부모는 아이들에게 친절하고 서로를 배려하고 나누며, 다른 사람과 도움을 주고받을 수 있는 방법, 이타적으로 행동하는 법을 가르친다. 부모뿐만 아니라 유치원, 학교에서도 타인과 함께 사는 방법을 배우며 성장하지만, 그럼에도 어떤 이들은 이기적인 인간으로 자란다. 인간의 이타적 행위는 다른 종(種)과 달리 유전적 관련이 없는 낯선 이들에게까지 확장되며, 대규모 협력 사회를 유지하는 기초이자 갈등 비용을 줄이는 사회적 접착제 역할을 한다는 과학적 연구들이 많다. 가벼운 전기 자극으로 인간의 이기심을 줄이고 이타심을 높일 수 있다는 재미있는 연구가 나와 눈길을 끈다. 중국 상하이 화둥사범대 심리학·인지과학부·스위스 취리히대 신경경제학 연구센터·취리히대 의대 신경학과 공동 연구팀은 전두엽과 두정엽에 가벼운 전기 자극을 주면 개인의 이타적 행동을 늘릴 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 11일 자에 게재됐다. 연구팀은 이타심의 개인차를 결정짓는 뇌 영역과 연결성을 확인하기 위해 성인 남녀 44명을 대상으로 ‘독재자 게임’을 실시했다. 독재자 게임은 경제학이나 심리학 분야에서 ‘인간이 조건 없이 얼마나 이타적일 수 있는가’를 측정할 때 사용하는 대표적인 실험이다. 보통 최후통첩 게임 같은 협상 게임에서는 상대방의 제안이 마음에 안 들면 거절할 수 있고, 거절당하면 둘 다 돈을 못 받게 된다. 그러나 독재자 게임은 상대방 의사와 상관없이 독재자가 주는 대로 받아야 하고, 독재자 결정에 거부권을 행사할 수도 없다. 실험 참가자들은 총 540번의 의사결정을 통해 다양하게 제시된 금액을 상대방과 나눌 비율을 정하도록 했다. 연구팀은 실험 참가자를 두 집단으로 나눠, 한쪽 집단에는 게임이 진행되는 동안 ‘경두개 교류 전기자극’(tACS) 기술로 감마(γ)파와 알파(α)파로 전두엽과 두정엽을 자극했다. tACS는 머리에 전극을 붙여 해당 부위의 뇌세포들을 반복적으로 자극해 활성화하는 기술이다. 그 결과, 게임을 할 때 전기자극을 받은 참가자들이 이타적 선택을 할 가능성이 더 높았다. 자신이 상대보다 적은 돈을 가져가게 되는 상황에서도 그 결정을 그대로 받아들이거나, 상대에게 더 많은 금액을 제안할 확률이 늘어나는 등 이타적 행위를 하는 것도 관찰할 수 있었다. 의사결정 모델 분석에서도 뇌 자극이 참가자들의 비이기적 선호도를 자극해 금전적 제안을 검토할 때 상대방의 입장을 더 고려했다. 연구를 이끈 크리스티안 러프 취리히대 교수(의사결정 신경과학)는 “이번 연구는 비침습적 방식으로 특정 뇌 네트워크의 소통 상태를 변경하면 자기 이익과 타인 이익의 균형을 맞추는 의사 결정 방식이 바뀐다는 것을 보여준다”고 말했다. 그는 “최근 많은 분야에서 협업의 중요성이 강조되고 있는 만큼 이번 연구를 응용하면 협력을 촉진하는 새로운 기법을 개발할 수도 있을 것”이라고 덧붙였다.

병력 없이 건강한 삶을 유지하던 20대 남성이 경막하혈종으로 갑작스럽게 응급 뇌수술을 받게 된 사연이 전해지면서 이 병에 대한 주의가 요구된다. 지난달 29일 의학 학술지 큐러스(Cureus)에는 헬스장에서 격렬한 운동을 하던 중 뇌에 피가 고이는 ‘비외상성 경막하혈종’을 진단받은 28세 미국인 남성의 사례가 소개됐다. 그는 과거 병력도 없고 머리에 큰 충격을 입은 적도 없던 것으로 전해졌다. 이 남성은 근력 운동을 하던 중 머리에 ‘펑’하는 느낌을 느끼고 일시적인 시력 상실, 어지럼증, 메스꺼움 등을 호소하며 응급실을 찾았다. 검사 결과 남성의 전두엽과 두정엽 사이에서 8㎜짜리 혈종이 발견됐으며, 그는 결국 수술을 통해 혈종을 배출했다. 이 남성이 진단받은 경막하혈종은 뇌를 감싸고 있는 뇌 경막과 지주막 사이에 출혈이 있는 경우로, 대부분 외상에 의해 발생한다. 비외상성 혈관 파열로 발생하는 경우도 있지만 젊고 건강한 개인에게 비외상성 경막하혈종이 나타나는 경우는 드물다. 이 남성의 사례를 연구한 연구진은 탈수 상태, 고카페인 에너지 음료 섭취, 격렬한 운동 등이 복합적으로 작용해 비외상성 경막하혈종으로 이어졌을 것이라고 봤다. 체내 수분이 급격하게 줄어들면 혈관이 수축하고 혈압 조절 기능이 손상되는 것으로 알려져 있다. 카페인 역시 뇌혈관 수축을 유도한다. 탈수 상태에서 에너지 음료를 마셔 혈관이 수축한 상황에 과격한 운동으로 혈압까지 올라 뇌출혈로 이어졌다는 게 연구진의 해석이다. 연구진은 “젊은 사람이 갑자기 신경학적 증상을 호소하면 비외상성 경막하혈종을 의심해야 한다”며 “건강한 상태에서 경막하혈종이 발생하는 요인을 추가로 연구할 필요가 있다”고 설명했다. 경막하혈종은 주로 고령자나 음주 횟수가 많은 이들에게 나타나며 아주 작은 충격에도 출혈이 발생할 수 있다. 두통, 구토, 보행 장애, 언어 장애 등 신경학적 증상이 나타나면 수술을 통해 혈종을 제거하고 관을 삽입해 혈액을 내보내야 한다. 간혹 출혈량이 적고 증상이 심각하지 않으면 수술 치료 없이 경과를 관찰하기도 한다. ‘드래곤볼’, ‘닥터 슬럼프’ 등을 그린 만화가 토리야마 아키라가 지난해 급성 경막하혈종으로 사망하기도 했다.

국내 의료진이 뇌종양으로 오인됐던 희귀 기생충 감염을 규명하고 제거 수술에 성공했다. 환자는 과거 오염된 연못 물과 익히지 않은 야생 동물 고기, 생선을 섭취한 경험이 있었던 것으로 확인됐다. 지난달 30일 서울대병원 백선하 신경외과 교수와 순천향대서울병원 박혜란 신경외과 교수 공동 연구팀은 스파르가눔증 감염으로 발생한 뇌 병변을 성공적으로 진단·치료했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 신경학회 저널인 Neurology에 게재됐다. 스파르가눔증은 기생충 유충이 체내에 침투해 혈류를 타고 뇌로 이동하며 발생하는 드문 감염 질환이다. 주로 오염된 물을 마시거나 익히지 않은 야생 동물의 고기 또는 생선을 섭취할 때 감염된다. 감염 초기에는 두통과 구토 증상을 보이다 시간이 지나면 발작, 시야 결손, 감각 이상 등 심각한 신경학적 문제로 이어질 수 있다. 이번 사례는 극심한 두통과 구토로 서울대병원을 방문한 40대 여성 환자에서 시작됐다. 당시 자기공명영상(MRI)에서 뇌 좌측 후두엽에서 병변이 발견돼 뇌종양으로 오인됐다. 의료진은 수술을 권유했지만 환자는 증상이 일시적으로 호전되자 치료를 거부하고 퇴원했다. 7개월 후, 환자는 극심한 두통과 전신 발작으로 병원을 다시 찾았다. 추가 MRI 검사에서는 병변이 좌측 두정엽으로 이동한 것이 확인됐다. 병변이 이동하는 점은 기생충 감염의 대표적인 진단 단서로, 의료진은 효소결합면역흡착검사(ELISA)를 통해 스파르가눔증 항체를 확인했다. 결국 환자는 개두술을 통해 살아 있는 기생충을 제거했다. 수술 중 발견된 기생충은 뇌 조직에서 살아 움직이는 모습이 영상으로 기록되며 학계에 보고됐다. 백 교수는 “MRI에서 병변이 이동하는 경우 기생충 감염 가능성을 반드시 고려해야 한다”며 “오염된 물을 피하고 고기나 생선을 충분히 익혀 먹는 것이 예방의 핵심”이라고 강조했다. 연구팀은 이번 사례를 통해 기생충 감염이 종양성 병변으로 오인될 가능성을 시사하며, 신속한 진단과 치료의 중요성을 거듭 강조했다.

세계 최고령 결합쌍생아 남매가 지난 7일(현지시간) 사망했다. 자매로 태어났던 이들은 2007년 쌍둥이 중 한명이 남성으로 성 정체성을 밝히면서 남매로 살다 세상을 떠났다. 12일(현지시간) 기네스세계기록(GWR)은 부고 기사를 인용해 로리·조지 샤펠 남매가 지난 7일 미국 펜실베이니아 대학교 병원에서 사망했다고 전했다. 이들의 나이는 62세 202일로, 역대 두 번째로 나이가 많았던 자매 결합쌍생아보다 9년 더 생존했다. 로리와 조지 샤펠 남매는 1961년 9월 18일 미국 펜실베이니아주에서 두개골이 부분적으로 융합된 상태에서 태어났다. 이들은 전두엽과 두정엽 등 뇌와 필수 혈관의 30%를 공유했다. 흔히 샴쌍둥이로 불리는 결합쌍생아는 두 사람이 한 몸을 공유하는 쌍생아를 가리킨다. 두개골만 융합된 형태, 가슴 아래로 융합돼 심장을 공유하는 형태, 하체만 공유하는 형태 등 다양하게 나타난다. 발생 확률은 20만분의 1이라고 하며, 그중 절반은 사산된다. 무사히 태어난다 해도 대체로 수명이 짧다.샤펠 남매가 태어났을 때도 의료진 등은 오래 살아봐야 서른을 넘기기 어렵다고 봤다. 그러나 이들은 예측 수명의 두 배가 넘는 세월 동안 생존했다. 세계 최고령 결합쌍생아 생존 기록은 2020년 68세의 나이에 사망한 미국의 로니·도니 갈리온 형제가 갖고 있다. 샤펠 남매 중 로리는 신체 움직임에 문제가 없었지만 조지는 척추이분증을 앓아 걸을 수 없었다. 조지는 로리가 밀어주는 휠체어식 의자에 앉아 생활했다. 두 사람은 한 몸으로 살면서도 각자의 삶을 존중했다. 로리는 아마추어 볼링 선수로 활약하며 여러 개의 트로피를 따냈고, 조지는 미국과 유럽, 일본 등지에서 컨트리 가수로 활동했다.일상생활에서도 이들은 각자의 사생활을 사이좋게 나눴다. 침실 2개짜리 아파트에서 각자 방을 갖고 번갈아 생활했다. 샤워할 때도 샤워 커튼을 치고 한 사람이 샤워하는 동안 다른 사람은 욕조 밖에서 기다렸다. 결합쌍생아는 같은 유전체를 공유하기 때문에 같은 성별이다. 이들도 46년간 자매로 지냈다. 그러나 ‘도리’로 살아왔던 조지는 2007년 자신의 성 정체성이 사실은 남성이었다며 ‘조지’로 개명하고 남성으로 살기 시작했다. 그는 한 인터뷰에서 “나는 아주 어릴 때부터 소년으로 태어났어야 했다는 것을 알고 있었다”면서 “너무 힘들었지만 나이가 들수록 거짓말을 하며 살고 싶지 않았다”고 말했다. 그러나 따로 성전환 수술을 하지는 않았다. 이들은 1997년 출연했던 다큐멘터리에서 분리 수술 의향을 묻는 질문에 “우리는 고장난 것이 아니기 때문에 고칠 필요도 없다”며 단호히 거부했다. 샴쌍둥이라는 명칭은 1811년 태국의 옛 이름인 시암에서 몸이 붙은 채 태어난 창·앵 벙커 형제의 사연이 유명해지면서 널리 알려졌다.

의사의 사망선고가 들리면서 육체에서 빠져나와 천장에서 자신을 내려다보는 모습, 어두운 터널을 지나 갑자기 환한 빛이 있는 곳으로 나가는 모습, 멀리 떨어져 있는 가족이나 친지를 방문하는 것, 신의 목소리……. 판타지 영화나 드라마에서 자주 등장하고 서점가에서도 종교 분야에서 흔히 볼 수 있는 임사체험(Near-Death experience·臨死體驗)과 관련해 등장하는 흔한 이야기이다. 이런 이야기들에서 공통적 요소를 발견할 수 있다는 것 때문에 영혼이나 의식이라는 것이 있는지, 심장이 멈춘 후에도 완전히 사라지지 않는 의식이 있는지 궁금증을 불러일으킨다. 미국 미시건대 의대 분자·통합생리학과, 신경과, 심장내과학, 마취학과, 미시건 신경과학연구소, 의식과학 연구센터, 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원 마취과 공동 연구팀은 죽어가는 사람의 뇌에서 의식과 관련된 활동이 급증한다는 간접 증거를 발견했다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 5월 2일자에 실렸다. 의식은 철학적 또는 사전적으로는 ‘깨어 있는 상태에서 자기 자신이나 사물에 대해 인식하는 작용’을 의미하며 종교적으로는 영혼이라고 부르기도 한다. 뇌신경과학이 발달하면서 의식도 뇌에서 발생하는 뇌파 때문에 만들어지는 것으로 추정하지만 아직 명확히 그 존재가 확인되거나 원인이 규명되지는 못하고 있다.이런 가운데 연구팀은 2014년부터 최근까지 미시건의대 부설 종합병원의 신경계 중환자실(NICU)에서 심정지로 사망한 환자 4명의 뇌파 기록과 활력 징후(바이탈 사인) 등을 분석했다. 4명의 환자는 모두 혼수상태였으며 신체적 반응은 없었고 가족의 허락을 받아 생명 유지 장치를 제거한 뒤 사망했다. 연구팀의 분석에 따르면 4명 중 2명은 인공호흡기를 제거하자 극도로 긴장하거나 흥분 상태에서 발생하는 진동이 빠른 뇌파로 알려진 감마파가 폭발적으로 증가하고 순간적으로 심박수가 증가했다. 감마파는 기억을 떠올리거나 꿈을 꿀 때도 활성화되는 뇌파로 알려져 있다. 이런 감마파 폭발은 뇌 측두엽, 두정엽, 후두엽 사이 교차하는 부분, 의식과 관련된 부분으로 추정되는 일명 핫존(hot zone)에서 감지됐다. 이 부분은 다른 뇌 연구에서 꿈, 간질환자의 시각적 환각, 마취 등을 할 때 의식 상태 변화와 관련 있는 부분이다. 그렇지만 나머지 2명의 환자에게서는 이런 감마파 폭발 현상이 나타나지 않고 심박수 증가도 관찰되지 않았다. 특히 이번에 관찰된 현상은 표본 수가 적고 환자가 사망했기 때문에 감마파 폭발 순간 어떤 경험을 했는지 알 수가 없기 때문에 확실히 의식 현상을 의미한다고 보기 어렵다고 연구팀은 밝혔다. 또 심장마비로 산소 부족 탓에 죽어가는 동물에게서도 유사한 감마파 폭발 현상이 나타나는 경우가 많아 확대 해석을 해서는 안 된다고 덧붙였다. 그러면서도 이번 연구는 그동안 밝혀지지 않았던 의식, 영혼에 대한 이해에 도움을 줄 것으로 기대한다. 연구를 이끈 지모 보르지긴 미시건대 의대 교수(신경학)는 “이번 연구 결과는 인간이 죽어가는 과정에서도 뇌에서 얼마나 생생한 이미지를 만들어 내는가를 간접적으로 보여주는 것”이라며 “죽기 직전 뇌에서 감마파가 폭발적으로 활동하는 것이 숨겨진 의식의 증거인지 아닌지는 추가 연구를 통해 분석해야 할 문제”라고 말했다.

최근 한 과학 크리에이터가 방송에 출연해 “가위눌림, 주마등 등은 과학”이라고 주장해 화제를 낳은 가운데, 이러한 주장을 뒷받침할 가능성이 있는 연구결과가 나왔다.  미국 미시간대학 연구진은 뇌전도(EEG) 모니터링 기계를 장착한 채 심정지로 숨진 피실험자 4명의 사례를 연구했다.  EEG 모니터링은 두피에 부착된 전극을 이용해 뇌의 전기 활동을 측정하는 테스트다. 뇌의 움직임에 따라 발생하는 미세한 전기 신호를 감지하고 기록할 수 있다.  피실험자 4명은 모두 자극에 반응이 없는 혼수상태에 빠져 있었으며, 의학적으로 손 쓸 방법이 없는 탓에 가족이 생명유지 장치 제거에 동의한 상태였다.  연구진에 따르면, 생명유지 장치 중 하나인 인공호흡기를 제거하자 77세와 24세 여성 환자 2명은 심박수가 증가하고 뇌의 감마파 활동이 급증했다. 감마파는 30헤르츠(Hz) 이상의 가장 높은 진동수를 가진 뇌파로, 극도로 긴장하거나 복잡한 정신 활동을 수행할 때 활성화된다.  특히 이러한 뇌 활동은 후두엽과 두정엽, 측두엽간 연결부위인 ‘의식의 신경 상관물'(NCC·Neural Correlates of Consciousness)이 집중된 부위에서 포착됐다.  일반적으로 사람이 발작을 겪을 때도 높은 수준의 감마파가 기록되며, 강렬한 생각 또는 집중력 증가와도 연관이 있는 것으로 알려져 있다.  77세와 24세 여성 피실험자 2명은 과거 발작 증세를 경험한 적은 있지만, 사망하기 한 시간 전에는 이러한 증상을 보이지 않았다.  다만 피실험자 4명 중 또 다른 2명에게서는 사망 전 별다른 뇌 운동이 확인되지 않았다. 연구진은 이번 연구의 사례가 매우 적기 때문에, 죽음을 맞는 과정과 뇌 활동 간의 명확한 주장을 펼치는 데에는 신중했다. 다만 죽음이 임박한 상황에 처했을 때, 감마파의 뇌 활동이 늘어나는 신경 상관물 집중 부위가 특정된 것은 이번이 처음이라는 점에서 의의를 가진다.  해당 연구의 수석 저자인 지모 보르지긴 박사는 AFP와 한 인터뷰에서 “우리는 이번 연구에서 관찰된 의식의 신경 신호와 환자의 (죽은 과정에서 겪는) 경험의 상관 관계는 만들 수 없다”면서도 “그러나 관찰된 발견은 분명히 흥미로우며, 죽어가는 인간의 은밀한 의식에 대해 이해할 수 있는 새로운 틀을 제공한다”고 자평했다.  이어 “이번 연구는 신경생리학적 메커니즘을 밝히는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.  해당 연구결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 앞서 과학 크리에이터 궤도는 TvN ’유퀴즈 온더블록‘에 출연해 죽기 전 주마등이 스치는 이유는 살기 위해 뇌가 발버둥 치는 것이라는 가설을 제기했다.  그는 “주마등이 스친다는 건 과거의 기억들이 빠르게 지나가는 것”이라면서 “죽음의 순간에 우리의 뇌가 해야 할 일은 살 방법을 찾는 것이다. 뇌가 모든 삶의 기록 안에서 난관을 극복할 방법을 찾는 것”이라고 말했다. 또 “그러나 뇌가 그 방법을 찾지 못하면 주마등이 스친 채 삶이 끝나는 것”이라고 말해 호기심을 자극했다. 

부모님들은 모르겠지만 학생이라면 누구나 현재 성적과는 상관없이 공부를 잘하고 싶다는 생각을 갖고 있습니다. 수학을 포기한 ‘수포자’가 많다고들 하지만 학생들 스스로는 학원도 다니고, 과외도 받고 교육방송을 보는 등 시간 투자를 많이 해도 여간해선 성적이 오르지 않는다고 호소합니다. 공부 방법이 잘못됐을 수도 있지만 노력만큼 성적이 나오지 않으니 자연스럽게 수포자의 길로 갈 수밖에 없는 것이겠지요. 수학이 어렵고 원하는 결과가 나오지 않아 던져 버리고 싶겠지만 꾸준히 공부하는 것이 중요하다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국, 중국, 프랑스 과학자들은 뇌 신경회로의 연결 강도가 수학 성적을 좌우한다는 사실을 밝혀냈습니다. 미국 스탠퍼드대 의대·샌타클래라대·럿거스대, 중국 저장대·중산대, 프랑스 파리 사클레대 소속 뇌신경과학자, 행동과학자, 심리학자, 물리학자들이 참여한 이 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학저널’ 4월 12일자에 실렸습니다. 어려서 수학적 감각을 제대로 익히지 못하면 학창 시절엔 수포자가 되기 십상이고 평생 수학적, 논리적 능력이 손상될 가능성이 크다고 합니다. 실제로 수학적 감각은 학업 성적은 물론 향후 직업적 성공과 연결된다는 연구 결과도 많습니다. 연구팀은 7~10세 초등학생 96명을 대상으로 수학 성적과 뇌 연결성의 관계를 조사했습니다. 1만 4371건의 기능성 자기공명영상(fMRI) 뇌 분석 사례와 89건의 수학과 인지기능 관련 연구를 메타 분석했습니다. 분석 결과 수학 성적이 좋은 아이들은 뇌 신경회로가 강하게 연결돼 있는 것으로 나타났습니다. 후두정엽 ‘두정엽내고랑’이라는 영역이 숫자와 기호를 처리하는 수학적 능력에 관여하는 것으로 이미 알려져 있었습니다. 연구팀은 두정엽내고랑이 잘 발달돼 있더라도 기억과 학습 중추라는 해마와 강하게 연결되지 않은 경우엔 수학적 감각이 떨어지고 성적이 좋지 않다는 점을 새로 찾아낸 것입니다. 그렇다면 두정엽내고랑과 해마의 연결이 약한 아이들은 수포자가 될 수밖에 없을까요. 연구팀은 한 걸음 더 나갔습니다. 연구팀은 뇌 연결성이 약하고 수학 성적이 좋지 않은 아이들을 대상으로 수학 개념을 좀더 쉽게 이해할 수 있도록 돕는 교육 프로그램을 4주 동안 운영했습니다. 기초부터 차근차근 이해할 수 있게 도왔다는 것입니다. 4주 뒤 연구팀이 이들을 대상으로 다시 시험을 치게 하고 fMRI로 뇌를 촬영해 보니 뇌 신경 연결성이 이전보다 강해지고 성적도 오른 것으로 확인됐습니다. 지난해 영국 옥스퍼드대 연구팀도 아동·청소년기에 수학 공부를 포기하거나 중단하면 인지기능 발달에 부정적 영향을 미친다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했습니다. 이런 연구들을 종합해 보면 아이들의 미래를 위해서라도 수포자가 되게 해서는 안 된다는 말입니다. 단순히 성적을 높이겠다고 학원에 보내 문제풀이나 반복하게 하는 것은 수학에 흥미를 잃고 수포자가 되게 하는 지름길이라는 연구 결과도 많습니다. 새로운 개념을 정확히 가르치고 현실에서 어떻게 사용되는지 다양한 사례를 제시해 흥미와 학습 동기를 이끌어 수학을 못하더라도 관심을 갖게 만드는 것이 중요하다는 의미입니다.

글을 읽고 이해하는 ‘문해력’은 학업성취도는 물론 원활한 사회생활을 위해서도 중요한 요건이다. 최근 들어 문해력에 대한 관심이 높아지면서 서점가에서는 관련 서적들이 쏟아져 나오고 있다. 많은 전문가들이 문해력의 핵심은 ‘독서’라고 강조하고 있다. 그런데 매일 규칙적으로 하는 독서는 문해력 향상 뿐만 아니라 뇌졸중 예방은 물론 뇌졸중 환자들의 재활에도 유용하다는 연구결과가 나왔다. 미국 조지타운대 종합병원 신경과, 재활의학과, 드렉셀대, 펜실베니아대, 워싱턴 메드스타 국립재활병원 공동연구팀은 언어 관련 중추를 지속적으로 자극시키는 것이 뇌졸중 재활에서 필요한데 특히 규칙적인 독서활동이 도움이 된다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘브레인 커뮤니케이션즈’ 8월 30일자에 실렸다. 뇌졸중은 뇌기능의 부분적, 전체적 장애가 상당 기간 지속되는 질환으로 뇌혈관이 막혀 발생하는 뇌경색과 뇌혈관이 터져 생기는 뇌출혈로 나뉜다. 뇌졸중이 생기면 여러 증상이 생기는데 뇌졸중 환자 5명 중 1명 꼴로 지속적 언어장애가 나타난다. 연구팀은 뇌졸중 환자 30명과 일반인 37명을 대상으로 독해력과 소리를 듣고 이해하고 사용하는 음운학적 능력을 측정했다. 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI) 기술을 이용해 회백질 부위와 뇌졸중 발생 부위를 정밀 측정했다. 분석 결과 언어장애를 겪고 있는 뇌졸중 환자들은 ‘언어’ 기능을 관장하는 좌뇌에 문제가 생긴 것인데 두 가지 다른 패턴을 보이는 것으로 나타났다. 왼쪽 전두엽 부분과 관련된 뇌졸중은 정확하고 명확한 음성을 만들어 단어를 소리내는데 문제를 일으키고 왼쪽 측두엽과 두정엽에 문제가 생긴 뇌졸중 환자는 단어의 정확성을 판단하는 능력과 소리의 뜻을 정확히 파악하는 청각운동 기능에 문제가 생기는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 뇌졸중 환자의 언어기능 장애 재활치료를 위해서는 책을 매일 규칙적으로 읽는 것이 필요하다고 밝혔다. 연구를 이끈 피터 터켈타웁 조지타운대 의대 교수는 “이번 연구는 뇌졸중이 환자의 언어능력에 어떤 영향을 미치는지 신경해부학적, 인지과학적 기초를 명확히 하고 규칙적인 독서활동이 재활에 도움이 된다는 사실을 제시했다는데 의미가 있다”라고 설명했다. 한편 미국 로마린다대 공중보건대 영양학 및 예방의학센터, 통합보건대 식품영양학과, 스페인 아우구스트 파이아이수니어 생물의학연구소, 카를로스3세 연구소, 바르셀로나 델마르 의학연구병원(IMIM), 발렌시아대 의대 예방의학 및 공중보건학과, 비영리 연구교육기관인 식이지방산연구소(FARI) 공동연구팀은 매일 견과류, 특히 호두를 섭취하는 것이 좋은 콜레스테롤을 늘려 뇌졸중을 비롯한 심혈관 질환을 예방하는데 도움이 된다고 3일 밝혔다. 이 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘순환’ 8월 31일자에 실렸다. 연구팀은 2012년 5월부터 2016년 5월까지 스페인 바르셀로나와 미국 캘리포니아 로마린다에 거주하는 건강한 63~79세 남녀 708명을 두 그룹으로 나눠 한 집단은 매일 하루 호두 반 컵 씩 섭취하도록 하고 다른 쪽은 호두를 제공하지 않았다. 실험이 끝난 2년 뒤 연구팀은 참가자들의 혈중 콜레스테롤 수치와 지질 단백질 수치, 뇌기능을 분석했다. 그 결과 호두를 장기 섭취한 사람들은 ‘나쁜 콜레스테롤’인 LDL 수치와 총 콜레스테롤 수치가 낮아지는 것으로 나타났으며 심혈관질환과 혈관성 치매, 뇌졸중 발병 비율도 현저하게 낮은 것으로 조사됐다. 고혈압과 고지혈증으로 치료를 받고 있던 사람들도 2년 동안 호두를 섭취한 결과 대부분 콜레스테롤수치와 혈압이 정상에 가깝게 떨어지는 것으로 조사됐다. 남성은 LDL 콜레스테롤 수치가 이전에 비해 7.9%, 여성은 2.6% 감소한 것으로 나타났다. 스페인 바르셀로나 델마르 의학연구병원 에밀리오 로스 교수는 “매일 호두를 한 줌씩 먹는 것은 심혈관 건강을 증진시키는 간단한 방법으로 식단에 호두를 비롯한 다양한 식단을 포함시킬 경우 콜레스테롤 수치를 낮추고 심혈관질환과 뇌졸중을 예방하는데 도움이 될 것”이라고 말했다.

<6>거장에게 배우는 마음 다스리기 버핏이 생각한 IQ와 투자의 관계IQ 검사는 성찰 등 고위인지기능보다주의·언어·시공간 등 하위기능 평가멘사 회원 투자 성과 예상외로 저조자기 과신해 손실 나도 그만 못 둬 #편집자 주 당신의 마음은 안녕하신가요? ‘오늘하루 마음읽기’에서는 날씨처럼 시시각각 변하는 우리 마음속 이야기를 젊은 정신건강의학과 전문의 4명이 친절하게 읽어 드립니다. 여섯 번째 회에서는 투자 귀재인 워런 버핏(91)의 말을 통해 높은 IQ와 투자 결과는 어떤 관련이 있는지 최명제 건대하늘정신건강의학과의원 원장이 알려드립니다.‘월가의 전설’이 된 워런 버핏 버크셔 해서웨이 회장의 말 한 마디 한 마디는 늘 화제를 모은다. 미국 네브래스카주 오마하에서 은둔에 가까운 생활을 하는 버핏은 자사 주주총회 등에 등장해 가끔 입을 여는데 사람들은 그 안에서 숨은 투자전략을 찾기 바쁘다. 버핏이 투자 역사상 가장 위대한 투자가로 추앙받는 이유는 높은 수익률을 올렸기 때문만은 아니다. 찰리 멍거(97)처럼 좋은 파트너를 곁에 둔 것, 자신이 잘 아는 영역이 아니면 과도한 도전을 하지 않은 것 등 그의 투자 철학은 우리가 살아갈 때도 적용할 수 있는 방식이기 때문이다. ●“투자란 IQ 160이 130 이기는 게임 아냐” 버핏은 2015년 버크셔 해서웨이의 연례 주총에서 “고장 난 IQ 160은 원치 않는다”라고 말했었다. 최고 경영자는 다양한 경험과 기술이 필요하므로, 주식 투자에만 전문가인 인사를 후계자로 지지하지 않겠다는 뜻이다. 그는 앞서 “투자란 IQ 160인 사람이 130인 사람을 이기는 게임이 아니다”라고도 했었다. 투자에는 IQ가 아닌 다른 덕목이 더 중요하다는 얘기인데 정말 그럴까? 투자는 철저한 분석과 예측 등 투자자 개인이 가진 미덕으로 빛을 발하는 분야다. 우리는 IQ가 높은 사람이 투자에 유리하다고 당연하게 생각한다. 누군가는 높은 IQ를 아주 큰 장점이라고 여길지도 모른다. IQ와 투자의 관계를 통해 투자에서 버핏이 가장 중요하게 생각하는 지점을 살펴보자. ‘IQ(Intelligence Quotient)’란 검사를 통해 지능 발달 정도를 수치로 나타낸 것이다. IQ가 높다는 말은 머리가 좋다거나, 똑똑하다는 뜻으로 받아들여진다. 하지만 이 수치가 높다고 합리적인 판단이나 선택을 잘한다고 볼 수는 없다. IQ 검사에 사용되는 ‘웩슬러 지능검사(Wechsler Scale of Intelligence)’는 전두엽보다는 두정엽의 기능을 평가하는 도구이다. 사고력, 추리, 계획, 문제해결을 담당하는 전두엽에 심한 손상을 입어 일상생활에 적응하지 못하는 상황임에도 IQ는 정상인 사례가 수없이 보고됐다. 이렇듯 웩슬러 지능 검사는 고위 인지기능을 측정하기보다 주의, 언어, 시공간 기능과 같은 하위기능을 반영한다. 따라서 IQ가 높다고 꼭 현명한 판단을 한다는 보장은 없다.합리적 판단을 하려면 기억력, 사고력 등 추상적 사고뿐 아니라 성장형 사고, 성찰, 인지, 지적 호기심 등이 필요하다. 즉, 지혜로운 사고를 하기 위해서는 IQ로 대표되는 ‘분석 지능’ 외에도 ‘다양한 방식의 지능(사회, 감정, 창조 등)’이 필요하다. 결국, 높은 IQ가 투자에 도움 될 수는 있지만, 성공적인 결과를 낳는 필수 요건은 아니라는 것이다. IQ가 높은 ‘똑똑한 사람들’이 오히려 투자에 실패하는 사례가 많이 보이기도 한다. 왜일까. ●‘똑똑한’ 멘사 회원들, 인덱스 펀드를 이기지 못했다‘ 똑똑한 사람들은 자신의 견해를 정당화하고 타인의 조언을 듣지 않는 경우가 많다. 스스로 과신하기 때문이다. 똑똑한 사람들 모두 그렇다는 건 아니지만, 자기 과신에 빠져 오히려 비합리적인 판단을 내리는 것은 유의해야 한다. IQ 상위 2%에 드는 사람들만 가입이 가능한 ‘멘사’ 회원들의 주식투자 성과를 살펴보자. 미국의 잡지 ‘스마트 머니(Smart Money)’ 2001년 6월호에 따르면, 멘사 회원들이 1986년부터 2001년까지 15년 동안 주식 투자한 결과는 기대에 비해 저조했다. 그들이 투자한 1만 달러는 15년이라는 긴 시간 동안 고작 5000달러 불어났을 뿐이다. 수익률로 환산해보면 연 2.5%에 불과했다. 같은 기간 S&P 500 인덱스펀드의 수익률은 연 15.3%였다. 같은 금액을 인덱스 펀드에 투자했다면 8만4000 달러를 벌 수 있었다는 뜻이다. 멘사 회원의 일화는 ‘자기과신’이 불러올 수 있는 문제를 보여준다. 멘사 회원들은 본인들이 설계한 트레이딩 컴퓨터 시스템에 의지했다. 자신의 능력을 과신했기에 주식 투자가 손실 쪽으로 향하더라도 그만두지 못한 것이다. ●인내 없는 투자=브레이크 없는 고속도로 주행 높은 지능이 자기 과신으로 이어지는 것은 과속운전과 비슷하다. IQ는 자동차의 가속페달과 같다. 서울에서 부산까지 가속페달만 밟는다면 높은 확률로 사고가 날 것이다. 어쩌면 운전에도, 투자에도 정말 중요한 것은 브레이크 페달일 수 있다. 고속도로에서 과속하지 않아야 정해진 목적지에 무사히 도착할 수 있는 것처럼 투자에서도 위험한 투자를 하지 않아야 복리의 마법을 통해 많은 수익을 누릴 수 있는 것이다. 투자할 때 브레이크 역할을 하는 건 바로 ‘인내’이다. 투자에서 인내란 마냥 참고 기다리는 것만을 말하지 않는다. 자기만의 원칙을 지키며 수익을 기다리는 버핏처럼 어떤 태도를 가지고 투자하는가를 뜻한다. 돈에 관한 자세, 자신만의 원칙과 성품은 합리적 판단에 필수적이며, 이를 위해 우리가 가져야 할 정말 중요한 점은 자신의 ‘능력 범위(Circle of Competence)’를 아는 것이다. 자신의 능력 범위를 알고, 그 안에서 투자하는 것은 버핏이 오래전부터 지속해온 방식이자 투자 철학이다. 버핏은 모르는 분야에 투자하지 않았다. 자신이 충분히 이해한 회사와 사업모델만을 상당량 사들이고 보유했다. 매일 워싱턴 포스트 신문을 읽고 체리콜라를 5잔 마시는 버핏이 ‘코카콜라’, ‘워싱턴 포스트’ 에 집중투자 한 것은 누구보다도 브랜드와 제품의 가치를 잘 이해한 곳에 투자했던 사례라고 볼 수 있다.●“아는 것에 투자하라”는 철학이 ‘투자 현인’을 만들다 큰 실수를 하지 않는 것만으로 투자는 성공에 가까워진다. 그러기 위해서는 자신이 아는 것과 모르는 것을 정확히 구별할 줄 알아야 한다. 과신하지 않고 자신의 능력 범위를 아는 것은 버핏의 가장 중요한 덕목이며, 그를 뛰어난 투자자로 만든 비법이다. ‘관심 분야를 공부하고 분석해 투자하라’는 게 당연한 이야기로 들릴지 모른다. 하지만 주변에서 들려오는 소문과 자기 과신으로 인해, 자신의 능력 범위를 인지하는 건 쉽지 않은 일이다. 그럼에도 잘 알지 못하는 곳과 위험한 곳을 피한다면 적어도 투자에 실패하지는 않을 것이다. 버핏은 투자를 ‘눈덩이 굴리기’에 비유했다. 처음에는 작은 눈덩이를 산 아래로 굴리면 점점 살이 붙어 커다란 눈덩이가 된다. 이처럼 투자를 계속해나가면 복리 효과를 통해 자산이 크게 불어날 수 있다는 것이다. 눈덩이를 오래 굴리기 위해서는 위험한 곳, 자신이 잘 알지 못하는 곳은 피해야 한다. 이는 우리가 투자할 때 취해야 할 가장 중요한 덕목이다. 겸손을 갖고 지혜롭게 투자해나간다면, 큰 복리 효과를 누릴 수 있지 않을까. 필자인 최명제 정신건강의학과 전문의는 건대하늘정신건강의학과의원 원장을 맡고 있다. 의사들이 직접 글을 쓰는 정신의학신문의 운영진으로 활동하고 있으며 경제적 의사결정에 우리의 심리가 어떤 영향을 미치는지 쉽게 풀어 설명해왔다.

초, 중, 고등학교를 다니는 자녀가 있는 부모들은 아이들이 자신들보다 공부를 잘 했으면, 특히 대학입시와 직결되는 수학과목을 잘 했으면 하는 바람을 갖고 있다. 방학을 맞아 서점을 찾거나 오프라인 서적 교육분야만 봐도 수학공부를 잘할 수 있는 ‘비법’(?)을 공개한 책들이 상당히 많다는 것을 알 수 있다. 공통적으로 공부를 잘 하기 위해서는 오랜 시간 자리에 앉아 집중해야 하며 수학시험에 익숙해지기 위해서는 기본 개념을 완벽하게 이해하고 문제를 많이 풀어보라고 조언하고 있다. 그렇지만 오랜 시간 책상 앞에 앉아 교과서와 문제집을 열심히 공부하는데도 생각만큼 성적이 오르지 않는 경우도 적지 않다. 책이나 전문가라는 사람들이 조언하는 것 말고 다른 것이 있는 것이 아닐까. 이런 상황에서 뇌신경과학자, 인지과학자, 심리학자들은 뇌 속 특정 신경전달물질이 많은 아이들이 수학성적이나 학업성취도가 높다는 연구결과를 내놨다. 영국 옥스포드대 실험심리학과, 스완지대 심리학과, 러프버러대 수학인지연구센터, 서리대 심리학과, 애스턴대 심리학부, 미국 퍼듀대 보건·인간과학부 공동연구팀은 학업성적, 특히 수학성적은 뇌 후두정엽의 두정엽내고랑 부분 ‘가바’(GABA)와 ‘글루타메이트’라는 신경전달물질의 양과 비율이 좌우한다는 사실을 확인했다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 7월 23일자에 실렸다. 연구팀은 20세 이상 성인과 6~19세 아동, 청소년 255명을 대상으로 수학시험(60분)과 일반 인지능력 평가(30분)를 실시했다. 또 1년 6개월이 지난 뒤 다시 수학과 인지능력 분야 평가를 했다. 이와 함께 연구팀은 시험 전후에 실험참가자들의 뇌를 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 촬영했다. 연구팀은 fMRI를 통해 뇌신경전달물질 중 가바(GABA)와 글루타메이트 분비에 주목했다. 가바(GABA)는 억제성 신경전달물질이며 글루타메이트는 글루탐산으로 불리는 흥분성 신경전달물질이다. 흔히 가바는 수면 유도에 도움이 되며 글루타메이트가 체내에 과다분비될 경우는 치매나 각종 신경정신질환을 앓을 가능성이 높은 것으로 알려져 있다. 가바는 학습능력과 뇌 가소성에도 영향을 미친다는 연구결과들이 있다. 뇌 가소성은 개인이 평생동안 겪는 환경변화나 자극 등으로 조금씩 변할 수 있는 능력이다. 분석 결과부터 보면 가바와 글루타메이트의 농도가 수학과 같은 복잡한 학습능력과 밀접한 관계를 갖고 있으며 아동·청소년과 성인의 수리인지능력과 두 신경전달물질의 농도는 서로 다른 상관관계를 보이는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 20대 이하 아동, 청소년에게 있어서는 두정엽내고랑 부분의 가바 수치가 높을수록 수에 대한 인지능력이 뛰어나고 수학성적도 높은 것으로 조사됐다. 글루타메이트 수치가 아동, 청소년들의 수학성적은 그에 못 미치는 것으로 조사됐다. 반면 20대 이상 성인에게 있어서 두정엽내고랑 부분 가바 수치가 높으면 오히려 수학성적이나 수리인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 오히려 글루타메이트 수치가 높은 성인들이 수리에 밝은 것으로 확인돼 전혀 반대의 결과를 보인 것이다.연구를 이끈 영국 옥스포드대 로이 코언 카도시 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 뇌 가소성에 관여하는 신경전달물질이 연령으로 표현되는 인간의 발달단계에 따라 관여하는 정도가 달라진다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 카도시 교수는 “신경전달물질이 학업성취도나 수학성적에 상당한 영향을 미치는 것도 사실이지만 수학공부를 중도에 포기하거나 하지 않는 경우는 수학을 더 못하게 되고 학업성적까지 떨어지게 된다”라며 “앞서 연구에서 수학공부를 중도 포기할 경우 전체적인 뇌인지기능이 떨어진다는 사실도 염두에 둬야할 것”이라고 덧붙였다. 카도시 교수는 수학·수리인지와 학습인지능력 분야에서 세계적인 학자이다. 카도시 교수가 이끄는 옥스포드대 연구진은 러프러버대 수학인지연구센터, 웰컴 통합신경이미지연구센터와 함께 아동, 청소년기에 수학 공부를 포기하거나 중단하면 뇌인지기능 발달에 부정적인 영향을 미친다는 연구결과를 지난 6월 8일 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표하기도 했다.

지금까지 갖고 있던 기억을 서서히 잃어 본인이 누구인지까지 기억을 하지 못하게 되는 치매는 노년을 위협하는 무서운 질환이다. 최근에는 치매 환자들의 연령층이 낮아지고 있다는 경고가 나오고 있기도 하다. 치매의 원인은 다양하지만 50~70%를 차지하는 것은 다름 아닌 알츠하이머이다. 국내 연구진이 치명적인 퇴행성 노인질환인 치매를 유발시키는 알츠하이머 원인 유전자를 새로 찾아내 주목받고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과 연구팀은 알츠하이머를 유발하는 새로운 유전적 요인을 발견했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경학’에 실렸다. 알츠하이머를 유발시키는 주요 원인은 베타아밀로이드와 타우 단백질이 뇌에 쌓이기 때문으로 알려져 있다. 이 때문에 이들 단백질을 대상으로 하는 치료방법들이 연구되고 있지만 성공하지 못하고 있다. 이 때문에 연구자들은 알츠하이머의 발생 메커니즘과 치료 대상을 새로 찾아야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 연구팀은 미국과 캐나다에 있는 63개 연구기관에서 확보한 일반인, 경도인지장애 관련 자료와 베타아밀로이드 단백질을 갖고 있는 알츠하이머 스펙트럼 환자 414명에게서 얻은 뇌 영상, 유전자, 뇌척수액 분석 데이터를 분석했다. 그 결과 414명의 알츠하이머 스펙트럼 환자의 약 620만 개의 단일염기 다형성 확인 과정에서 환자의 인지기능에 영향을 주는 새로운 유전인자를 찾아냈다. 생물정보학 분석으로 이 유전자가 항산화 효소 대사와 관련돼 있는 것이라는 사실도 확인했다. 이를 바탕으로 뇌 자기공명영상(MRI)으로 계산한 대뇌피질 위축데이터와 구조방정식 모델로 해당 유전자가 뇌의 두정엽과 후두엽의 뇌 위축을 유발한다는 것도 발견했다. 이번에 발견한 유전자가 유발하는 알츠하이머 경향은 베타아밀로이드나 타우 단백질에 의한 뇌위축 패턴과 다르다는 것을 발견했다. 정용 바이오및뇌공학과 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 질환에 있어서 베타아밀로이드나 타우 단백질로 설명되지 않는 인지저하 원인을 규명하는 한편 항산화 조절이 알츠하이머 질환을 치료할 수 있는 가능성을 확인했다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

왕년의 액션배우 실베스터 스탤론이 주연한 영화 ‘람보’(1982)는 많은 사람들이 액션영화로 기억하고 있지만 내용은 베트남전 참전군인의 외상후장애스트레스(PTSD)를 다루고 있다. 영화는 주인공 람보가 군 전역 후 우연히 옛 전우를 찾았다가 경찰에 체포되면서 과거 포로수용소에서 받은 고통을 떠올리며 벌어지는 사건을 다루고 있다. 이처럼 PTSD에 시달리는 사람들은 비슷한 상황에 놓이면 또 다시 극심한 공포감, 분노감 등에 시달리게 된다. 국내 연구진이 이 같은 공포상황을 반복적으로 떠올리며 경험하게 되는 원인을 밝혀냈다. 한국뇌연구원 뇌발달질환 연구그룹 연구팀은 심각한 사고나 재해, 폭력 등을 경험한 사람들이 비슷한 환경에서 반복적으로 트라우마를 느끼는 것은 대뇌 후두정피질의 작용 때문이라고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 뇌’(Molecular Brain) 2월호에 실렸다. 엄청난 규모의 사고나 자연재해, 전쟁, 폭력 등을 경험한 사람은 오랜 시간 반복적인 고통을 느끼는 PTSD에 시달린다. 대구 지하철 화재, 세월호 참사, 동남아시아 쓰나미 같은 재난을 겪고 살아남은 생존자들은 사건발생 장소와 비슷한 환경을 접하기만 하더라도 트라우마가 재발해 만성적인 정신적 고통을 겪는다.연구팀은 생쥐에게 특정 소리와 함께 전기충격을 가하는 청각공포기억을 심어준 뒤 새로운 환경에 같은 소리를 들려주고 반응을 살펴보는 실험을 실시했다. 일종의 파블로프의 개와 같은 조건화학습 기억실험을 한 것이다. 그 결과 공포기억이 재발하는데는 후두정피질이 관여한다는 사실을 처음 밝혀냈다. 후두정피질은 뇌 뒤쪽 정수리에 있는 두정엽의 일부로 공간적 추론, 의사결정 판단 같은 인지기능을 수행하는 핵심부위로 알려져 있다. 실제로 일반 생쥐는 새로운 장소에서도 똑같은 공포반응을 보였지만 약물이나 광유전학적 방법으로 빛을 이용해 후두정피질의 활성을 억제할 경우 새로운 환경에서 공포기억이 떠오르지 않아 트라우마에 시달리지 않는 것이 관찰됐다. 그렇지만 이번 실험에서는 원래 공포기억이 심어진 장소에 갔을 때 트라우마가 재발하는 것은 억제하지는 못했다. 연구팀 관계자는 “PTSD나 공포증 환자의 치료가 어려운 이유는 공포기억의 재발이었는데 이번 연구로 여기에 후두정피질이 관여하고 있음을 밝혀냄으로써 공포기억 재발을 막는 치료전략을 마련하는데 도움을 줄 수 있다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고대 로마 철학자 키케로는 “개는 네 발을 가진 인간의 친구이면서 인간의 즐거움과 번영을 위해 자연이 준 선물이다”라고 말했다. 인류 역사에 있어서 인간 스스로를 제외하고 가장 먼저 길들여진 동물은 다름 아닌 개이다. 이제는 애완견이라고 하지 않고 반려견이라고 부를 만큼 인간의 삶에 더 가깝게 다가와 있다. 이 때문에 많은 과학자들은 개와 인간 사이의 친밀감 형성 같은 공진화 과정에 대해 연구를 해왔다. 미국 에모리대 심리학과, 애틀란타 통합애완동물병원 및 훈련소 공동연구팀은 여기에 더해 개들이 기본적인 수나 양이라는 개념을 처리하는데 사용하는 뇌 부위가 사람이 수학문제를 풀거나 숫자를 볼 때 반응하는 뇌 부위와 거의 일치한다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’에 실렸다. 연구팀은 2살부터 13살까지 다양한 연령대, 다양한 품종의 암수 개 11마리를 대상으로 화면에 점의 숫자를 변화시키면서 뇌의 어느 부위가 활성화되는지를 기능성 자기공명영상(fMRI)로 촬영했다. 실험에 참여한 개들은 이전에 숫자와 관련한 훈련을 받은 경험이 없는 것들로 선택했다. 또 일반적으로 동물들의 뇌를 촬영할 때는 움직이지 못하도록 밴드로 묶거나 고정시키는데 이 때문에 스트레스를 받아 결과에 오류가 날 수 있다고 보고 연구팀은 개 조련사들의 도움을 받아 개들이 fMRI 기기에 자발적으로 들어가 실험에 참여하도록 했다. 연구팀은 개들에게 점을 보여줄 때 점의 크기나 바탕화면의 크기를 변화시키지 않고 단지 점의 숫자만 변화시켰다. 특정 자극의 크기가 아니라 점의 숫자 변화에 따라 뇌가 어떻게 반응하는지를 확인하기 위해서였다. 그 결과 11마리 중 8마리의 개가 점의 숫자가 변할 때 두정엽 피질 부위가 활성화되는 것이 관찰됐다. 사람에게서도 두정엽은 수개념과 같은 수학적 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. 개들이 이런 수개념을 처리하는 뇌부위를 갖고 있는 이유는 접근하는 포식자 수나 먹잇감의 숫자를 본능적으로 파악하기 위해서라고 연구팀은 추정했다. 이 때문에 연구팀은 수치정보에 대한 기본적 민감성은 모든 동물들이 본능적으로 갖고 있을 것으로 보고 있다. 그레고리 번스 에모리대 교수(신경생물학)는 “이번 연구결과는 전체 포유류 진화에 있어서 뇌신경 메커니즘이 공통성을 갖고 진화했다는 또 하나의 증거”라고 설명했다. 번스 교수는 또 “사람과 다른 종간 유사한 신경메커니즘을 이해함으로써 인간 뇌 진화 과정과 어떻게 기능하고 있는지에 대한 통찰력을 얻음으로써 뇌기능 이상을 치료하고 인공지능 시스템을 개선하는데 도움을 받을 수 있을 것”이라면서 “사람이 유아기 때 기본적 숫자개념에서 어떻게 미적분이나 기하학, 고등수학을 배우고 익힐 수 있게 뇌를 발전시키는지 이해함으로써 수학을 어려워하는 사람들에게도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘65세 미만’ 발병 원인의 10%는 음주 탓 최근 10년 새 환자 수 4배 가까이 늘어 치매 절반이 ‘혈관성’… 초기엔 치료 가능 젊어서 흡연·비만 등 피하면 예방할 수도 노인 치매, 최근 일 기억 못하며 증세 시작 매일 30분 속보 등 운동하면 예방 효과적2004년에 개봉한 영화 ‘내 머리 속의 지우개’는 이른 나이에 알츠하이머에 걸린 여인 ‘수진’의 이야기를 다룬다. 그저 단순한 건망증이라 생각했는데 마치 머릿속에 지우개라도 있는 듯 수진은 모든 기억을 잃어 간다. 영화 주인공처럼 치매는 65세 이상 고령층뿐 아니라 40~50대 비교적 젊은 나이에도 발병한다. 이렇게 65세 이전에 발병하는 치매를 ‘초로기 치매’라고 한다. 초로기 치매는 노인성 치매보다 더 빨리, 심각하게 진행되는 게 특징이다. 한창 사회생활을 하는 나이에 발병하기 때문에 실직으로 인한 경제적 어려움에 처할 수 있고, 이로 인해 환자와 보호자는 극심한 좌절감을 겪게 된다.젊은 치매 증상도 노인성 치매와 비슷하다. 다만 노인성 치매는 대개 기억력이 먼저 나빠지지만 젊은 치매는 성격 변화가 먼저 나타나는 사례가 많다.중앙치매센터의 ‘2018 대한민국 치매현황’을 보면 우리나라 전체 치매 환자 수는 73만명(2017년 기준)이며, 이 중 65세 미만 젊은 치매 환자는 약 7만명으로 전체의 9.7%를 차지하고 있다. 전체 환자 10명 가운데 1명이 젊은 치매인 셈이다. 젊은 치매 환자는 최근 10년 사이에 4배 가까이 늘었다. 초로기 치매의 상당수는 알츠하이머병이다. 가족력이 흔해 부모 중 어느 한쪽이 ‘알츠하이머병 유발 유전자’를 갖고 있으면 자녀에게 유전될 확률이 50%에 달한다. 이재홍 서울아산병원 신경과 교수는 “초로기 알츠하이머 치매는 노년기 알츠하이머보다 시공간 지각능력 손상과 두정엽의 아밀로이드 베타 단백질 침착이 보다 두드러지게 나타난다”고 설명했다. 특히 유전으로 인한 가족성 알츠하이머 치매는 초로기 알츠하이머 치매의 20%가량을 차지하는 것으로 알려졌다. 유전이 아닌 비(非)가족성 알츠하이머 치매보다 기억력 저하 등 병세가 더 빨리 진행되며, 더 어린 연령에서 발병한다. 또한 두통, 보행장애, 경련 등의 증상이 빈번하게 나타난다. 알츠하이머의 원인은 완전히 밝혀지지 않았다. 일부 알려진 바로는 건강했던 뇌 세포가 유전자 이상으로 이상 단백질을 만들어 뇌 세포에 독 작용을 함으로써 뇌 세포가 사망하게 된다. 또 최근 연구에 의하면 뇌 혈액 순환 장애가 알츠하이머병 환자에게서 치매 증상이 발생하는 중요한 원인으로 알려졌다. 학력이 높거나 지적인 작업에 종사하는 사람들에서는 발병률이 상대적으로 낮은 것으로 조사됐다. 윤영철 중앙대병원 신경과 교수는 “혈관성 치매와 마찬가지로 뇌혈관 관리를 잘해서 증상이 있는 뇌졸중 발생을 예방해야 한다”며 “외국어를 배운다든지 자격증을 취득하는 등의 적극적인 생활과 두뇌 활동을 계속하는 것이 병의 진행을 늦추고 발병을 막는 데 유용하다”고 강조했다. 초로기 치매의 또 다른 원인은 혈관성 치매다. 대개 뇌혈관이 막히거나 음주 등 나쁜 생활습관으로 발병한다. 어린 나이에 뇌졸중이 발생하고 전조 증상을 동반한 편두통이 흔하게 나타나며 뇌 자기공명영상(MRI) 검사를 했을 때 뇌백질의 병변이 더 광범위하고 다양하게 나타난다. 편두통이 통상 첫 번째 증상으로 나타나며, 평균 발생 연령은 30대다. 우리나라 치매 환자의 절반 정도를 차지하는 혈관성 치매는 뇌혈관이 좁아지고 막혀 뇌로 산소와 영양분이 공급되지 못해 뇌 세포가 죽는 것인데, 이로 인해 팔과 다리에 힘이 빠지기도 하고 얼굴이 돌아가고 발음이 어눌해지기도 한다. 또 삼키는 기능이 떨어지고, 중심 잡기가 힘들어지는 등 신경학적 증상이 동반된다. 아무런 신경학적 증상 없이 치매가 올 수도 있다. 이외에 우울증이나 의욕 저하가 나타나기도 한다. 혈관성 치매는 예방할 수 있다. 초기에 발견만 하면 더 진행되는 것을 막을 수 있고 치료할 수 있다. 혈관성 치매를 예방하려면 젊어서부터 혈관을 깨끗하고 건강하게 유지해야 한다. 고혈압, 당뇨, 고지혈증, 심장병, 흡연, 비만, 운동부족 등 혈관 건강을 해치는 원인을 제거하는 것이 필요하다. 윤 교수는 “40대 이후 혈압, 혈당, 콜레스테롤 수치를 자주 확인해 조절하고 위험인자가 있는 사람은 뇌혈관 상태를 정기적으로 점검하는 것이 좋다”고 권했다. 전두측두엽 치매는 초로기 치매 원인질환 중 세 번째로 높은 비율을 차지한다. 평균 45세에서 65세 사이에 발병하는 것으로 알려졌으며 감정과 판단을 담당하는 전두엽 기능이 떨어져 알츠하이머 치매와 달리 초기부터 성격 변화와 이상행동을 보인다. 과다한 음주도 초로기 치매를 일으킨다. 초로기 치매 원인의 약 10%가 음주로 인한 치매다. 술을 마신 뒤 흔히 말하는 ‘필름이 끊긴 현상’(블랙아웃)이 반복된다면 초로기 치매 위험이 큰 것으로 봐야 한다고 전문가들은 진단한다. 조성훈 경희대병원 한방신경정신과 교수는 “과음 후 깨어났을 때 일정 기간의 일을 기억하지 못하는 ‘블랙아웃’은 음주가 새로운 기억을 저장하는 피질과 해마 부분을 손상시켜 발생한다”면서 “자주 술을 마시면 뇌의 감정과 충동을 조절하는 전두엽이 손상돼 폭력적인 성향으로 변하고 소뇌를 손상시켜 공간 감각 장애를 유발할 수 있다”고 지적했다. 알코올은 세포 내로 칼슘이 들어오는 것을 방해해 신경전달물질 분비를 억제하고 산소 전달을 방해한다. 특히 학습과 기억에 관련된 신경전달 물질의 효율성을 감소시키는 것으로 알려졌다. 알코올성 치매로 인한 뇌 위축은 50대부터 시작되며, 인지기능 저하가 정상 노화 과정보다 빨리 나타난다. 초로기 치매의 증상은 잘 다녔던 길을 갑자기 기억하지 못하거나 물건을 둔 곳이 기억나지 않는 등 노인성 치매와 크게 다르지 않다. 하지만 치매에 걸리기엔 젊다는 이유로 초기에 간과했다 진행되고 나서 병원을 찾는 일이 많다. 단순 건망증으로 여겨 치료 시기를 놓치는 경우가 태반이다. 이 교수는 “만약 발생한 상황 자체를 기억하지 못하거나, 어떤 상황을 인지하지 못하고 지나가는 경우가 있다면 반드시 전문가에게 상담을 받아 보는 게 좋다”고 조언했다. 초로기 치매가 진행 중이라면 점차 기억, 이해, 판단, 계산능력이 떨어지며 일상생활이 어려워진다. 일 처리도 느려진다. 전화번호나 사람의 이름을 기억하기 어려워지고 약속해 놓고 잊을 때가 잦아지며, 하고 싶은 말이나 표현이 금방 떠오르지 않는다. 갈수록 말수가 감소하고 뚜렷한 이유 없이 감정 기복이 심해지기도 한다. 노년기 알츠하이머 치매는 최근의 일을 기억하지 못하는 증상이 먼저 시작된 후 주의력과 언어, 시공간 능력이 떨어지다 마지막에 전두엽 행동장애가 나타난다. 하지만 초로기 알츠하이머 치매는 22~64%에서 초기부터 행동장애나 언어능력 저하가 나타나기도 한다. 젊은 나이에 치매라는 생각에 환자 자신도 쉽게 정신적으로 위축되고, 퇴행성 뇌 변화가 빠르게 올 수 있어 주변의 관심과 도움이 필요하다. 최근 연구를 보면 규칙적인 운동이 치매 예방 효과가 있다. 생활습관을 개선하는 것만으로 알츠하이머병 치매의 절반가량을 예방할 수 있다는 분석이다. 규칙적으로 운동하면 신경계 염증이 줄고, 뇌세포 손상률이 감소하며 뇌 세포를 보호하고 성장하도록 하는 뇌 영양인자가 많이 만들어진다. 매일 30분 정도 빠르게 걷는 운동이 효과적인 것으로 알려졌다. 윤 교수는 “알츠하이머병이 있다고 해서 모두가 치매에 걸리는 것은 아니다”라면서 “뇌 역량이 충분하고 치매증상에 이르는 뇌 역량의 감소가 없다면 생을 마감할 때까지 치매 없이 건강하게 살 수 있다”고 말했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

주말에 아무 것도 하지 않고 방에서 뒹굴거리고 있으며 ‘청소라도 하라’는 핀잔을 듣거나 수업시간에 창 밖을 내다보고 있으면 선생님께 ‘수업에 집중하라’는 지적을 받는다. 2014년부터는 매년 ‘멍때리기 대회’라는 것도 열리고 있지만 사람들은 황당한 대회 정도로 받아들여지고 있다. 무언가에 집중하지 못하고 멍하고 있는 모습을 이상하다고 보는 시선이 많다. 그렇지만 이렇게 멍 때리며 의도적으로 생각을 차단하는 것이 창의성을 발휘하기 쉽게 만들 뿐만 아니라 새로운 것을 더 쉽게 배울 수 있게 해준다는 연구결과가 나왔다. 미국 국립신경장애·뇌졸중연구소(NINDS) 대뇌피질생리학 및 신경훈련부, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 신경과학센터, 이스라엘 텔아비브대 심리과학·신경과학과 공동연구팀은 새로운 것을 배울 때 잠깐씩 쉬면서 의도적으로 생각을 끊는 것이 새로운 분야나 기술을 더 쉽게 배울 수 있게 해준다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 최신호에 실렸다. 지금까지 일반적으로 새로운 것을 배우기 위해서는 ‘1만시간의 법칙’처럼 끊임없이 훈련해야 하며 훈련된 기억을 강화시키기 위해서는 충분한 수면과 같은 오랜 기간의 휴식이 필요하다고 알려져 있었다. 연구팀은 오른손잡이인 33명의 건강한 성인남녀에게 컴퓨터 화면에 일련의 숫자를 보여주고 10초 동안 왼손으로 가능한 많은 숫자를 타이핑하라고 요청했다. 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 짧은 쉬는 시간 없이 35번 이상 계속 연습하도록 하고 다른 그룹에게는 10초 동안 타이핑을 시킨 뒤 10초를 쉬도록 하고 35번 연습하도록 했다. 연구팀은 실험 과정 동안 뇌파를 측정해 뇌의 변화를 파악했다. 그 결과 11번째 시험까지 두 그룹 사이에서는 큰 차이가 나지 않고 오히려 쉬는 시간 없이 훈련한 그룹의 성과가 더 좋게 나타났지만 12번째부터는 잠깐씩의 휴식을 가진 그룹의 성과가 더 우수하게 나타났다. 두 번째 그룹(휴식을 가지면서 왼손을 사용한 그룹)은 하루가 지난 뒤에도 능숙하게 왼손을 사용하는 것이 관찰됐다. 실제로 학습 초기에 잠깐씩의 휴식과 짬을 가진 그룹에게서 전두엽과 두정엽을 연결하는 신경망이 활발히 움직여 뇌에 오랜 기억으로 남는 것으로 확인됐다. 연구를 주도한 레오나르도 코헨 NINDS 박사는 “새로운 분야를 공부하거나 기술을 배울 때 많은 사람들이 끊임없는 ‘훈련’과 ‘연습’이 필요하다고 생각하지만 새로운 것을 배울 때 앞서 배운 것을 뇌에 새겨넣을 수 있는 짬이 필요하다”라고 설명했다. 코헨 박사는 “피아노를 배우거나 새로운 기술을 습득할 때 뿐만 아니라 뇌졸중 환자의 재활치료를 할 때도 잠깐씩의 휴식이나 멍때리기는 중요한 역할을 한다는 것을 이번 연구를 통해 알 수 있다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌는 우리 몸에서 운동과 감각, 정서, 인지, 사고 등 다양한 기능을 조절하는 사령탑이다. 인간의 뇌기능은 인간을 지구상의 어떤 동물보다 강하게 만들었다. 인간은 뇌의 지적 능력으로 지구상에서 특별한 존재가 됐다. 흔히 지능이라고 하면 ‘아이큐’(IQ)를 떠올린다. 다양한 인지적 능력 중 공통적인 능력을 ‘g 요소’라 부르는데, 아이큐는 g 요소를 대변한다. 하지만 이러한 공통분모만이 지능의 전부가 아니다. 다양한 영역의 지능인 ‘다중지능’도 중요한 부분이다. 그렇다면 뇌의 어떤 기능이 지능을 결정하는 것일까. 지능을 결정하는 요인을 단순히 뇌의 크기로 본다면 인간은 코끼리나 고래보다 열등할 것이다. 체중 대비 대뇌피질의 뉴런 수로 보자면 고양이와 돌고래가 인간보다 우위다. 이렇듯 어느 하나의 변수만으로는 인간의 특수성을 완전히 설명하기 어렵다. 따라서 체중 대비 뇌의 무게나 시냅스 개수, 굵고 빠른 축삭, 뉴런 간의 짧은 거리 등 여러 가지 특성의 조합을 고려해 봐야 한다. 수행능력을 담당하는 전전두엽의 백질과 회백질의 부피 비율은 인간이 가장 높다. 특히 뇌부위 간 연결성을 의미하는 백질은 그 비율이 다른 동물에 비해 월등하다. 이는 뇌부위 간의 연결성이 지능의 중요한 역할을 담당한다는 것을 의미한다. 최근 독일 괴테대학의 컬스텐 힐거 박사팀도 이러한 견해를 지지하는 연구 결과를 발표했다. 309명으로부터 얻은 휴식기 기능적 자기공명영상 데이터를 이용해 신경망을 분석했다. 특히 전체적인 네트워크의 하위 구조인 모듈 분석으로 전두엽과 두정엽 신경망 모듈의 연결성이 IQ와 유의미한 상관관계를 나타낸다고 보고했다. 특한 기능을 하는 뇌부위들을 연결하고 통합하는 과정이 지능이 높고 낮음에 영향을 준다는 것을 의미하는 중요한 결과다. 한편 미국 일리노이대학의 애런 바비 교수에 따르면 지능에는 두 가지 종류가 있다. 현재 경험을 과거 정보와 연결하는 ‘결정성’ 지능과 현재 경험에 적응하며 추론하고 문제를 해결하는 ‘유동성’ 지능이 존재한다. 영구적인 뇌연결을 만드는 것보다는 기존 정보를 지속적으로 업데이트하면서 새로운 연결을 만들 수 있을 때 더 좋은 뇌기능을 보인다. 정보 처리 과정에서 결정성 지능 신경망은 쉽게 접근할 수 있는 반면 유동성 지능 신경망은 접근이 어렵다. 따라서 이러한 신경망 사이에서 자유롭게 전환할 수 있는 ‘융통성’이야말로 지능의 핵심이라는 것이다. 요즘은 ‘인공지능’이 대세다. 몇 년 전 알파고가 인간을 능가하는 바둑 실력을 선보인 상징적인 사건이 있었다. 인공지능의 활용은 우리에게 현실로 다가왔다. 하지만 여전히 인공지능에 대한 기대와 우려가 있다. 인간 지능의 뇌과학적 기전에 대해서도 정확히 이해하지 못하고 있다. 뇌과학을 통해 인간 지능의 원리를 좀더 정확히 이해하게 될 때 인간에게 더욱 도움을 줄 수 있는 인공지능을 개발하는 데도 큰 역할을 하게 될 것이라고 기대해 본다.

내년 초에 단행본을 낼 예정이다. 편집자가 초고를 수정해 보내 줬다. 반년 동안 써 내려간 글이 정리가 돼 도착했다. 앞에 쓴 내용이 뒤에 또 나오기도 하고, 호흡도 일정하지 않아 어떤 부분은 지나치게 길고, 힘이 떨어져서 성급히 마무리를 하면서 어려워진 부분도 있었다. 이런 점이 전문가의 손을 거치면서 균형을 잡을 수 있었다. 팩트 체크를 해야 하는 부분도 있었다. 출력한 원고를 빨간 펜을 들고 내용을 검토하는 중 뭔가 이상한 걸 느꼈다. 나 같으면 이렇게 쓰지 않았을 부분이다. 기억은 안 나지만 분명히 나답지 않았다. 예를 들어 “끝이 나지 않고 간극은 선명해질 뿐이다”라는 문장인데, 초고를 찾아보니 “끝은 나지 않고 간극은 선명해질 뿐이다”라고 썼었다. 다른 곳에서도 ‘은’과 ‘이’가 미묘하게 바뀐 곳이 몇 군데 있었고, 하나같이 ‘어색한데?’라고 느낀 지점이었다. 예전에 한 소설가가 하루 종일 ‘은’과 ‘이’ 중 고민을 하느라 진도를 나가지 못했다는 인터뷰를 보고 지나치게 예민한 사람이라고 비웃었는데, 남의 얘기가 아니었던 것이다.나는 흔히 글쓰기를 밑준비는 오래 걸리지만, 한 번 워크를 잡으면 센 불에 단숨에 요리를 해내는 중국요리에 비유한다. 쓸 내용을 준비하는 시간은 오래 걸리지만, 한 번 자리를 잡고 앉으면 한 흐름에 최대한 많은 양을 써 내려가야 흐름도 좋아지고, 쓰기 전에는 생각 못했던 새로운 걸 써낼 수 있다고 믿는다. 그게 글쓰기의 매력이라 생각한다. 기억력이나 판단력과는 다른 영역의 작동이다. 어떨 때에는 자판을 두드리는 손가락을 머리가 못 쫓아간다고 느껴질 정도의 무의식적 흐름을 경험한다. 이때 뇌에는 어떤 일이 일어날까? 스웨덴 카롤린스카연구소의 안나 핀호는 다양한 경력의 피아니스트 39명이 즉흥연주를 할 때 fMRI를 찍어 뇌의 활동을 관찰했다. 즉흥연주를 한 경험이 많을수록 전두엽과 두정엽의 실행 능력을 다루는 부위의 활동은 줄어들고, 전두엽 전반의 연결성은 증가하는 것이 관찰됐다. 원숙한 연주자가 즉흥적 연주를 할 때에는 판단하고 계획해서 실행으로 옮기는 과정에 에너지를 덜 쓰고, 대신 뇌의 여러 영역의 연결성을 강화해 한 번도 해보지 못한 창조적 시너지를 내는 데 집중했다는 것이다. 연주자들이 공연할 때 악보를 앞에 두고 있지만 실제로는 거의 의식을 하지 않고 연주하는데, 악보를 신경쓰기 시작하는 순간 연주가 자연스럽지 않아지는 걸 바로 느낀다고 한다. 통제하고 계획하는 영역의 관장이 줄어야 즉흥의 영역이 자유로워져 새로움이 만들어진다. 나 역시 글을 쓸 때에는 조사나 부사의 세세한 차이에 대해서는 고민을 하지 않고, 평소 느낌과 스타일대로 썼다. 그걸 편집자가 수정을 하면서 본인의 판단으로 몇 군데 교정을 본 것이 내게 어색함으로 느껴졌던 것이다. 그때부터는 글을 읽으면서 작은 디테일에도 신경이 쓰이기 시작했다. 다행히 처음 글을 쓰는 단계가 아니고, 디테일까지도 신경을 써서 오류를 찾고 수정을 하는 시기였기에 더 도움이 되기는 했다. 글을 쓰건, 연주를 하건, 요리를 하건 내가 지금 무엇을 하는지 신경을 쓰지 않고 즉흥적으로 하려고 애를 쓰는 것이 새로운 창조적 결과물을 내는 데 필요하다. 큰 덩어리만 잡아 놓고 나면 나머지는 충분히 익혀 완숙의 경지에 이른 테크닉으로 판단이나 실행의 통제 없이 거의 즉흥적으로 해나갈 수 있어야 프로의 경지라 할 수 있다. 결과물이 나온 다음에 어떻게 이렇게 만들었는지 설명할 수 있지만, 만드는 동안은 무의식의 흐름에 몸을 맡기는 것이다. 아마와 프로의 차이는 그렇게 막 해버려도 될까 하는 망설임과 불안을 넘어서는 것에서 오지 않을까. 다만 즉흥성은 자칫 군더더기가 너무 많아진다는 단점은 있다. 좋은 고깃집에서는 들여온 고기에서 힘줄, 기름을 다 손질하고 난 뒤 손님상에 내놓는다. 불가피한 과정이다. 내 초고 원고도 20%는 사라져 버렸다. 살점이 베이는 느낌이라 차마 본인은 못할 일이지만 훨씬 정갈해진 것만은 사실이다. 이런 면에서 새로운 것의 창작은 능숙한 기술에 의한 즉흥을 기반으로 하되 사후에 현실적 조정 과정을 수반해야 하는 것 같다.

20년 전 과학자들은 남아프리카공화국 요하네스버그 인근 동굴에서 보존 상태가 가장 완벽한 오스트랄로피테쿠스 화석인 '리틀 풋'(Little Foot)을 발견했다. 이 화석은 기념비적인 오스트랄로피테쿠스 화석이자 인류의 조상 화석으로 유명한 루시보다 오래되고 더 잘 보존된 화석 표본으로 과학자들의 관심을 끌었지만, 기반암과 너무 단단히 결합한 상태라 손상 없이 분리하는데 20년의 세월이 필요했다. 최근 리틀 풋을 온전하게 발굴하는 데 성공한 남아프리카공화국 비트바테르스탄트 대학의 연구팀은 마이크로 CT를 통해 이 화석에서 가장 흥미로운 부분인 두개골을 상세히 연구했다. 루시의 경우 전체 골격이 상당히 잘 보존되어 있지만, 아쉽게도 두개골은 일부만이 보존돼 전체 모습을 확인하기 어려웠다. 반면 리틀 풋의 경우 뇌를 보호하는 두개골의 모든 부분이 잘 보존되어 발견 당시부터 큰 관심을 끌었다. 리틀 풋의 연대는 367만 년 전으로 루시보다 오래됐기 때문에 인류의 조상이 다른 유인원의 공통 조상에서 분리된 후 뇌의 진화가 어떻게 진행됐는지에 대한 결정적 정보가 있을 것으로 기대됐다.비트바테르스탄트 대학의 아멜리에 뷰뎃 박사는 마이크로 CT 데이터를 이용해서 리틀 풋의 뇌가 현생 인류와 침팬지 같은 다른 유인원의 특징을 같이 가지고 있다는 사실을 발견했다. 물론 뇌 자체는 화석으로 남기 어려운 부드러운 조직이라 직접 비교할 순 없지만, 뇌가 있었던 두개골 안쪽의 주름과 입체적 구조를 통해 뇌의 크기와 형태에 대한 추정이 가능하다. 이번 연구에서는 리틀 풋이 인간과 비슷한 중간 뇌막 혈관(middle meningeal vessel)을 가지고 있다는 점이 밝혀졌다. 이 혈관은 뇌에 산소를 공급하고 온도를 유지하는 기능을 하기 때문에 초기 오스트랄로피테쿠스 역시 현생 인류처럼 뇌 기능이 활발했다는 점을 보여준다. 리틀 풋의 뇌는 사실 인간보다는 침팬지에 가까운 크기지만, 이런 특징을 감안하면 침팬지보다 더 높은 지능을 가졌을 가능성이 크다.반면 침팬지와 비슷한 원시적 특징도 같이 발견됐다. 리틀 풋은 상대적으로 큰 시각 피질(visual cortex)을 지녔지만 두정엽(parietal cortex)은 작았는데, 이는 현생 인류보다는 침팬지와 비슷한 특징이다. 이는 인간 뇌의 진화 과정을 보여주는 중요한 발견으로 이 연구는 '인간 진화 저널'(Journal of Human Evolution) 최신호에 발표됐다. 아마도 367만 년 전 리틀 풋은 지금 현생 인류와는 비교할 수 없을 정도로 낮은 지능을 지니고 있었을 것이다. 하지만 이들이 있었기 때문에 지금의 우리도 존재할 수 있다. 이들의 진화 과정을 이해하는 것은 결국 지금의 우리를 이해하는 과정이다. 앞으로도 인류 진화의 비밀을 밝히기 위한 연구가 계속될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

대부분의 신체적, 정신적 기능은 정상이지만 심한 안면인식장애 때문에 아내의 얼굴을 모자로 착각하고 있는 음악교사, 한쪽으로 몸이 기울어져 움직이면서 자신이 아닌 세상이 기울어져 있는 것이라고 생각하는 전직 목수.2015년 8월 타계한 ‘의학분야의 계관시인’이라는 별명을 가진 올리버 색스의 책에는 이렇듯 다양한 신경질환을 앓고 있는 환자들의 사례가 등장한다. 갖가지 신경장애 환자들의 사례를 읽다 보면 과연 인간에게는 ‘내가 나를 통제할 수 있다’는 ‘자유의지’라는 것이 있을까 하는 생각이 든다. 자유의지는 오랫동안 철학자와 심리학자들의 연구영역이었다. 그런데 최근 뇌 과학의 발달로 인문학자들의 영역이었던 자유의지까지도 과학적 분석 대상이 되고 있다. ●신경질환자들의 영혼 없는 손짓이 연구 단초 미국 벤더빌트대 의대, 하버드대 의대 부설 매사추세츠종합병원, 핀란드 투루쿠대 의대 공동연구팀은 외계인 손 증후군(alien hand syndrome)이나 무운동무언증(akinetic mutism) 같은 신경질환을 일으키는 뇌 부위와 원인을 규명하고 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1일자에 발표했다.외계인 손 증후군은 손이 자신의 의지와는 상관없이 움직여 마치 손 자체가 의지를 갖고 있거나 외부의 어떤 힘에 이끌리는 것처럼 느끼는 신경질환이다. 투렛증후군이나 헌팅턴병처럼 제멋대로 움직이는 것이 아니라 목적성을 지닌 것처럼 움직이기 때문에 외계인 손 증후군을 앓는 환자들은 손 자체가 영혼이나 의지를 갖고 있다고 느끼는 경우가 많다. 무운동무언증은 외견상 멀쩡해 보이지만 자발적으로 몸을 움직이거나 말을 할 수 없고 심한 자극에만 경미한 반응을 보이는 신경질환이다. 이 때문에 신경과학자들은 이번 연구가 신경과학이 자유의지의 생물학적 요소를 설명해 주는 단초를 마련했다고 평가하고 있다. ●‘자유의지’ 담당하는 뇌 부위 발견 성과 외계인 손 증후군이나 무운동무언증은 뇌에 이상이 생겨 발생하지만 정확한 원인이나 일관된 발병 패턴이 없는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 연구팀은 ‘병변 네트워크 매핑’이라는 새로운 뇌 신경 분석기법을 활용해 이 질병을 앓는 환자 78명의 뇌 영상을 보면서 뇌 지도에 병변이 나타난 부분을 표시했다. 그다음에는 저전압 전극이나 자기장을 이용해 일시적으로 자발적 운동을 못 하게 한 사람들의 뇌 지도를 작성해 비교했다. 그 결과 무운동무언증 환자들은 전두엽의 전대상피질(ACC), 외계인 손 증후군 환자들은 측두엽과 두정엽이 만나는 TPJ라는 부위에서의 신호전달에 문제가 있다는 사실을 밝혀냈다. 해당 뇌 부위에 이상이 발생할 경우 자신의 손이나 움직임을 느끼고 확인할 수는 있지만 스스로 통제가 안 된다는 것이다. 연구를 주도한 라이언 데이비 벤대빌트대 의대 신경과 교수는 “이번 연구는 오랜 세월 자유의지를 연구해 온 철학자들은 어떻게 받아들일지 모르겠으나 신경과학적 측면에서 자유의지와 관련된 뇌 부위를 발견한 것”이라며 “신경과학이 우리의 행동 양식은 물론 의식의 흐름까지 설명하는 수준에 이르게 됐다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국의 한 여자아이가 코에 있는 여드름을 짰다가 뇌수술까지 받아야 했다. 아이의 여드름을 엄마가 청결하지 않은 손으로 짰기 때문이었다. 13일(이하 현지시간) 중국 광저우 데일리는 초등학교 5학년 여학생 샤오메이(小美)가 지난 11일 5시간에 걸쳐 대수술을 받았다고 전했다. 샤오메이는 약 2주 전부터 졸림, 어지럼증과 고열에 시달렸다. 가족들은 단순히 감기에 걸린 것으로 생각했고, 초기 의료 상담에서도 독감 판정을 받았다. 그러나 아이의 상태는 지난주 더 심해졌다. 두통과 구토를 반복했으며 3일 동안 식욕도 보이지 않았다. 결국 가족들은 더 큰 대학병원으로 샤오메이를 데려갔다. 신경외과 전문의 시앙융성은 “아이는 아침에 병원으로 실려 올 때부터 거의 의식이 없었다. MRI 검사를 해보니 상태가 심각해서 오후에 응급 수술을 진행했다. 두개골 안쪽의 압력이 매우 높아 뇌탈출증(brain herniation) 초기 단계와 유사한 증상을 보이고 있었다”고 설명했다. 이어 “엄마의 더러운 손이 아이의 몸에 심각한 항생제 내성균(MRSA) 감염을 유발했다”며 “두개골 속 고압은 뇌에 박테리아 또는 진균 감염으로부터 고름과 다른 물질이 모여 발생할 수 있다. 감염이 혈액 순환으로 아이의 뇌까지 이르렀다”고 말했다. 의료진은 아이의 뇌 오른쪽 측두엽 아래에 있던 고름과 종기를 제거했다. 한편 측두엽은 대뇌엽 중 하나로 전두엽과 두정엽의 아래에 있으며 시각과 청각 그리고 후각의 기능에 관여한다. 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr