발해지면서 수수께끼의 소우주 ‘뇌’의 비밀이 하나둘씩 풀리고 있다. 미국 컬럼비아대 생명과학과 연구팀은 대뇌피질이 외부 세계에서 받은 새로운 정보를 식별하고 부호화해 이전 정보와의 차이를 이해하는 과정에 관한 메커니즘을 규명했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 2월 11일자에 실렸다. 대뇌피질은 포유류 뇌에서 가장 넓은 표면적을 가진 부분이다. 인간의 경우 지각, 사고, 기억 저장, 의사 결정 등 우리가 흔히 뇌에서 한다고 생각하는 것들을 모두 관장하는 부분이다. 연구팀은 지난해 노벨물리학상 수상자 중 한 명인 존 홉필드가 제시한 신경망 모델을 바탕으로 생쥐가 익숙한 감각 자극과 새로운 감각 자극을 어떻게 구분하고 반응하는지 실험했다. 연구팀은 생쥐에게 다양한 음높이에서 재생되는 소리를 들려주면서 대뇌피질 중 청각 피질의 변화를 측정했다. 그 결과 하나의 뉴런이 아니라 뉴런 뭉치가 어떤 소리가 재생되는지, 그리고 얼마나 새로운 소리인지에 대해 반응하는 것을 발견했다. 또 각 소리 자극은 신경 활동에 잔영(에코)을 남기고 단기 기억을 형성한다는 사실도 확인했다. 기억 중추에 새겨진 활동 에코는 이후 입력되는 자극과 비교해 새로운 것인지 이전 자극인지를 구분하고, 새로운 자극에 대해서는 더 강하게 반응한다는 점도 밝혀 냈다. 그런가 하면 프린스턴대 신경과학연구소와 콜드스프링하버 연구소 공동 연구팀은 뇌가 눈이나 귀 등 감각기관을 통해 입력되는 정보를 어떻게 의사 결정 과정에서 활용하는지 설명할 수 있는 수학 모델을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 뇌과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 신경과학’ 2월 10일자에 발표됐다. 깨어 있을 때는 다양한 감각 신호가 입력돼 뇌로 전달된다. 일반적으로 뇌는 입력 신호를 인식하고 구분해 상황에 대한 정확한 판단을 할 수 있게 돕는다. 의사 결정과 같은 고등 인지능력 발휘에서 중요한 뇌 영역은 눈 바로 뒤에 있는 전전두엽 피질이다. 그렇지만 이 부분이 어떤 식으로 작동하는지는 오랫동안 수수께끼로 남아 있었다. 이에 연구팀은 원숭이와 사람을 대상으로 실험한 결과 외부에서 처리해야 할 감각 신호가 동시다발적으로 입력되면 전전두엽 피질 세포는 우선순위를 정해 하나의 정보를 처리한다는 사실을 확인했다. 하나의 정보를 처리하는 동안 다른 정보를 처리하는 인접 세포는 차단한다는 사실도 발견했다. 이번 연구 결과는 알츠하이머 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환으로 인한 뇌 회로 오류를 개선하고 인공 두뇌를 더 유용하게 사용할 수 있는 방법을 개발하는 데 도움을 줄 것이라고 연구팀은 설명했다.

심혈관 질환 또는 비만이 있는 남성이 50대 중반에 치매의 위험에 놓일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 같은 질환이 있는 여성보다 10년가량 이른 것으로, 치매를 예방하기 위한 관리를 조기에 시작해야 한다는 분석이다. 27일(현지시간) 미국 CNN에 따르면 폴 에디슨 영국 임페리얼 칼리지 신경과학 교수 연구팀은 영국 바이오뱅크에서 비만과 고혈압, 제2형 당뇨병 진단을 받은 45세에서 82세 사이의 영국인 남녀 3만 4000명을 대상으로 분석한 결과 이같이 나타났다고 밝혔다. 비만과 고혈압, 제2형 당뇨병은 모두 치매 발병 위험을 높이는 요인이다. 연구팀은 이들의 뇌를 스캔하고 복부 및 내장지방 부피를 측정했다. 연구에 따르면 심혈관 질환과 복부 피하지방, 내장지방 수치가 높을수록 대뇌피질의 부피가 줄어드는 것으로 나타났다. 감각, 운동, 언어 등 여러 기능을 담당하는 대뇌피질을 침범하는 퇴행성 질환인 알츠하이머병을 앓으면 치매 증상으로 이어진다. 이같은 변화 자체는 성별과 무관했지만, 여성이 약 65세에 이같은 변화가 시작돼 74세까지의 기간에 가장 취약한 것과 달리 남성의 경우 10년 가량 이른 약 55세에 변화가 시작돼 74세까지의 기간에 가장 취약하다고 연구진은 밝혔다. 에디슨 교수는 남성과 여성 간 호르몬 차이가 이같은 결과로 이어질 수 있다고 추정했다. 남성 호르몬인 테스토스테론은 ‘나쁜 콜레스테롤’로 불리며 심혈관 질환의 위험을 높이는 저밀도 지단백질(LDL) 수치를 높일 수 있다. 반면 여성 호르몬인 에스트로겐은 LDL 수치를 낮추고 ‘좋은 콜레스테롤’로 알려진 고밀도 지단백질(HDL) 수치를 높인다. 여성이 남성보다 10년 가량 늦게 치매를 겪을 수 있는 것은 갱년기 이후 에스트로겐의 이같은 효과가 약화되기 때문이라고 에디슨 교수는 설명했다. 또 남성이 여성보다 붉은 육류와 포화지방, 소금 등이 다량 함유된 식단을 더 많이 섭취하고 술과 담배를 즐기는 것도 남성의 치매 위험을 앞당기는 이유라고 에디슨 교수는 설명했다. 피하 지방이 많은 여성과 달리 남성의 경우 내장기관에 지방이 많이 쌓여 심혈관 질환의 위험을 높이는 것도 이와 관련이 있다고 에디슨 교수는 덧붙였다. 에디슨 교수는 “심혈관 질환과 비만이 뇌세포의 퇴행에 미치는 영향은 여성보다 남성에게서 더 장기적으로, 뚜렷하게 나타난다”면서 남성은 여성보다 일찍 심혈관 질환과 비만 관리를 시작해야 한다고 강조했다. 혈압 관리와 콜레스테롤 저감, 혈당 관리, 금연과 금주 등을 조기에 실천해야 한다는 설명이다. 에디슨 교수 연구팀의 이같은 연구는 지난 26일 ‘신경학 신경외과학 정신의학 저널’에 게재됐다.

용기와 정의로움 또는 남다른 희생정신을 발휘해 어려움과 고난에 처한 이웃과 국민을 구하고 나라를 지켜 준 의로운 사람들, 우리는 그들을 의인 또는 영웅이라고 부른다. 역사적으로 볼 때 의인들은 개인의 입신양명을 추구하지 않았고 음지에서의 묵묵한 헌신과 희생을 몸소 실천한 사람들이었다. 하지만 우리가 배운 역사 속에서 의인과 영웅은 그 숫자를 손에 꼽는 반면 국가와 사회가 위기에 처했을 때 자신의 이익만을 추구하거나 한발 더 나아가 적극적으로 국가와 국민을 해하는 일에 앞장섰던 간악한 사람들 또한 많이 발견하게 된다. 그렇다면 과연 의인들과 그렇지 않은 자들의 차이는 무엇일까? 다양한 관점에서 이 질문에 대한 답을 찾아볼 수 있겠으나 뇌과학적 관점에서 본다면 “의로운 행동을 행하는 자들, 즉 영웅과 일반인들의 뇌는 무엇이 다른가”라는 무척이나 흥미로운 질문을 해 볼 수 있겠다.사람의 뇌는 태어날 때 0.4㎏에 불과하고, 성인이 돼서도 1.4㎏ 정도다. 뇌만 따로 떼어 놓고 보면 접시 위에 놓인 커다란 호두를 연상시킨다①. 뇌의 기능은 방대하고 복잡하지만, 우리가 뇌에 대해 알고 있는 것은 일부분에 불과하다. 최근 들어 뇌과학이 발전하면서 베일이 한 꺼풀씩 벗겨지고 있지만 여전히 우리 뇌에 대한 과학적 지식은 일반인들에게 많이 알려진 편이 아니다. 그렇기 때문에 뇌에 대한 잘못된 상식과 오해로 우리는 자신의 뇌건강을 유지하기 위한 적절한 조치를 취하지 못하거나 그 기능을 제대로 활용하지 못하고 있다. 뇌는 외부자극이나 환경에 적절히 반응해 인간이 사회와 환경에 적응하며 살아갈 수 있게 한다. 시장경제 질서가 지배하는 사회에서는 개인이 보유한 물질과 재화의 크기를 성공의 척도로 보고, 듣고, 배우면서 느끼기 때문에 그와 같은 성취를 이루는 게 좋은 것이라고 각 개인의 뇌에 기억되고, 같은 생각을 가진 다수의 사람들로 인해 사회적 신념으로 형성되다 보면 그렇지 않은 많은 사람들도 그 가치를 좇아 행동하게 된다. ‘물질과 재화를 더 많이 쟁취하는 것이 좋다는 자극’이 뇌를 세뇌시킨 것처럼 말이다. 인간의 뇌는 끊임없이 창조적인 생각을 하고 이를 실현함으로써 물질적으로 삶을 풍요롭게 했지만, 상대적으로 우리가 추구해야 할 숭고하고 의로운 정신이나 이웃과 더불어 사는 행복과 같은 가치는 조금씩 잃어 가고 있다는 사실을 부인할 수 없다. 물질이나 재화를 좇는 마음이 의로운 마음과 공존할 수 있다면 이상적이겠으나 현실은 그렇지 못하다. 의로움을 추구하면서 사는 것은 큰 고충이 따르면서도 우리에게 행복감을 주는 경제적 측면에서 도움이 되지 않는다는 것을 우리의 뇌가 현재의 삶에서 경험적으로 터득했기 때문이다.의로운 행동을 하려고 하는 사람들(이타적인 행동)과 그렇지 않은 사람들(이기적인 행동)의 뇌 작용 방식이 어떻게 다른가를 알아보기 위해 다국적 공동연구팀(미국 하버드대, 이탈리아 볼로냐대, 스웨덴 린셰핑대, 오스트리아 빈대)이 함께 연구를 진행했다②. 연구진은 피실험자들이 생명을 위협받는 화재 상황을 가상현실(VR)로 체험하게 하면서 안전하게 빠져나갈 수 있는 출구와 함께 무거운 물건에 깔려 탈출하지 못하고 있는 사람을 보여 줬다. 피실험자들이 위험에 처한 이들을 구할 것인지, 아니면 자신만 출구를 통해 빠져나갈 것인지를 자유롭게 선택하도록 한 다음 자기공명영상(MRI)법을 통해 위험에 처한 이들을 구하고자 한 참가자(이타적인·의로운 행동을 택한 자)들과 그렇지 않은 참가자(이기적인·안전한 도피를 택한 자)들의 뇌 안에서 일어나는 부위별 활성도 차이를 촬영해 비교했다. 실험 결과 놀랍게도 위험에 처한 사람의 생명을 구하려고 시도한 참가자들 뇌의 특정 부위에서 활성 신호가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.이것은 본인들만 피신하려 한 참가자들의 뇌와 비교했을 때 뚜렷하게 구분되는 특징이었다. 뇌 안에서 증가한 신호는 바로 대뇌피질의 앞쪽 가장자리인 전전두엽에 존재하는 섬엽(Insular)에서 확인됐다. 자신이 위험에 노출되는 상황에서도 타인의 생명을 구하는 의로운 행동을 선택했던 사람의 뇌와 그렇지 않은 사람의 뇌 작용이 서로 다를 수 있음을 과학적으로 증명한 것이다.뇌의 각 부위③는 저마다의 역할이 있는데, 섬엽은 주로 우리 마음에서 생겨나는 사회적 공감, 도덕적 감정, 직감 그리고 정서적 반응 등 다양한 감정과 반응을 인지하고 행동을 결정하도록 하는 부위다. 타인의 표정에 대한 반응을 일으키고 특정행동의 실행 여부 판단뿐만 아니라 의존, 고통, 유머 그리고 음식취향을 결정하는 등 폭넓은 분야에 관여한다. 과거에도 공감능력이 뛰어난 사람의 경우 섬엽이 발달하거나 활성화가 잘된다는 보고가 있었다. 하지만 아쉽게도 물질만능의 치열한 경쟁사회를 살아가는 현대인들의 섬엽은 활성도가 많이 감소한 것으로 관찰되고 있다. 현대사회는 과도한 경쟁과 성과 중심의 가치를 강조한다. 이로 인해 개인은 경쟁에서 뒤처지지 않기 위해 자기중심적인 사고와 행동에 주력하게 되며 물질적 성공과 과도한 소비가 미덕으로 여겨짐에 따라 그와 같은 가치에 주목하는 동안 타인의 감성과 정서가 미치는 영향은 축소돼 섬엽의 활성화를 저해한다. 특히 디지털 기술과 소셜미디어의 발달은 신속한 정보전달과 편리함을 제공하지만 오히려 사회적 고립을 증가시켜 인간의 감정적인 연결을 저해하고 있다. 다시 “의인, 영웅의 뇌는 일반인들의 뇌와 무엇이 다른가”라는 질문으로 돌아와 뇌과학자로서의 관점에서 대답해 본다면 “적어도 의인들의 뇌에서는 이타적인 공감(empathy) 능력이 활성화되는 부위가 일반인들의 뇌에서보다 더 잘 작용하고 있다”고 할 수 있다. 그 때문에 의인들은 이웃의 아픔, 사회의 부조리, 국가의 위기와 같은 공익적 가치를 더 깊이 받아들이고, 이러한 가치를 지키기 위해 자신의 희생을 두려워하지 않고 정의로운 행동을 실천할 수 있다고 설명할 수 있다. 이러한 측면에서 현대사회의 영웅은 좀더 크고 거창한 가치를 추구했던 전통적인 영웅의 모습이 아닌, 이웃의 어려움을 깊이 공감하고 일상생활에서 작은 도움을 주는 모습에서도 찾을 수 있지 않을까 생각한다. 뇌과학적 이론인 ‘신경가소성(Neuroplasticity) 또는 뇌가소성(Brain Plasticity)’ 원리에 따르면 오감으로 얻어진 경험들은 우리 뇌 안의 신경세포를 통해 활성패턴으로 변환된다. 이러한 신경활성의 패턴들은 보고, 듣고, 느끼는 자극의 크기와 반복성에 따라 신경세포 시냅스의 분자구조를 변화시켜 기억으로 저장한다. 따라서 좋은 배움과 경험을 통해 우리는 뇌 안의 신경세포 내 분자구조를 바꿔 좋은 기억을 만들어 나갈 수 있다. 중요한 것은 어린아이뿐 아니라 청소년과 성인의 뇌에서도 이 같은 변화 과정이 지속될 수 있다는 사실이다. 뇌과학적 관점에서 현대사회에서 다수의 의인을 육성하는 가장 효과적인 방법은 인성교육이다. 그 내용이 감성적 지능과 도덕적 판단능력을 증진하는 데 중점을 둬야 하기 때문에 뇌가 감정과 도덕적 판단에 어떻게 반응하는지를 이해하고, 향상시키기 위한 환경을 조성하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 우선 교육과정에서 감성적 지능을 함양하는 게 중요하다. 도덕적 가치를 강조하고 팀 프로젝트와 봉사활동을 통해 협력과 공동체 의식을 강조해야 한다. 뇌의 신경가소성 원리에 따라 다양한 경험을 통해 신경세포 간 연결을 강화하고 긍정적인 경험을 쌓아가도록 유도해야 한다. 우리에게는 물질만능의 시대에 더욱 빛을 발하는 유구한 정신문화가 있다. 사라져 가는 아름다운 정신과 지혜를 우리의 뇌에 다시금 새기고 이를 바탕으로 삶을 살아가는 사람들이 많아진다면 우리 사회는 좀더 나은 곳이 될 수 있지 않을까. 가장 작은 사회인 가정에서 부모는 자녀들에게 공감과 배려의 가치를 심어 주고, 학교는 협력과 공존의 가치를 체득하게 하는 교육과정을 개발해 나가며, 국가는 다양성을 포용하고 공정한 기회를 제공함으로써 구성원 모두가 자신의 능력을 최대한 발휘할 수 있는 환경을 만들어야 한다. 비록 모두가 영웅 또는 의인이 될 수는 없을지라도 많은 사람이 의로움을 바탕으로 이웃의 삶을 존중하는 가운데 더불어 살아가며 더욱 행복한 사회와 국가를 이룰 것을 기대해 본다. ■ 류훈 책임연구원은 25년 전 뇌 연구를 시작하면서부터 줄곧 퇴행성 뇌 질환의 병리기전을 연구해 왔다. 스트레스와 환경적인 요인이 실제 퇴행성 뇌 질환을 일으키는 데 관여할 뿐만 아니라 병리학적으로 비신경교세포가 신경세포를 손상할 수 있음을 세계 최초로 밝혔다. 미국 보스턴대 의과대학 신경과 교수로 근무하면서 인지기능장애(치매)를 비롯한 만성 외상성 뇌손상에 대한 170편 이상의 논문을 꾸준히 발표했다. 초고령화 사회에 진입한 우리나라 노인들의 뇌 건강에 기여하기 위해 2019년부터 KIST 뇌과학연구소에 합류했으며 인재 양성에도 많은 노력을 쏟고 있다. 류훈 KIST 뇌질환극복연구단 책임연구원

만성 스트레스·기분장애 등 원인대뇌 피질 비정상적으로 얇아져전두엽·감정 영역 연결성 떨어져뇌 덜 성장해 내외부 자극에 취약인지 능력·주의력 저하까지 발생 ‘뇌’는 무게 약 1.4㎏, 신경세포 약 1000억개, 이들을 연결해 주는 시냅스 약 100조개가 모여 있는 신체 기관으로 ‘작은 우주’라고 불린다. 우주, 심해와 함께 뇌는 과학계 마지막 탐구 영역으로 남아 있다. 실제로 이들 세 영역에 관한 관심은 고대부터 지금까지 이어지고 있다. 최근에는 뇌의 비밀을 풀기 위해 의학과 생물학뿐만 아니라 수학, 물리학, 화학 등 다양한 영역이 협력하고 있어 수수께끼로 남아 있던 부분이 하나둘씩 풀리고 있다. 11~15일 미국 워싱턴DC에서 열린 미국 신경과학회 주관 ‘신경과학 2023 콘퍼런스’에서는 뇌와 관련한 새로운 연구 결과들이 쏟아져 나왔다. 뇌과학에 따르면 청소년기는 사회적, 생물학적, 정서적 변화에 더불어 뇌가 폭발적으로 발달하는 시기다. 특히 아동기를 거쳐 청소년기에는 뇌 시냅스 연결의 15% 이상이 형성되는 것으로 알려져 있다. 미국 질병통제예방센터(CDC)는 코로나19 팬데믹 이전부터 청소년 정신 건강이 악화되는 경향을 보이기 시작했는데 팬데믹으로 인해 어린이와 청소년에게는 새로운 스트레스 요인이 추가됐다는 조사 결과를 내놓기도 했다. 이에 과학자들은 첨단 뇌 영상 기술을 통해 만성 스트레스, 기분 장애 같은 요인이 청소년의 뇌에 어떤 영향을 미치는지 분석했다. 미국 시애틀 워싱턴대 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI)을 이용해 코로나19 팬데믹 전후 청소년의 뇌 구조와 기능을 분석했다. 그 결과 팬데믹 이후 청소년들의 뇌는 이전에 비해 대뇌피질 표면이 양쪽 뇌 반구 모두에서 비정상적으로 얇아진 것으로 확인됐다. 이렇게 피질이 얇아지는 현상은 남자 청소년보다 여자 청소년에게 더 두드러지게 나타났다. 연구를 주도한 퍼트리샤 쿨 교수(언어 신경학)는 “보통 대뇌피질의 두께는 노화로 점차 얇아지지만 젊은 시기에 대뇌피질이 얇아지는 증상은 만성 스트레스나 외상이 원인인 경우가 많다”고 말했다. 쿨 교수는 “이번 연구 결과로 코로나19 팬데믹이 청소년들에게 상당한 스트레스를 준 것으로 추정할 수 있다”고 덧붙였다. 하버드대 의대 계산신경과학 연구실, 보스턴 아동병원 소아청소년과 공동 연구팀도 fMRI를 이용해 비슷한 연구를 했다. 분석 결과 팬데믹 이후 청소년의 뇌에서 전두엽과 감정 처리를 지원하는 뇌 영역 간 연결이 약해지고 형태학적으로도 비정상적인 경우가 많은 것으로 확인됐다. 이는 팬데믹 동안 청소년들의 스트레스가 더 심고 우울함을 비롯한 부정적 감정이 더 늘었다는 설문 조사 결과와도 일치한다고 연구팀은 밝혔다. 카테리나 스타물리스 교수(청소년 뇌신경학)는 “완전히 성장하지 못한 청소년의 뇌는 내외부 자극에 취약하기 때문에 스트레스는 뇌의 구조와 조직 방식에 중대한 영향을 미칠 수 있으며 결국 정신 건강에도 심각한 위협 요소가 된다”고 지적했다. 또 우울증은 청소년에게 흔한 신경정신질환이며 어른과는 다른 방식으로 발생한다고 알려져 있다. 이에 캘리포니아 샌디에이고대(USCD) 연구팀은 인공지능 딥러닝 기술을 적용해 ‘청소년 뇌 인지 발달(ABCD) 연구’에 참여한 청소년들의 데이터를 정밀 분석했다. ABCD 연구는 미국 국립보건원(NIH)이 아동, 청소년기의 뇌 인지 발달 과정을 정확히 파악하기 위해 진행 중인 장기 연구다. 분석 결과 우울증이 있는 청소년은 그렇지 않은 청소년에 비해 뇌의 기능적 연결 패턴이 끊어진 부분이 많은 것으로 나타났다. 이런 뇌의 변화는 인지능력과 주의력 저하를 가져오고 자아 및 타인에 대한 판단과 의사 결정 기능을 약화시키는 것으로 확인됐다.

전자기 코일에서 발생하는 자기장을 활용해 특정 뇌신경세포를 활성화하거나 억제하는 ‘경두개자기자극’(Transcranial Magnetic Stimulation·TMS)이 우울증과 강박증, 만성통증의 새 치료법으로 각광받는 가운데, TMS가 담배를 끊는데도 좋은 역할을 한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 미주리대 의대 정신과 전문의 브레트 프뢸리거 교수 연구팀은 ‘세타 돌발(theta-burst) 경두개자기자극’(TBS)이 뇌 활동에 영향을 미쳐 자제력을 개선하고 중독을 완화해 담배를 덜 피우게 만든다는 연구 결과를 발표했다고 메디컬 익스프레스가 23일(현지시간) 보도했다. 금연을 원하는 37명(대부분 40대)을 대상으로 진행한 임상시험 결과 이 같은 사실을 확인했다. TMS란 두피에 커다란 전자기 코일을 씌우고 뇌 속으로 전류를 흘려보내 뇌 신경세포를 자극하는 치료다. 뇌에 직접적인 자극이나 약물 투입 없이도 여러 신경증적 질환에 효과를 내는 것으로 알려졌다. TBS는 연속 자극을 가하는 cTBS와 간헐적 자극을 주는 iTBS로 구분된다. 연구팀은 억제 제어(IC)에 관여하는 뇌 부위인 우반구 하전두(right inferior frontal gyrus)에 cTBS와 iTBS가 어떤 영향을 미치는지 실험했다. 그 결과 cTBS와 iTBS 모두 흡연을 줄이는 데 도움을 주는 것으로 나타났다. 흡연은 대뇌피질인 회색질(gray matter)의 용적 감소와 연관이 있는 것으로 알려졌다. 뇌의 용적이 준다는 것은 뇌의 신경세포와 다른 세포들의 수가 적다는 뜻이다. 이러한 차이는 자극에 대한 자발적 충동과 반응을 억제하는 뇌의 억제 조절 기전에 영향을 미친다.억제 제어 기전은 충동적 반응을 차단하는데, 이 기능에 어려움이 생기면 담배를 피우고 싶은 흡연 충동이 일어났을 때 이를 억제하지 못할 수 있다. TBS를 통한 제어 기전 개선은 담배뿐 아니라 중독성 약물 사용을 줄이는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 보인다. 다만 확인을 위해서는 추가 연구가 필요하다고 연구팀은 덧붙였다. 이번 연구 결과는 미 생물 정신의학 학회 학술지 ‘생물 정신의학·인지 신경과학·신경영상’(Biological Psychiatry CNNI) 최신호에 발표됐다.

미국 미네소타 메이요클리닉 연구팀은 코골이가 심해 수면 무호흡증이 있고 깊이 잠들지 못하는 사람은 인지 기능이 떨어지고 뇌졸중, 알츠하이머 같은 뇌 질환에 걸리기 쉽다는 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 5월 11일자에 발표했다. 연구팀은 폐쇄성 수면무호흡증을 앓고 있는 60~70대 남녀 140명을 수면 실험실에서 하룻밤을 지내도록 하면서 자는 동안 뇌 영상을 촬영했다. 실험에 참여한 사람의 34%는 경증, 32%는 중등, 34%는 중증 수면 무호흡증을 앓고 있었다. 분석 결과 수면 무호흡증 환자들은 일반인보다 뇌 백질 과집적 또는 뇌 백질 변성(WMH)이 심한 것으로 조사됐다. WMH는 뇌경색 환자의 뇌에서 흔히 발견되는 이상 소견으로 뇌 용적이 줄고 대뇌피질 위축이 동반되기 때문에 뇌졸중, 치매는 물론 인지기능 감소의 원인으로 알려져 있다.

공룡이 등장하는 가장 유명한 SF 작품하면 누구나 ‘쥬라기 공원’, ‘쥬라기 월드’ 시리즈를 떠올릴 것이다. 여기에는 다양한 공룡들이 등장하는데 특정 종들은 사람보다 머리가 뛰어난 것처럼 행동한다. 그렇지만 지금까지 고생물학자들의 연구에 따르면 공룡은 몸집에 비해 뇌가 작아 그리 똑똑하지는 않았을 것이라는 생각이 지배적이었다. 그런데 최근 고생물학자들 사이에 큰 파장을 일으키는 연구 결과가 발표됐다.미국 밴더빌트대 심리학과, 생명과학과, 밴더빌트 뇌연구소 공동 연구팀은 일부 공룡의 뇌가 현대 영장류의 뇌처럼 뇌신경망이 빽빽하게 채워져 있어 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 똑똑했을 것이라고 14일 밝혔다. 이는 공룡이 다섯번째 대멸종에 사라지지 않았다면 도구를 사용할 줄 아는 영장류들 이상으로 진화했을 수 있을 것이라는 추측을 가능하게 하는 것이라서 많은 학자들의 주목을 받았다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘비교 신경학’ 1월 10일자에 실렸다. 지금까지 동물들의 상대적 뇌 크기를 측정하는 ‘대뇌화 지수’(EQ)를 이용해 지능을 추정했다. 이를 통해 보면 티라노사우루스 렉스의 EQ는 2.4, 셰퍼드 개는 3.1, 인간은 7.8 정도이다. 문제는 많은 동물들에 있어서 신체 크기와 뇌 크기는 독립적으로 진화한다는 점이다. 이에 연구팀은 대뇌 피질의 뉴런 밀도에 주목했다. 조류, 파충류, 포유류 등 뇌를 녹인 뒤 뉴런의 숫자를 세어본 것이다. 공룡의 뇌는 남아있지 않기 때문에 공룡 두개골의 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캔으로 얻은 뇌질량과 현존하는 새, 파충류의 뇌 관련 데이터베이스를 비교해 공룡의 대량적인 뉴런 숫자를 파악할 수 있는 방정식을 개발했다. 그 결과 육식공룡으로 알려진 수각류 공룡의 뇌는 타조와 같은 현대의 온혈성 조류와 비슷하고 브라키오사우루스 같은 용각류 공룡의 뇌는 현대 냉혈성 파충류 뇌와 비슷한 규칙으로 자란다는 것을 파악했다. 이를 바탕으로 공룡 뇌의 뉴런수를 추정했다. 이를 통해 몽골에서 발굴된 7000만년 전 살았던 6m 크기의 수각류 알리오라무스의 뇌는 73g 안팎이었지만 대뇌피질 신경세포는 10억개 이상으로 꼬리감는원숭이(capuchin monkey)보다 많은 것으로 파악됐다. 또 300g 안팎의 뇌를 가진 티라노사우루스 렉스는 약 33억개의 뉴런을 갖고 있는데 이는 개코원숭이보다 많은 수준이다. 이번 연구를 수행한 신경해부학자 수자나 에르쿨라노 호우젤 교수는 “지금까지 고생물학에서는 공룡의 몸집 크기에 따른 뇌만 생각했을 뿐 지능과 직접 관련 있는 뇌신경연결망을 살펴보지 못했다”면서 “이번 연구를 통해 공룡에 대해 지금까지 우리가 알고 있었던 지식들을 바꾸고 더 정밀하게 만들 수 있을 것”이라고 설명했다.

공감은 다른 사람의 사고나 감정을 자기 내부로 옮겨 타인의 체험과 동질적 심리 과정을 만드는 일이다. 쉽게 말하면 ‘나는 당신의 상황을 알고 당신의 기분을 이해한다’는 식으로 다른 사람의 상황이나 기분을 함께 느낄 수 있는 능력이다. 세계적 미래학자 제러미 리프킨은 ‘공감의 시대’라는 책을 통해 공감은 인간의 생존에 있어서 중요한 수단이라고 평가하기도 했다. 그렇지만 최근에는 공감 능력이 떨어지는 이들도 적지 않게 눈에 띈다. 공감 능력을 갖도록 하고 어떤 방식으로 공감 능력이 형성되는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 공감 능력을 형성하는 뇌 신경회로에 관한 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 연구팀은 생쥐를 이용해 우뇌의 뇌파 동기화가 공감 기능을 유도한다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 12월 2일자에 실렸다. 이번 연구는 공감 능력 장애를 보이는 자폐스펙트럼장애, 사이코패스, 조현병 같은 정신신경질환 치료 연구에 기여할 것으로 기대된다. 생쥐는 공포를 느끼면 동작을 멈춘다. 연구팀은 상자 모양의 실험 장치 속에 생쥐 두 마리를 넣고 한 쪽 생쥐에게만 전기 충격을 주고, 다른 쪽 생쥐는 이를 관찰하게 했다. 생쥐의 공포 공감 능력은 상대의 고통 관찰 시 동작을 멈추는 행동의 정도와 공포 기억 회상 정도로 나타난다. 생쥐의 공포 공감능력은 인간의 공감 패턴과 비슷한 것으로 알려져 있다. 광유전학적 기법과 뇌파 측정을 통해 생쥐가 공포 공감을 할 때 관여하는 우뇌 신경회를 발견했다. 생쥐 우뇌 대뇌피질-편도체 간에 연결된 신경회로를 억제하자 생쥐의 관찰 공포 행동이 감소하고 신경회로를 강화하면 관찰 공포 행동이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 연구팀은 이를 통해 우뇌의 대뇌피질-편도체 상호 간에 연결된 뇌신경회로가 공감 기능에 관여한다고 설명했다. 또 생쥐의 관찰 공포 행동 중에 우뇌의 대뇌피질-편도체에서 5~7㎐ 진동수의 뇌파 동기화가 관찰됐다. 즉 해당 주파수의 뇌파를 억제하면 관찰공포 행동이 모두 억제된다는 것이다. 대뇌피질-편도체 뇌파의 근원은 해마 세타파라는 사실도 연구팀은 밝혀냈다. 뇌 해마 영역에서 관찰되는 세타파는 인지, 정서, 선천적 공포 불안장애 등 뇌기능과 관련돼 있는 것으로 알려져 있다. 연구를 이끈 신희섭 IBS 명예연구위원은 “이번 연구는 공감 능력 조절 메커니즘을 뇌신경 회로, 뇌파 수준에서 처음으로 규명했다”며 “추가 연구를 통해 공감 기능에 관여하는 유전자 및 유전자, 새로운 신경회로를 찾아내 뇌기능 장애 동물모델에 적용해 정신질환 치료에 기여할 것”이라고 설명했다.

경희대학교는 본교 한의과대학 김선광 교수 연구팀이 서울대학교 의과대학 김상정 교수 연구팀과 함께 ‘뉴로이미징-AI 융합기술’을 활용해 세계 처음으로 생쥐가 느끼는 통증을 실시간 측정하는 데 성공했다고 5일 밝혔다. 한국연구재단의 지원으로 진행된 이번 연구는 ‘Development of a spontaneous pain indicator based on brain cellular calcium using deep learning’이란 제목의 논문으로 지난달 18일 의학(연구·실험) 분야 저널 중 하나인 ‘실험분자의학(Experimental & Molecular Medicine, EMM)’의 온라인판에 게재됐다. ‘만성통증’은 전 세계에서 수백만명의 환자가 보고되는 난치성 질환이다. 별다른 외부 자극 없이 통증이 지속적으로 나타나는 ‘자발통’은 만성통증의 가장 중요한 임상 문제 질환으로 꼽힌다. 김선광 교수 연구팀에 따르면 최신 현미경 기법인 ‘생체 내 다광자 칼슘 이미징(In Vivo Multi-photon Calcium Imaging)’을 활용해 깨어 있는 생쥐의 대뇌피질에서 수백 개의 신경세포 활동을 동시에 기록하고 딥러닝 알고리즘인 ‘AI-bRNN’ 기술로 분석해 생쥐가 언제 얼마나 아픈지를 객관적으로 정량화하는 데 성공했다. 이 뇌신경-AI 융합기술을 기존 진통제의 효능평가에 적용한 결과, 임상에서 나타나는 결과와 가장 유사한 결과가 나타났다는 게 연구팀의 설명이다. 연구팀은 딥러닝을 활용한 뇌 신호 분석기법을 다양한 뇌 영역과 세포 타입에도 적용할 수 있을지도 확인했다고 밝혔다. 연구팀은 소뇌(Cerebellum) 버그만 글리아세포(Bergman glia)의 칼슘 신호 데이터를 기반으로 딥러닝 모델을 학습했다. 이 딥러닝 모델은 캡사이신으로 유도된 통증을 성공적으로 측정했다. 통증과 구별되는 체성감각피질에서 나타나는 가려움(Itch) 신호도 판정할 수 있는지도 파악했다. 김선광 교수는 “이번 연구를 통해 전임상 동물 모델에서 통증을 실시간으로 측정하는 세계 유일의 뇌신경-AI 융합 원천기술을 확보했다”며 “향후 만성통증의 진단 및 진통제 혁신 신약 개발에 광범위하게 응용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

마음속에 깊이 간직한 이야기를 슬며시 꺼내는 순간이 있다. 그 마음속 이야기를 우리는 ‘심중(心中)의 이야기’라고도 쓴다. 마음의 여러 갈래를 연구하는 학문은 심리학(心理學)이라 부른다. 마음을 나타내는 한자인 마음 심(心). 심은 마음을 뜻하지만 사실 심장이라는 장기의 이름이다. 글자를 만든 원리 자체가 심장의 모양을 본뜬 상형이기도 하고. 그런가 하면 귀여운 아기의 재롱을 볼 때, 그리고 사랑하는 연인의 눈부신 미소를 볼 때 우리는 ‘하트 뿅뿅’을 날린다. 이 하트(heart)란 영어 단어 역시 심장이라는 장기의 이름이다. 벅차오르는 사랑하는 마음. ‘사랑’도 ‘마음’도 그 단어가 원래는 ‘심장’을 뜻한다는 사실이 재미있다. 동서고금을 막론하고 사람들은 모든 감정의 근원을 심장에서 찾았던 모양이다. 타당한 이야기이기도 하다. 사랑스러운 대상을 볼 때, 우리의 신체 기관 중 가장 먼저 반응하는 것은 심장이니까. 쿵쿵쿵. 비단 사랑을 느낄 때뿐만 아니라 걱정스러운 일이 생겼을 때도, 불안할 때도, 화가 치밀어 오를 때도 제일 먼저 심장이 뛰는 것을 느끼니까. 하지만 메스를 들고 심장을 아무리 헤집어 봐도, 사랑과 분노를 일으키는 근원은 찾을 수 없다. 정확히 말해 심장은 감정의 근원이라기보다는 결과다. 감정의 근원은 심장이 아니라 뇌이기 때문이다. 때론 대뇌피질의, 주로는 변연계의 복잡한 작용을 통해 우리는 희로애락의 모든 감정을 경험한다. 뇌에서 보내는 여러 가지 시그널에 심장은 그저 결과로서 반응할 뿐이다. 해부학과 생리학의 발전을 통해 우리는 이 모든 사실을 알게 되었다. 그러면 이제 우리는 친구와 심중의 이야기가 아닌 뇌중의 이야기를 나눠야 하는 것일까? 연인에게는 하트뿅뿅이 아닌 브레인뿅뿅을 날려야 현대인다운 것일까? 말도 안 되는 이야기다. 우리는 실제론 뇌가 시키는 대로 행동하는 것을 알게 되었으면서도 여전히 말로는 ‘마음 가는 대로’ 하겠다고 말한다. 결별을 선언하는 연인 앞에서 한국 사람은 ‘마음이 찢어진다’고 말하고 영국 사람은 ‘heartbreak’라고 하지, 뇌에서 노르에피네프린이나 세로토닌의 작용이 찢어지거나 ‘break’되었다고 하지 않는다. 왜? 관습적인 언어 표현들은 새로이 발견된 과학적 사실에 맞춰서 일일이 바꿀 필요는 없기 때문에? 그도 맞는 이야기다. 하지만 우리가 여전히 ‘마음’, ‘心’, ‘heart’라는 표현에 집착하는 이유는, 지금 나의 전신을 뒤흔드는 이 감정을 차가운 이성적 설명보다 ‘뜨거운 심장’의 작용으로 이해하고 싶어 하길 원하기 때문 아닐까. 뇌와 심장으로 상징되는 차가운 이상과 뜨거운 감성. 어찌 보면 우리 모두는 저 두 가지 추 사이를 왔다갔다하며 산다. 낙심의 시기에 떠올리는 두 경구가 있다. ‘이성으로 비관하되 의지로 낙관하라’는 말을 떠올릴 때면 뇌의 이성적 판단으로 생긴 절망을 뇌의 의지로 이겨내 보겠다고 다짐한다. 하지만 ‘우리 모두 리얼리스트가 되자. 하지만 가슴속에 불가능한 꿈을 갖자’라는 말을 떠올릴 때 왠지 조금은 더 위로를 받는다. 나에겐 뇌의 절망을 극복할 ‘심장’이 있다는 말 같아서. 객관적인 팩트의 세계와 주관적인 감정의 세계라는 두 축. 이것은 사실 분리되지 않는 하나의 세계가 가진 두 얼굴이다. 삼면거울에 비춰 본 내 얼굴이 하나의 얼굴이되 세 개의 면모를 가지듯. 기쁨과 슬픔 또한 대뇌의 특정 영역에서 솟구치는 신경전달물질의 작용이란 것을 우리가 알게 되고 그것을 일부 조절할 수 있는 이런저런 약물도 갖게 되었지만, 여전히 우리가 느끼는 기쁨과 슬픔은 언제나 심장의 힘찬 박동이니까.

이제는 신체 일부분처럼 된 스마트폰이나 내비게이션이 없었던 불과 십몇 년 전만 해도 자동차로 먼 길을 떠날 때 지도 책은 필수였다. 지금은 중요성이 떨어진 것처럼 보이지만 사실 책자에서 스마트폰 애플리케이션이나 내비게이션으로 형식만 달라졌을 뿐 지도는 일상생활은 물론 교통과 행정, 심지어 군사작전에 이르기까지 쓰임새가 무궁무진하다. 과학사를 보더라도 지도는 인류 발전을 이끈 핵심 수단이었다. 무엇보다 지도는 인류의 시야를 넓히는 디딤돌 역할을 톡톡히 했다. 고대 그리스 과학자 프톨레마이오스와 16세기 스웨덴 천문학자 튀코 브라헤가 만든 세계지도와 별자리 지도는 세계와 우주를 바라보는 관점을 완전히 바꿔 놨다. 갈레노스, 레오나르도 다빈치, 베살리우스가 만든 인체 지도는 현대 의학을 발전시키는 계기가 됐다. 뇌과학자들이 만들고 있는 뇌신경 지도는 인간이 무엇인지 더 잘 이해할 수 있게 돕는다. 최근 과학자들은 우리가 보고, 듣고, 맛보고, 느끼는 모든 것들도 지도를 보고 길을 찾는 것과 똑같은 과정을 뇌에서 거친다는 것을 밝혀냈다. 미국 뉴욕주립대(SUNY) 생명과학과, 캘리포니아공과대(칼텍) 생물학부, 독일 베를린 샤리테의대 신경과학연구센터, 번슈타인 계산신경과학연구센터 공동 연구팀은 사람들이 움직임을 계획하고 환경을 탐색하며 오감을 통해 세상을 인식하기 위해 뇌에 다양한 형태의 ‘지도’를 갖고 있다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 4월 28일자에 실렸다.현재는 ‘눈’으로 받아들여지는 자극으로 인식되는 시각적 세계에 대한 뇌 지도가 가장 자세히 연구돼 있다. 이에 따르면 대뇌피질 시각 영역에 있는 ‘지도’는 공간 위치, 눈으로 입력되는 정보, 명암, 방향, 너비 등을 바탕으로 정보를 인식한다. 예를 들어 모음 ‘ㅣ’를 보는 순간 뇌는 x, y 평면 좌표로 표시할 수 있고, 검은색이며 수직으로 서 있는 선이라는 사실로 뇌에서 매핑한 뒤 저장된 정보(기억)를 찾아 ‘이’란 발음이 나는 글자라는 것을 알게 된다는 것이다. 연구팀은 ‘피질 지도 형성 이론’이라는 수학적 방법으로 사람을 포함한 영장류와 다른 동물종의 시각적 지도 형성 과정을 분석했다. 연구팀에 따르면 많은 종이 뇌에서 시각적 지도를 만드는 방식은 같지만 정확도나 속도에서 차이를 보인다. 대뇌피질의 작은 부분만으로는 시각적 지도를 형성하는 것이 쉽지 않다는 것이다. 뇌 속에서 형성되는 지도의 정확성과 다양성은 자극의 양에 따라 달라지기 때문에 동일한 자극에 반응하는 대뇌피질 영역이 넓을수록 정확한 지도를 갖게 된다는 것이다. 이 때문에 상대적으로 뇌 용적이 큰 인간에겐 시각적 지도뿐만 아니라 자극을 인식할 수 있는 ‘지도’들이 다양하고 자세할 수 있다는 것이다. 한편 미국 뉴욕대, 프랑스 고등사범학교, 독일 막스플랑크 실증미학연구소 소속 인지신경과학자들은 지난 4월 23~26일 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘인지신경과학회 2022 연례학회’에서 인간이 언어와 음악을 구분할 수 있는 메커니즘에 대한 연구 결과들을 발표했다. 이들에 따르면 사람의 뇌 언어피질에 음높이와 리듬을 파악하는 영역이 있어 음높이와 리듬이 안정적이라고 인식할 경우는 음악으로, 그렇지 못한 경우는 단순한 말하기로 파악한다. 앤드루 장 뉴욕대 박사는 “뇌가 음악과 언어를 구분하는 메커니즘을 파악하는 것은 사람이 어떻게 소통하고 상호작용할 수 있는지에 대한 답을 얻을 수 있게 해 준다”며 “음악이 실어증을 앓고 있는 사람에게 언어 소통의 대안적 형태로 사용될 수도 있고 유아의 언어 학습을 촉진시키는 데도 도움을 줄 것”이라고 말했다.

무게 약 1.4㎏, 신경세포 약 1000억개, 이것들을 연결해 주는 시냅스 100조개가 있는 신체 기관이 바로 ‘뇌’다. 뇌는 우주, 심해와 함께 과학계 마지막 탐구 영역으로 남아 있다. 뇌신경과학 연구가 활발해지면서 뇌에 대한 수수께끼가 하나둘 풀리고 있다. 달리기를 할 때 출발선에 서 있다가 신호와 함께 전력 질주를 하고, 신호등이 빨간불일 때는 멈춰 있다가 초록불이 켜지면 일제히 움직인다. ‘당연한 것 아냐’라고 생각할 수도 있겠지만 뇌과학 측면에서 본다면 두 상황 모두 뇌는 출발 호각소리나 초록불이란 특정 신호까지 실행(움직임)을 억제하고 있는 것이다. 미국, 영국, 호주, 중국, 네덜란드 등 5개국 과학자들은 계획을 외부 신호에 맞춰 실행할 수 있게 하는 뇌 신경망을 처음으로 발견했다고 20일 밝혔다. 이 연구에는 미국 하워드휴즈 의학연구소, 막스플랑크 플로리다 뇌과학연구소, 베일러의대, 국립정신보건연구소(NIMH), 앨런 신경역학연구소, 영국 런던대(UCL), 호주 퀸즐랜드대 뇌연구소, 중국 남방과기대, 네덜란드 에라스무스 메디컬센터 소속 생물학자와 신경과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 3월 15일자에 실렸다. 움직임을 제어하는 뇌 운동 피질은 움직임을 계획하는 단계와 실행하는 단계의 활동 패턴이 전혀 다르다는 것은 알려져 있었지만 무엇이 이런 패턴 전환을 가져오는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 수염을 건드린 뒤 특정 신호를 주면 오른쪽 먹잇감을 핥도록 하고, 수염을 건드리지 않고 신호만 주면 왼쪽을 핥도록 훈련시켰다. 연구팀은 실험을 하면서 생쥐의 뇌파를 측정했다. 실험 결과 신호를 받아 운동 계획을 실행할 때는 중뇌, 시상, 대뇌피질을 이어 주는 신경회로가 작동한다는 사실을 확인했다. 빛을 이용해 특정 신경회로를 통제할 수 있는 광유전학 기술로 이번에 발견한 신경회로 일부를 차단한 뒤 똑같은 실험을 했다. 신경회로 일부에 이상이 생기면 신호를 받아도 핥는 행동을 하지 않거나 신호를 받기 전에 핥는 행동을 하는 등 계획-실행 이상현상을 보이는 것이 관찰됐다. 카렐 스보보다 미국 하워드휴즈 의학연구소 교수는 “이번 연구로 운동 장애를 겪는 사람이 특정 상황을 신호로 여겨 운동 기능이 일시적으로 정상화되는 ‘역설적 운동신경증’을 설명할 수 있게 됐다”고 말했다. 하버드대 진화생물학과, 뇌과학연구센터 연구팀도 비슷한 연구를 수행해 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 3월 15일자에 발표했다. 악기 연주나 자전거 타기, 수영 같은 운동은 어릴 적 배워 놓으면 오랜 시간이 지난 뒤에도 금세 익숙하게 한다. 하버드대 연구팀은 흔히 ‘몸이 기억한다’고 하는 이런 학습 패턴에 대해 뇌는 어떤 식으로 작동하는지 의문을 품었다. 연구팀은 생쥐로 실험한 결과 복잡한 새로운 동작은 대뇌 운동피질-기저핵을 통해 학습된 뒤 시상을 거쳐 저장된다는 사실을 확인했다. 대뇌 운동피질이 손상되면 새로운 동작을 배우는 데 시간이 오래 걸리기는 하지만 학습은 가능하다. 그렇지만 기저핵이나 시상과 연결이 끊어질 경우는 학습한 동작을 다시 수행하지 못한다는 사실도 연구팀은 새로 확인했다. 스테판 볼프 메릴랜드대 교수(약리학)는 “이번 연구들은 뇌의 각 부위가 어떻게 학습과 실행을 통제하는지를 보여 주고 있다”며 “파킨슨병 같은 운동장애와 외상이나 뇌졸중 등으로 인한 뇌 부상의 환자들을 치료하는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

학창 시절이나 사회생활을 할 때 말 잘하는 사람을 만나면 부러운 경우가 많습니다. 또 대화하거나 말싸움할 때 현장에서 적절히 대꾸하지 못하고 한참이 지나 잠자리에 누워서야 ‘아까 그 말을 할걸’이라며 이불을 걷어차며 분개한 경험을 누구나 한 번쯤은 해 봤을 것입니다. 사실 말 잘한다는 평가를 받는 사람들은 단순히 말이 많고 수다스러운 것이 아닙니다. 상대방이 누구인지, 시간과 장소, 상황에 따라 적절한 단어와 문장을 잘 구사합니다. 사람의 말은 발화자(發話者)의 생각을 무의식적으로 드러내기 때문에 심리학이나 정신의학에서도 중요한 분석 수단으로 활용됩니다. 최근 뇌신경과학이 눈부신 성과를 내고 있지만 말을 잘하는 것에 관여하는 뇌의 세부 영역에 대해서는 명확히 밝혀내지 못했습니다. 이 같은 상황에서 미국 뉴욕대 의대 신경과학과, 신경외과, 공대 의생명공학과 공동연구팀은 사람들이 의도한 대로 말할 수 있도록 돕는 뇌 영역을 밝혀냈습니다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 2월 4일자에 실렸습니다.연구팀은 뉴욕대 랑곤종합병원에서 치료 중인 30~40대 남녀 뇌전증 환자 15명을 대상으로 뇌파검사(EEG)를 했습니다. 환자의 머리에 전극 약 200개를 붙이고 다양한 단어와 문장을 말할 때 나타나는 뇌파를 측정한 것입니다. 연구팀은 말을 할 때 입, 입술, 혀의 움직임을 조절하는 대뇌피질 6개 부위에 주목했습니다. 분석 결과 상측두회(superior temporal gyrus), 모서리위이랑(supramarginal gyrus), 배측중심이랑(dorsal precentral gyrus) 3곳이 말을 유창하게 하는 것과 밀접한 관계가 있다는 것이 확인됐습니다. 상측두회는 말의 뜻을 구별해 주는 소리의 단위인 음운 처리 과정을 담당하는 영역입니다. 모서리위이랑은 공감과 읽기 같은 인지를 담당합니다. 이 두 부분은 언어활용능력에 중요한 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있습니다. 그런데 이번 연구에서 배측중심이랑이 청각 피드백 기능을 통해 두 영역을 통제하면서 유창하게 말을 하도록 만들어 주는 핵심 부위라는 사실이 새로 밝혀졌습니다. 소리 내서 읽지 않더라도 눈으로 보거나 머릿속으로 문장이나 단어를 연상하면 청각 피드백 기능이 활성화되면서 마치 귀로 듣는 것처럼 뇌가 인식하게 된다고 합니다. 익숙지 않은 단어나 자신이 잘 알고 있지 못하는 내용을 접하게 되면 청각 피드백 기능이 약 200㎳(밀리초, 1㎳=1000분의1초) 지연되는 현상이 나타나거나 오류가 발생해 말이 느려지거나 더듬게 된다는 것이지요. 아든 플린커 뉴욕대 의대 신경과학과 교수는 “말실수나 말을 잘 못하는 것이 단순히 심리적 문제만이 아닌 뇌의 문제이기도 하다”며 “말더듬 증상이나 파킨슨병, 알츠하이머 등으로 인한 언어장애의 새로운 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 했습니다. 앞으로 5년 동안 대한민국호를 이끌어 나갈 수장을 뽑는 대선이 한 달가량 앞으로 다가오면서 말들이 넘쳐납니다. 말은 생각과 그간의 행동을 담는 그릇입니다. 얼마나 사안을 잘 이해하고 진심을 담아 말하는지, 그들의 말을 꼼꼼히 듣다 보면 공감능력, 더 나아가 뇌 상태까지 이해할 수 있지 않을까요.

‘실행·판단 기능’ 전전두엽 발달 느려초기 아동기 발병해 성인기까지 남아2030 여성 환자도 4년 새 7배나 늘어충동성 방치 땐 중독·도벽 증상까지약물치료 우선…행동치료도 병행해야지난 6월 출간된 정지음 작가의 에세이 ‘젊은 ADHD의 슬픔’은 신인 작가로서는 이례적으로 6개월 새 1만 2000부라는 판매고를 올렸다. 깜빡 잊어버리고 뭐든 잃어버리는 실수투성이 삶이 사실은 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 탓이었다는 사실을 깨닫는 25세 여성의 이야기는 또래 여성들의 공감을 자아냈다. 더불어민주당 신현영 의원실에 따르면 20~30대 여성 가운데 ADHD로 병원을 찾은 사람은 2016년 1777명에서 2020년 1만 2524명으로 4년 새 7배나 늘었다. 이정한 연세세브란스 소아정신과 교수는 “주의력이 부족하고 산만한 행동을 보이는 것이 특징인 ADHD는 그동안 아동·청소년에게만 해당하는 병으로 알려져 왔다”며 “성인이 돼서도 ADHD 증상을 보이는 경우도 적지 않은데, 이는 성인이 된 뒤 발병한 게 아니라 아동기의 ADHD 증상들이 성인이 돼서도 남아 있는 경우”라고 말한다. ●“후천적 양육보다 생물학적 원인서 비롯” ADHD는 생활에 규범이 생기는 초등학교 입학 때부터 증상이 두드러진다. 학령기 아동의 약 4~12%가 ADHD에 해당되며, 남자아이들이 여자아이들보다 3~4배 많다. ADHD로 진단받은 아동의 70% 이상이 청소년기까지, 50~65%는 성인기까지 증상이 지속된다. 원인은 우리 대뇌피질 중 전두엽의 앞부분인 전전두엽의 발달이 또래에 비해 지연됐기 때문이다. 연구에 따르면 ADHD 환자들의 뇌는 보통의 아동들에 비해서 3년 정도 발달 속도가 느리다. 전전두엽은 실행, 기억, 판단, 계획, 반응 조절 등의 기능을 담당하는 곳이다. ADHD 환자의 경우 전전두엽의 신경전달물질인 도파민, 노르에프네프린의 기능 저하가 나타난다. 전전두엽의 발달이 느리면 산만하고 집중력이 부족해 주의 집중이 필요한 과제를 수행하기 어렵게 된다. 김효원 서울아산병원 소아정신건강의학과 교수는 “ADHD의 원인에 대해서는 의학적으로 정확히 밝혀지지 않았으나 후천적 양육에 의한 것이라기보다는 생물학적 원인에서 비롯되는 것으로 보고 있다”고 밝혔다. TV 육아 프로그램에 자주 등장하는 ADHD를 겪는 ‘악동’들에서 보듯, ADHD의 증상은 산만함과 충동, 과잉행동으로 요약된다. 어려서는 조심성이 없어 쉽게 다치거나 실수를 하기도 하고, 한 가지 놀이를 오래 이어 가지 못한다. 청력이나 이해력에 문제가 없지만 부모나 선생님의 말을 귀 기울여 듣지 않는다. 외부 자극에 예민하게 반응하며 잠드는 게 어렵고, 작은 소리에도 잘 깨는 증상도 보인다. 과잉행동과 충동 과다로 인해 나타나는 대표적 증상은 가만히 있지 못하고 몸을 계속 움직이는 현상이다. 아무 데서나 뛰고 높은 곳에 오르는 것을 좋아한다. 말이 지나치게 많고 질문을 많이 하기도 한다. 이 외에도 말을 끝내기 전에 급하게 대답을 하거나 또래 아이들의 장난감을 뺏고, 순서를 기다리지 못하는 등의 행동도 발견된다. ●건망증·주의력 결핍에 업무 수행 걸림돌 성인이 돼서는 책임 범위가 커지기 때문에 더욱 심각한 상황이 된다. 과잉행동 증상은 호전되는 경우가 많지만 주의력 결핍과 충동성은 오래가는 까닭이다. 직장인이라면 해야 할 업무나 중요 일정을 잊는 건망증 증세로 업무에 지장을 받을 수 있다. 충동적인 성향이 적극 발현돼 술이나 게임 등에 쉽게 중독되기도 하고, 도벽 등의 증세를 보이기도 한다. 주위로부터 ‘게으르다’, ‘말을 잘 안 듣는다’는 등의 부정적 피드백을 받다 보니 자존감도 낮고, 2차적으로 우울과 불안이 동반되는 경우도 흔하다. 반건호 경희의료원 정신건강의학과 교수는 “ADHD는 아동기 초기부터 발병하므로 제대로 진단받고 치료받지 못한 채 청소년기와 성인기로 이어질 경우 우울증, 성격장애 등을 포함한 정신장애가 합병증으로 나타날 수 있다”고 밝혔다. ADHD는 아동의 경우 부모 면담을 통해 증상과 가정환경, 학교 생활 적응, 학습능력, 또래 아이와의 관계 등을 파악한다. 아이와 면담하며 아이의 사회성과 불안·우울 경향 등 정서적 문제들도 함께 살핀다. 객관적 검사 도구로는 컴퓨터를 이용한 집중력검사, 종합심리검사를 통해 환자의 지능, 성격, 심리갈등, 인지수행능력을 평가하며, 뇌에 이상이 의심될 경우 뇌 영상 촬영, 뇌파 검사 등을 추가로 실시한다. ●약물치료로 우선 집중도 높여야 효과적 ADHD 진단을 받았다면 전문의를 통한 치료를 진행해야 한다. ADHD는 신경 발달 장애의 일종이기에 약물 치료와 함께 행동 치료도 병행하는 것이 좋다. 약물 치료에 거부감을 갖는 경우가 많은데, 약물 치료는 현재까지 ADHD 치료에 가장 효과적인 치료법으로 알려져 있다. 먼저 중추신경자극제를 2주 정도 투여해 효과를 살핀다. 한덕현 중앙대병원 정신건강의학과 교수는 “일단 약물로 증상을 경감시켜야 환자가 부모나 주변인들의 말에 귀를 기울이게 되므로 가장 시급한 처치”라며 “대개 70~80% 정도 효과가 있는 것으로 보고되고 있다”고 말했다. 전문가들은 약물 치료를 환자의 자존감 회복, 주변인들과의 관계 호전, 학습증진 효과가 나타나기까지 약 1~2년가량 지속해야 한다고 말한다. ●‘계획적 삶’ 훈련 통해 자존감 높여야 이와 더불어 환자가 일상에서 겪는 어려움에 직접적인 도움을 주는 인지행동치료도 해 볼 수 있다. 구체적으로 하루 계획을 세우고, 촘촘하게 시간을 관리하는 일 등이다. 주변 자극에 휩쓸리지 않도록 방을 깨끗이 치우고, 지나친 장식도 지양해야 한다. 집중력이 부족하므로 공부나 업무 시간도 짧게 나누고, 중간중간 쉬는 것이 효과적이다. 이러한 행동 통제로 쌓인 스트레스에 대한 보상으로 에너지 소모가 큰 운동을 배우거나 타악기 연주 등을 익히는 것도 도움이 된다. 환자 스스로 ADHD를 나약함이 아닌 질환으로 이해하는 자세가 필요하다. 스스로에 대한 자책이 자존감 추락으로 이어져 상황을 더욱 악화시킬 수 있기 때문이다. 아동의 경우 부모의 칭찬과 긍정적인 보상이 큰 힘이 된다. 한 교수는 “ADHD를 겪는 아동들은 별로 칭찬을 받아 본 경험이 없기 때문에 사소한 칭찬도 의외로 큰 효과가 있다”며 “치료 후 아이의 조그만 변화에도 관심과 칭찬을 아끼지 말아야 한다”고 말했다.

국내 연구진이 인체줄기세포를 이용한 마이크로로봇으로 뇌종양이나 알츠하이머 같은 뇌신경계 질환을 치료할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공, DGIST-스위스취리히연방공과대(ETH) 마이크로로봇연구센터, 가톨릭대 서울성모병원 이비인후과 공동연구팀은 사람의 줄기세포를 이용해 외부 자기장으로 움직일 수 있는 마이크로로봇을 만들고 줄기세포 치료제를 뇌로 쉽게 이동시킬 수 있는 방법도 찾았다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스’에 실렸다. 줄기세포치료제는 다양한 질병에 대해 부작용이 적다는 장점이 있기는 하지만 체내 깊숙한 곳에 위치한 환부나 신체부위에 정확한 양을 정확하게 전달하기 쉽지 않다는 한계가 있다. 또 줄기세포치료제가 전달되는 과정에서 체내에서 흡수되거나 사라지는 양이 많아 치료 효율성이 떨어지고 치료비용이 비싸다. 게다가 뇌신경계에 치료가 필요한 경우는 뇌혈관 특유의 혈액-뇌 장벽 때문에 전달효율이 떨어지기도 한다. 혈액-뇌 장벽은 뇌 속에 세균이나 이물질이 쉽게 침투하는 것을 막기 위한 뇌혈관의 특성이다. 이에 연구팀은 사람의 콧 속 작은 뼈인 하비갑개에서 추출한 줄기세포로 외부 자기장으로 움직일 수 있는 마이크로로봇을 개발했다. 생체접합성이 높은 ‘사람유래 줄기세포 기반 자성마이크로로봇’은 외부에서 자기장을 이용해 무선으로 목표지점까지 빠르고 정확하게 약물을 전달할 수 있다는 장점이 있다. 실제로 생쥐를 이용해 실험한 결과 쥐의 혈액-뇌장벽을 우회하는 후각경로를 통해 마이크로로봇이 대뇌피질까지 정확하게 도달해 줄기세포치료제를 전달하는 것을 확인했다. 연구에 참여한 DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수는 “이번 연구결과는 뇌 조직 내 약물 전달이 쉽지 않다는 문제를 줄기세포 마이크로로봇 기술로 해결한 것”이라며 “특히 이번에 개발한 기술은 기존의 수술법보다 효과적이고 안전하기 때문에 알츠하이머, 파킨슨병, 뇌종양 등 다양한 난치성 뇌신경계 질환 치료에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

“그동안 아기 발달과 관련한 정보를 접할 곳이 없어 맘카페에 기대곤 했는데, 전문가들의 체계적인 지원을 받을 수 있어 든든합니다.”(서초 이른둥이 조기개입 프로그램 참가자) 35세 이상 산모가 늘어나면서 예정보다 일찍 태어나는 ‘이른둥이’ 등에 대한 지원 대책이 필요하다는 목소리가 높아지고 있다. 이에 서울 서초구가 이른둥이를 비롯해 장애·고위험군·경계성 아동 치료의 골든타임을 확보하기 위해 팔을 걷었다. 24일 구에 따르면 전국 지방자치단체 최초로 지역 장애아동 지원센터인 ‘서초아이발달센터’가 오는 28일 개관한다. 센터는 부모가 발견하기 힘든 영유아 장애를 전문가가 조기에 촘촘히 진단하고 발달코칭 프로그램을 제공한다. 조산아, 저체중아 등의 출생률이 증가하는 가운데 미리 알지 못하거나 관련 지식이 부족해 장애로 이어지는 것을 막기 위해서다. 조은희 서초구청장은 앞서 이른둥이 조기개입서비스를 운영하는 등 아동지원 시스템의 사각지대를 해소하는 데 앞장섰다. 이 밖에 모자보건소, 손주돌보미교육 등 다양한 영유아 복지 정책을 펼치고 있다. 센터는 고위험군 출생아뿐 아니라 정상 발달을 이루지 못하는 경계범주 아동들에게도 전문적 진단 및 발달 프로그램을 지원한다. 프로그램은 ▲아동발달 코칭 ▲피질시각장애 평가·지원 프로그램 ▲서초 이른둥이 조기개입 퍼스트스탭 등으로 구성된다.먼저 아동발달 코칭은 만 6세 이하 영유아들에게 유아특수교사·물리치료사·작업치료사·언어치료사·사회복지사 등 아동발달 전문가가 운동·인지·사회정서·의사소통·자조기술 관련 교육을 지원한다. ‘피질시각장애 평가·지원’은 뇌손상·뇌성마비·영아연축·조산 등으로 피질 시각장애가 의심되는 영유아를 대상으로 대뇌피질 상태를 평가하고 일상에서 시각 발달을 코칭한다. 전국에서 서초구가 유일하게 운영하는 특화 프로그램이다. 기존 30개월 미만을 대상으로 운영했던 ‘서초 이른둥이 조기개입 퍼스트스탭’은 이번에 36개월 미만으로 확대한다. 구에 거주하는 이른둥이(재태기간 37주 미만 또는 2.5㎏ 미만 출생아)들을 대상으로 전문가들이 해당 가정을 방문해 아이의 발달 촉진을 지원한다. 이 밖에 부모 스트레스 조절, 기질 등 다양한 부모교육 프로그램도 제공한다. 조 구청장은 “서비스를 통해 치료의 골든타임을 지키고 몰라서 방치되는 아이가 없도록 도울 계획”이라고 밝혔다.