1977년 개봉한 SF의 전설 ‘스타워즈’에서 제다이 견습생인 루크 스카이워크는 앞을 보지 못하게 한 훈련용 헬멧을 쓰고 광선검 하나로 날아드는 레이저를 막아내는 훈련을 받게 된다. 스승인 오비완 캐노비는 “눈은 너를 속일 수 있으니 믿지 말고 마음의 감각을 확장하라”고 말한다. 말로 설명할 수 없는 ‘감’은 머리가 아니라 몸으로 익힐 수 있다는 것이다. 그런데 SF 같은 이런 설정이 영화 속 이야기만은 아니라는 연구 결과가 나왔다. 영화 속 주인공과 이름이 같은 연구자가 가상현실(VR) 속에서 광선검을 휘두르거나 주먹을 내지르며 몸을 움직이면 여러 단서를 종합해 판단하는 ‘감’이 더 빨리, 더 정확하게 길러진다는 사실을 실험으로 확인했다. 미국 플로리다 아틀랜틱대 의생명공학과, 브라운대 인지·심리과학과 공동 연구팀은 머리가 판단을 끝낸 뒤 몸은 그 결과를 표현할 뿐이라는 오랜 통념과 달리 몸의 움직임이 학습 과정에 직접 관여한다는 사실을 확인했다고 25일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 10월 24일 자에 실렸다. 길이 미끄러운지, 과일이 익었는지, 의료 영상 속 병변이 위험한지 판단하는 일은 모두 대상을 어느 무리에 넣을지 정하는 ‘범주 학습’에 속한다. 인지과학은 이를 머릿속 과정으로 보고 몸의 움직임은 결정을 내보이는 마지막 출력 단계로만 여겨왔다. 연구팀은 평균 21세의 남녀 160명을 대상으로 실험했다. 참가자들은 VR 헤드셋을 쓰고 의자에 앉아, 눈앞에 하나씩 나타나는 줄무늬 원반을 ‘A 무리’와 ‘B 무리’ 중 하나로 분류했다. 원반마다 줄의 굵기와 기울기가 조금씩 달랐다. 연구팀은 분류 기준을 전혀 알려주지 않았다. 참가자들은 답할 때마다 뜨는 ‘정답’, ‘오답’ 표시만 보며 600번에 걸쳐 스스로 기준을 깨우쳐야 했다. 문제는 두 종류였다. 첫째는 ‘줄이 굵으면 A, 가늘면 B’처럼 한 문장으로 정리되는 ‘규칙 기반’ 문제다. 기준만 눈치채면 바로 풀리는 머리로 푸는 문제에 가깝다. 둘째는 굵기와 기울기를 한꺼번에 따져야 하는 ‘정보 통합’ 문제다. 수박을 고를 때 두드리는 소리와 껍질 무늬, 꼭지 모양을 함께 보고 ‘잘 익었다’고 판단하는 것과 비슷하다. 숙련된 의사가 의료 영상 속 혹을 보고 ‘나쁜 것 같다’고 직감하는 것도 이런 종류다. 답하는 방법도 달리했다. 한 집단은 손가락으로 컨트롤러 방아쇠만 당겨 답했고 다른 집단은 팔을 크게 휘둘렀다. 1차 실험에서는 가상의 광선검으로 원반을 직접 베고, 2차 실험에서는 원반 대신 앞에 놓인 상자를 주먹으로 쳤다. 결과는 문제 종류에 따라 뚜렷하게 갈렸다. 말로 정리되는 규칙 기반 문제는 방아쇠를 당기든 팔을 휘두르든 성적이 비슷했다. 문제를 더 어렵게 바꿔도 마찬가지였다. 반면 ‘감’으로 익혀야 하는 정보 통합 문제에서는 팔을 크게 쓴 집단의 실력이 더 빨리 늘었고 최종 성적도 높았다. 2차 실험 훈련 막바지 정답률은 주먹 집단이 약 91%, 방아쇠 집단이 약 81%로 10%포인트 차이가 났다. 연구팀은 600번의 연습이 끝난 뒤 주먹 집단에게 “이제부터는 방아쇠로 답하라”고 방법을 바꾸고 실험했다. 주먹질이 답을 고르는 그 순간에만 도움을 준 것이라면 주먹을 못 쓰게 되자마자 성적이 떨어져야 한다. 하지만 정답률은 약 91%에서 89.5%로 거의 그대로였다. 몸을 크게 쓰며 연습하는 동안 실력 자체가 머릿속에 단단히 자리 잡았다는 뜻이다. 손으로 여러 번 써가며 외운 영어 단어가 시험을 컴퓨터로 봐도 떠오르는 것과 비슷하다. 연구팀에 따르면 이런 차이는 두 종류의 문제를 푸는 뇌 부위가 다르기 때문이다. 규칙 기반 문제는 이마 쪽 뇌인 전전두엽이 주로 맡는다. 가설을 세우고 따져보는 ‘생각하는 뇌’다. 반면 정보 통합 문제는 뇌 깊숙한 곳에서 몸의 움직임과 습관을 배우는 ‘선조체’가 맡는다. 팔을 크게 움직이면 선조체에서 학습 신호 역할을 하는 도파민이 더 많이 나오는데, 이것이 이 부위의 학습을 부추겼을 수 있다는 설명이다. 연구를 이끈 루크 로즈달 플로리다 애틀랜틱대 교수는 “이번 결과가 영상의학 판독이나 항공기 조종처럼 여러 정보를 종합해 패턴을 알아봐야 하는 전문 훈련에 활용될 수 있을 것”이라며 “기존 방식이 통하지 않는 상황에서 움직임을 더하는 것은 학습을 개선하는 간단한 방법이 될 수 있다”고 말했다.

생각하는 대로 뇌가 바뀐다는 말이 있다. 그런데 행동에 따라 뇌가 바뀌고 다르게 받아들일 수 있다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 카이스트 바이오및뇌공학과 연구팀은 무선 뇌영상 장비를 활용해 사람이 직접 몸을 움직이는 동안 뇌 활동을 측정하고 우울 증상 수준에 따른 반응 차이를 확인했다고 19일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뇌 연구 회보’(Brain Research Bulletin)’에 실렸다. 많은 사람은 몸짓을 통해 감정을 드러내곤 한다. 반대로 몸의 자세나 행동이 감정에 영향을 주기도 한다. 실제로 우울 증상이 있는 사람이 자세를 바로 했을 때 긍정적 감정이 늘고 피로가 줄어들 가능성이 있다는 연구도 있다. 이에 연구팀은 ‘같은 몸짓이라도 우울 증상 수준에 따라 뇌가 다르게 반응하는가’에 주목했다. 이를 확인하기 위해서는 몸을 움직이는 동안에도 뇌 활동을 측정할 수 있어야 한다. 그러나 뇌를 읽는 대표적 장비인 기능적 자기공명영상(fMRI)은 좁은 장비 안에 누워 움직임을 제한해야 하므로 웅크리거나 뛰는 동작 중 뇌 반응을 살피기 어렵다. 연구팀은 20~35세 성인 남녀 52명을 대상으로 이마에 착용하는 무선 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)이라는 장치를 착용하게 한 뒤 움직이는 중에 뇌 반응을 측정했다. fNIRS는 빛을 이용해 뇌 혈액의 산소 상태 변화를 측정하는 장치로 뇌가 활성화되면 혈류와 산소 상태도 달라지기 때문에 이를 통해 뇌 활동을 간접적으로 살펴보는 방식이다. 연구팀은 실험에 앞서 우울 증상 설문과 정신건강 선별 면담으로 실험 참가자를 우울 증상이 거의 없는 27명과 우울 증상이 높은 집단 25명으로 나눴다. 연구팀은 이들에게 부정적 감정 동작, 긍정적 감정 동작 중 하나를 취하도록 무작위로 배정했다. 부정적 감정 동작은 무릎 끌어안기, 크게 한숨 쉬기, 어깨 늘어뜨리기였고 긍정적 감정 동작은 깡충 뛰기, 박수치며 웃기로 구성됐다. 실험 참가자들은 각 동작을 30초 동안 하고 60초를 쉬는 과정을 네 번 반복했다. 그 결과, 똑같이 부정적 감정 동작을 취하더라도 두 집단의 뇌 반응은 다르게 나타났다. 차이가 드러난 뇌 부위는 이마 바로 뒤에 있는 뇌 영역인 전전두엽 왼쪽 앞부분이었다. 우울 증상이 거의 없는 집단에서는 이 부위의 활동이 증가했지만 우울 증상이 높은 집단에서는 줄었다. 특히 부정적 감정 동작을 구성하는 서로 다른 세 가지 동작에서 같은 부위의 반응 차이가 반복됐다. 반면 긍정적 감정 동작에서는 세 동작에 공통으로 나타나는 뇌 활성 패턴이 관찰되지 않았다. 연구팀에 따르면 같은 몸짓이라도 우울 증상 수준에 따라 뇌가 다르게 처리할 수 있다는 의미다. 연구를 이끈 박영균 교수는 “이번 연구는 앞으로 동작이나 운동을 활용한 정신건강 관리 방법을 연구할 때 개인의 상태를 고려할 필요성을 의미한다”며 “같은 동작을 했을 때 나타나는 뇌 반응과 실제 기분 변화를 함께 살펴보면 우울 증상 수준에 따라 어떤 동작이 도움이 되는지 검증하는 연구로 이어질 수 있다”고 말했다. 박 교수는 “휴대형 뇌영상 장비로 특정 동작에 대한 반응을 반복해서 측정하는 연구에도 활용할 수 있을 뿐만 아니라 자기 뇌 반응을 화면으로 확인하면서 동작을 연습하는 ‘뉴로피드백’ 연구로 확장할 가능성도 있다”고 덧붙였다.

알츠하이머병은 진행되면서 뇌의 여러 영역 간 정보 전달 기능이 약해지고, 인지기능과 관련된 감마파 활동도 함께 변화하는 퇴행성 뇌질환이다. 감마파는 뇌가 정보를 처리하고 여러 영역을 연결할 때 나타나는 고주파 뇌파로, 기억력·주의력 등 인지기능과 관련이 있다. 이런 특성 때문에 감마파를 인위적으로 자극해 인지기능 개선에 활용하려는 연구가 이어졌고, 특정 주파수로 깜빡이는 빛을 보는 것만으로 수술이나 시술 없이도 감마파 활동을 유도할 수 있다는 사실이 밝혀지면서 비침습적 뇌 자극법으로 주목받아 왔다. 그중 하나로 OLED를 안경에 부착해 빛 자극을 주는 방식이 시도됐다. 하지만 패널이 불투명해 착용 중 시야가 가려지는 탓에 반드시 어두운 방에 앉아 자극만 받아야 했고 일상생활과 병행하기 어려웠다. 이런 가운데 분당서울대병원 정신건강의학과 김기웅 교수와 KAIST 전기및전자공학부 유승협 교수 공동 연구팀은 주변 환경을 그대로 볼 수 있으면서도 뇌를 자극하는 투명 OLED 스마트 안경을 개발했다고 6일 밝혔다. 이어 진행한 임상실험을 통해 뇌 활동 변화를 확인해 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 발표했다. 투명 OLED 스마트 안경은 빛 투과율 75%, 화면 밝기 균일도(안경 전체에서 빛이 고르게 나오는 정도)가 90% 이상으로, 착용한 상태에서도 평소와 다름없이 주변을 볼 수 있다. 이에 따라 알츠하이머병 예방·관리를 위한 뇌 자극을 일상 속에서도 받을 수 있을 전망이다. 연구팀은 건강한 성인 20명을 대상으로 임상실험을 진행했다. 참가자들은 투명·불투명 OLED 안경과 주변광 유무를 조합한 네 가지 조건에서 빛 자극을 받았으며, 연구팀은 자극 전후 뇌 활동 변화를 비교했다. 그 결과, 투명 OLED 안경을 착용하고 주변광이 있는 조건에서 감마파 활동 변화가 가장 뚜렷했다. 또한 빛 자극으로 발생한 신호가 시각을 담당하는 뇌 뒤쪽 영역(후두엽)에서 인지기능과 관련된 앞쪽 영역(전두엽)으로 전달되는 정도도 가장 활발한 것으로 나타났다. 이는 빛 자극이 인지기능과 관련된 뇌 기능 변화에 영향을 줄 수 있음을 보여주는 결과로, 향후 알츠하이머병 예방·관리 기술로 발전할 가능성을 제시했다. 일상생활에서 뇌 자극 기기로 발전하는 데 필요한 편의성도 확인됐다. 참가자들은 투명 OLED 안경을 주변광이 있는 상태에서 착용했을 때 눈부심과 눈의 피로를 가장 적게 느꼈다고 평가했다. 이번 연구는 웨어러블 기기로 일상생활 중에도 뇌 자극을 줄 수 있는 기술을 구현했다는 점에서 의미가 있다. 연구팀은 향후 경도인지장애와 초기 알츠하이머병 환자로 연구를 확대해 인지기능 변화와 안전성, 실제 활용 가능성 등을 검증할 계획이다. 분당서울대병원 정신건강의학과 김기웅 교수는 “알츠하이머병은 진행되면서 뇌의 여러 영역 간 정보 전달 기능이 약해지는 질환인 만큼, 뇌 기능을 꾸준히 자극할 수 있는 새로운 접근이 필요하다”며 “이번 연구는 감마파 자극을 일상생활과 병행할 수 있는 형태로 구현하고, 실제 뇌에서 일어나는 변화를 확인했다는 점에서 고무적”이라고 말했다. 이어 “앞으로는 병원 방문이나 특수 장비 없이 안경을 착용하는 것만으로 꾸준히 뇌 자극을 받을 수 있는 방식으로 발전시켜 나가겠다”고 말했다. KAIST 전기및전자공학부 유승협 교수는 “이번 연구는 투명 OLED 기술을 활용해 시야를 확보하면서도 안정적으로 감마파를 전달할 수 있는 웨어러블 기기를 구현했다는 점에서 의의가 있다”며 “디스플레이 기술이 단순한 정보 전달을 넘어 뇌 자극과 같은 의료 분야로 확장할 수 있도록 연구를 이어가겠다”고 밝혔다.

0~97세 뇌세포 130만개 변화 분석24세부터 안정기, 60세엔 재활성화노인성 치매, 아교세포 염증서 시작 사람의 뇌는 생애 초기부터 노년기에 이르기까지 발달적 변화를 겪는다. 이런 변화는 인지 능력, 행동, 질병에 대한 취약성에도 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 생애 단계별로 유전자 발현 양상을 분석하면 뇌의 변화가 어떤 방식으로 일어나는지 파악할 수 있고 정상 노화 과정과 뇌신경질환 발병 과정을 연구하는 데도 유용하다. 미국 마운트 시나이 아이칸 의대를 중심으로 한 공동 연구팀은 0세부터 97세까지 정상인 284명의 배외측 전전두엽에 있는 뇌세포 핵 130만개에서 유전자 활동을 읽어 태어나서 늙을 때까지 어떻게 변해 가는지를 개별 세포 단위로 분석한 지도를 완성했다. 이 연구 결과는 9월 24일 자 ‘네이처’ 3편, ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3편, ‘네이처 의학’, ‘네이처 유전학’에 각각 1편 등 총 8편의 논문으로 발표됐다. 전전두엽은 문제 해결, 계획 수립, 정서 조절 같은 핵심 인지 기능에 관여하는 동시에 나이가 들면서 나타나는 기능 저하에 민감한 뇌 영역이다. 그래서 뇌과학자들에게는 가장 이상적인 연구 대상으로 꼽히기도 한다. 이번 연구는 알츠하이머병 같은 퇴행성 뇌질환의 메커니즘을 규명하는 것을 목표로 하는 ‘사이크에이디’(PsychAD) 프로그램의 일환으로 수행됐다. 연구팀은 사이크에이디 프로그램에 참여한 사망 기증자 1494명의 뇌에서 확보한 630만건 이상의 유전자 발현 프로파일을 활용했다. 특히 첫 번째 논문에서 연구팀은 분석 대상 중 뇌질환 진단이 없는 신경학적으로 정상인 기증자 284명의 뇌에서 세포핵 130만 7674개를 하나씩 분석했다. 기증자의 나이는 생후 0세부터 97세까지 다양했다. 분석 결과, 전전두엽의 유전자 발현은 ▲발달기(0~19세)의 활발한 재구성 ▲중년기(40~59세)의 안정 ▲노년기(60세 이상)의 선택적 재활성화라는 세 단계를 거치는 것으로 나타났다. 나이에 따라 유전자 발현 수의 차이는 뚜렷했다. 발달기에는 8223개가 변했지만 청년기(20~39세)에는 27개, 중년기에는 단 1개에 그쳤다. 그러다 노년기에 다시 735개가 움직였다. 연구팀은 검정력 분석을 통해 중년기의 유전자 발현 정지가 표본 부족 때문이 아니라는 점을 확인했다. 연구팀에 따르면 24세를 변곡점으로 발달기의 활발한 재편이 끝나고 상대적 안정기로 들어서게 된다. 60세 이후 전전두엽에서 활동이 달라진 유전자 735개 중 426개는 신경세포를 돌보는 아교세포에서, 246개는 신경세포에서 나타났다. 노화에 더 잘 버틴 쪽은 신경세포였다. 한번 만들어지면 분열하지 않아 갈아 끼울 수 없는 신경세포는 종류를 가리지 않고 DNA 수선 유전자를 활성화하며 버텼고 아교세포에서는 면역·염증 스트레스가 재활성화됐다. 아교세포에서 활성화된 유전자들은 알츠하이머 위험 유전자와 겹치는 것으로 나타났다. 결국 노인성 치매는 신경세포가 아니라 아교세포에서 시작될 가능성이 크다는 것이다. 또 24시간 리듬을 타는 유전자도 20~59세에서는 64개였지만 60세 이상에서는 단 1개만 남았다. 노인의 수면 리듬이 무너지는 현상을 세포 단위로 보여 준 첫 사례다. 이 밖에 이번에 발표된 다른 논문들은 뇌신경질환을 앓았던 사람들의 뇌를 다뤘다. 기증자 1494명의 뇌세포 630만 개를 분석해 알츠하이머와 파킨슨병, 조현병 등 8개 뇌질환을 처음으로 한자리에 놓고 비교한 결과 치매와 파킨슨병은 신경세포 발달·시냅스 유전자에서 유독 닮아 있다는 사실을 밝혀냈다. 또 다른 논문들에서는 유전적 위험이 어느 세포에서 작동하는지를 유럽·아프리카·아메리카계에 걸쳐 추적함으로써 기존 방식으로는 보이지 않던 유전자와 질병의 연결 관계를 수천 건 찾아냈다.

한국에서 학창 시절을 보내고 있거나 보냈던 사람에게 가장 싫어하는 과목이 무엇이냐고 물었을 때 답변은 대부분 한 과목에 수렴한다. 바로 ‘수학’이다. 우리뿐만 아니라 다른 나라에서도 수학에 대해 골머리를 앓기는 마찬가지다. 그래서 뇌과학, 심리학, 교육학적 측면에서 다양한 연구가 이뤄졌다. 기능적 자기공명영상(fMRI)을 활용한 뇌신경과학 연구들에 따르면 수학에 불안을 느끼는 학생들은 수학 문제에 직면했을 때 뇌에서 공포와 통증을 담당하는 편도체는 강하게 활성화되고 논리적 사고와 문제 해결을 관장하는 전전두엽의 활동은 급격히 감소한다. 뇌가 수학을 인지적 과제가 아닌 위협으로 인지해 정보 처리 능력이 마비된다는 것이다. 수학은 규칙, 공식, 중간 계산값을 머리에 동시에 유지하고 조직해야 하는 학문인데 인지심리학 측면에서 보면 인간의 작업기억 용량에는 각자 한계가 있기 때문에 복잡한 연산 과정에서 인지 부하가 이 한계를 초과하면 병목 현상이 발생해 수학을 포기하게 된다고 설명한다. 또 심리 환경적 요인으로 보자면 ‘수학은 재능이 필요해’라는 고정관념이나 편견은 학생들에게 무의식적 고정관념 위협으로 작용해 실제 수행 능력을 저하시키고 학습 과정에서 겪는 한두 번의 실패가 부정적 피드백 루프를 형성해 자아 효능감을 손상시키기 때문이라는 것이다. 이런 상황에서 미국 스탠퍼드대 연구팀은 8~10세 아동 68명을 대상으로 수학 문제를 푸는 동안 뇌의 활동을 살펴본 결과 수학을 못하는 아이들의 뇌는 숫자 자체를 어려워하거나 싫어한다기보다는 수학 문제 풀이 전략을 효과적으로 구사하지 못한다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘신경과학 저널’ 9월 22일 자에 실렸다. 일부 아이들은 수학 학습에서 유독 어려움을 겪는다. 발달성 계산장애라고 부르는 이 증상은 지능이나 교육 기회, 감각 기능에 특별한 문제가 없는데도 수 개념과 계산 능력 습득에 지속적으로 심각한 어려움을 겪는 신경발달장애의 일종이다. 미국정신의학회의 DSM-5에 따르면 특정 학습 장애 중 수학 동반 손상으로 분류하고 세계보건기구(WHO)의 ICD-11에서는 발달성 학습 장애 수학 손상 동반으로 구분한다. 그러니 이런 상태가 구체적으로 어떻게 나타나는지 그 이면의 메커니즘은 무엇인지 정확히 알려져 있지 않다. 이에 발달성 계산장애를 겪는 아동을 포함한 8~10세 남녀 아동 68명을 대상으로 수학 문제를 풀 때 어떤 전략을 쓰는지, 뇌가 어떻게 움직이는지를 관찰했다. 그 결과 발달성 계산장애가 있는 아동은 다른 아이들에 비해 여러 가지 수학 문제 풀이 전략을 효율적으로 구사하지 못하는 것으로 나타났다. 여러 가지 특이적 행동이 관찰됐는데 하나의 풀이 방법에서 다른 방법으로 갈아타는 속도가 느렸고 문제 난이도의 변화에 덜 민감한 것으로 확인됐다. 문제가 쉬워지거나 어려워져도 그에 맞춰 접근 방식을 조정하지 못했고 수학 문제 풀이의 경험이 쌓이면 더 나은 방법을 택하게 되는 데 발달성 계산장애 아동들은 그런 일반적 학습 곡선을 보이지 않았다. 특정 뇌 시스템 활동 양상은 발달성 계산장애가 있는 아동과 수학 전략을 더 능숙하게 구사하는 일반 아동을 서로 구분할 수 있게 해준다고 연구팀은 설명했다. 연구팀 관계자는 “이번 연구 결과는 아동기에 수학의 문제 풀이 전략을 사용하는 일과 주의력, 사고, 기억을 조절하는 일에서 지속적으로 겪는 어려움이 발달성 계산장애로 이어질 수 있다”며 “나아가 이번 연구를 바탕으로 아이들의 수학 능력 발달을 예측할 수도 있을 것”이라고 설명했다.

지난 5일 27년 동안 중증 자폐스펙트럼장애(ASD) 아들을 헌신적 사랑으로 돌봐 많은 사람의 눈시울을 붉히게 만든 ‘피터팬 아빠’ 전경철 작가가 세상을 떠났다. 전 작가의 생전 활동이 여러 방송 프로그램에 의해 알려지면서 자폐에 대한 우리 사회에 대한 관심이 높아지고 있다. 자폐는 사회적 의사소통과 상호작용에 어려움을 겪고 제한적이고 반복적인 행동을 특징으로 하는 대표적인 신경 발달 장애다. 다양한 유전적 원인이 보고됐지만 어떤 공통적인 생물학적 원리 때문에 질환이 발생하는지에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 이런 상황에서 국내 연구진이 원인 유전자만 1200개가 넘는 자폐 스팩트럼 장애의 공통된 분자적 특징을 밝혀내고 복잡한 유전적 다양성을 하나의 분자 지도 위에서 이해할 수 있는 길을 열었다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 디지털바이오컴퓨팅연구단 공동 연구팀은 자폐 스펙트럼 장애 위험 유전자 돌연변이를 가진 세계 최대 규모의 생쥐 모델을 분석한 결과, 다양한 유전자 변이를 두 가지 유전자 활성 상태(전사체)로 설명할 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 9월 18일 자에 실렸다. 연구팀은 시냅스 기능, 유전자 발현 조절, 세포 내 신호 전달 등 서로 다른 생물학적 기능에 관여하는 자폐 위험 유전자 17종을 선정해 각 유전자에 돌연변이가 있는 생쥐 모델을 구축했다. 그 다음 총 1008개의 뇌 전전두엽 RNA 시퀀싱 데이터를 분석해 뇌 전체 유전자 발현 양상을 종합적으로 비교했다. 분석 결과 서로 다른 유전자 변이를 가진 생쥐들은 변이 유전자 종류에 관계없이 두 가지 공통된 전사체 상태로 수렴됐다. 그룹1 모델은 신경세포 간 신호 전달을 담당하는 시냅스 유전자 발현은 감소했지만 유전자 발현 조절 유전자와 RNA 가공 유전자 발현은 늘어났다. 반대로 그룹2 모델은 시냅스 유전자 발현이 증가하고 유전자 발현 조절과 RNA 가공 관련 유전자 발현은 줄었다. 연구팀에 따르면 발병 원인이 되는 유전자는 다르지만 분자 수준에서는 유전자 발현이 두 가지 일정한 패턴으로 나타났다. 두 그룹은 약물 반응성에서도 차이를 보였는데 항우울제인 플루옥세틴과 기분안정제인 리튬을 각각 투여한 결과 그룹1은 약물 투여 후 여러 유전자의 분자적 이상이 일관되게 회복됐다. 그러나 그룹2는 유전자마다 반응이 달라 같은 약물에도 회복성 반응이 나타나지 않았다. 환자의 유전자 분자 상태에 따라 같은 치료제를 투여해도 반응이 다르게 나타날 수 있다는 것이다. 이는 환자 맞춤형 정밀 치료 연구의 기반이 될 것으로 기대된다. 연구팀은 단일핵 RNA 시퀀싱 기술과 유전자 상호 연관성 분석을 통해 추가 검증했다. 그 결과 동일한 분자 패턴이 일관되게 확인됐고 자폐 생쥐모델과 실제 자폐인의 뇌 전사체 데이터에서도 유사한 분자패턴이 관찰됐다. 김은준 IBS 연구단장은 “자폐는 원인 유전자가 매우 다양해 개별 유전자 연구만으로는 공통의 발병 원리를 이해하는 데 한계가 있었는데 이번 연구는 다양한 유전적 원인을 공통된 분자적 특징으로 해석하는 새로운 연구 틀이 제시했다는 데 의미가 있다”며 “자폐 치료 후보 물질에 대한 비교 및 평가 연구가 보다 체계화될 것으로 기대한다”고 말했다.

사춘기와 임신, 폐경은 여성의 생애에 걸쳐 나타나는 세 번의 주요 호르몬 전환기로 뇌에 상당한 영향을 미친다. 그러나 이 세 단계가 공통된 메커니즘을 따르는지 아니면 각기 다른 방식으로 뇌를 바꾸는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 사춘기와 임신기의 뇌 변화를 다룬 연구는 축적돼 왔지만 폐경기, 갱년기와 관련된 종단 연구는 지금까지 세계적으로 한 편에 그쳤고 그마저 해마 한 부위에 국한돼 있었다. 네덜란드 암스테르담대 의료센터(UMC) 정신의학과, 라이덴대 뇌·인지 연구소와 심리학 연구소, 로테르담 에라스무스대 사회·행동과학부 공동 연구팀은 구조적 자기공명영상(sMRI)으로 세 전환기의 뇌를 동일한 방법으로 분석한 결과, 폐경기 여성의 뇌 변화가 사춘기·임신기와 극명한 대조를 보인다고 밝혔다. 이 연구 결과는 자연과학 전 분야를 다루는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 9월 10일 자에 실렸다. 연구팀은 서로 다른 세 집단, 모두 1095명의 뇌를 각각 두 차례씩 촬영해 비교했다. 한 여성을 사춘기부터 폐경까지 따라간 것이 아니라, 각 시기에 해당하는 별개의 집단을 같은 잣대로 나란히 잰 방식이다. 사춘기와 임신 집단은 네덜란드 라이덴대에서, 폐경 집단은 영국 UK 바이오뱅크에서 자료를 얻었다. 이번 연구의 핵심은 대조군 설계에 있다. 여기에 같은 기간 아무 일도 겪지 않은 대조군 108명, 40명, 723명을 붙였다. 나이가 같은 대조군을 통해 뇌 변화가 그 사건 때문인지 아니면 그저 나이를 먹었기 때문인지 갈라낼 수 있게 한 것이다. 그 결과 초경과 임신을 겪은 여성은 같은 기간 그 일을 겪지 않은 또래보다 대뇌 회백질이 뚜렷하게 줄었다. 대조군은 같은 기간 유의미한 변화가 없었다. 첫 아이든 둘째든 감소 폭에는 차이가 없었다. 주목할 부분은 사춘기와 임신이 닮은 곳과 갈리는 곳이 함께 나타났다는 점이다. 전전두엽·두정엽·측두 연합피질 등 고차 인지를 담당하는 영역에서는 두 시기의 감소 폭이 서로 다르지 않았다. 반면 감각운동 영역과 대상피질에서는 사춘기가 임신보다, 임신이 폐경보다 크게 줄어드는 뚜렷한 위계가 나타났다. 섬엽 일부에서는 사춘기에서만 나타나는 독자적인 변화 궤적이 확인됐다. 대뇌피질 74개 영역 가운데 절반 이상에서 사춘기와 임신은 서로 다른 양상을 보였다. 폐경은 정반대였다. 두 차례 촬영에서 모두 폐경 전이었던 여성과 모두 폐경 후였던 여성은 회백질이 꾸준히 줄어든 반면 그 사이에 폐경을 지난 여성은 감소가 멈춘 것처럼 나타났다. 연구팀은 이를 두고 세 전환기가 호르몬 변화에 대한 단일하고 획일적인 반응이 아니라 각기 다른 패턴의 뇌 구조 변화와 연관돼 있다고 해석했다. 호르몬이 급증하는 사춘기·임신에서는 회백질 감소가 가속되고, 호르몬이 급감하는 폐경에서는 노화에 따른 감소가 오히려 둔화되는 방향이라는 것이다. 회백질이 줄었다는 것이 뇌가 손상됐다는 뜻은 아니다. 신경과학계에서는 사춘기의 회백질 감소를 쓰지 않는 신경 연결을 정리해 회로를 효율화하는 ‘시냅스 가지치기’ 과정으로 이해해 왔다. 이번 연구에서 임신기 변화가 집중된 곳도 설전부와 상측두구 등 사회적 인지를 담당하는 영역이었다. 연구팀은 이런 변화가 모성 양육 행동과 아이와 애착을 뒷받침하는 적응적 리모델링일 수 있다고 밝혔다. 폐경기 여성이 흔히 ‘브레인 포그’와 인지 저하를 호소하고 알츠하이머병 환자의 3분의 2가 여성이라는 점 때문에 폐경은 오랫동안 뇌가 나빠지는 시기로 인식돼 왔다. 연구팀은 이번 연구에서 적어도 대뇌피질 부피라는 지표에서는 폐경 전환기가 위축이 가속되는 시기로 보이지 않는다는 결과를 제시했다. 다만 연구팀은 구조 영상만으로는 이것이 가소성이 높아진 것인지 단순히 노화가 늦춰진 것인지 판단할 수 없으며, 그것이 기회인지 취약성인지도 알 수 없다고 선을 그었다. 연구를 이끈 소피 반트호프 네덜란드 UMC 박사는 “여성은 전 세계 인구의 절반을 차지하지만 신경과학 연구에서 여전히 크게 과소대표돼 있다”며 “여성만을 대상으로 한 연구는 전체의 2~6%에 불과하고 성별을 분석 변수로 다룬 연구는 5%에 못 미치는 만큼 세 전환기의 뇌 변화를 하나의 동일한 분석 틀에 놓고 비교했다는 점에서 이번 연구 의미가 크다”고 설명했다.

기대수명과 평균수명이 점차 길어지면서 많은 사람은 노년기 인지 기능 상실에 대해 걱정합니다. 치매와 같은 심각한 인지 장애 수준은 아니더라도 나이가 들면 젊었을 때에 비해 기억력을 비롯한 인지 기능이 저하되는 것이 사실이다. 노화는 작업 기억, 문제 해결 능력 등 인지 기능 관련 뇌 네트워크 기능이 저하한다. 그렇지만 뇌졸중이나 치매로 인해 뇌에 직접 손상이 가지 않는 이상 나이가 들수록 언어 능력은 유지되고 심지어 이전보다 더 나아지는 경우도 있다. 미국 매사추세츠공과대(MIT), 보스턴대 공동 연구팀은 언어 과제를 수행할 때 노인의 언어 처리 네트워크 활동은 젊은 성인의 뇌에서 관찰되는 것과 거의 동일하거나 심지어 더 나은 경우도 있다는 사실을 확인했다. 반면 의사 결정 같은 실행 제어 작업에 관여하는 뇌 시스템인 다중 요구 네트워크는 노인과 젊은이의 차이가 큰 것으로 나타났다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 8월 24일 자에 실렸다. 연구팀은 뇌 노화가 인지 및 언어 능력에 미치는 영향을 살펴보기 위해 17~80세 남녀를 대상으로 관찰했다. 연구팀은 전두엽과 두정엽 등 뇌의 여러 영역을 포함하는 다중 요구 네트워크에 주목했다. 앞선 연구들에서는 나이가 들수록 다중 요구 네트워크 활동의 동기화가 떨어진다는 것을 발견했다. 그래서 일부 신경과학자들은 이런 현상이 언어 네트워크에서도 일어날 수 있다는 가설을 세웠지만 명확한 결론을 내리지 못했다. 연구팀은 실험 참가자들을 대상으로 격자 안의 사각형 위치를 기억하는 공간 기억 작업과 낯선 단어와 독특한 문법 구조를 가진 이야기를 듣고 문장을 읽는 실험을 했다. 그 결과 공간 기억 실험에서 노인들의 다중 요구 네트워크는 더 작고 동기화가 덜 되는 등 활성화가 약하게 나타났다. 반면 언어 실험에서는 젊은이와 노인이 유사한 뇌 반응을 보였으며 네트워크의 공간적 분포나 활성화 수준이 거의 비슷하게 나타났다. 연구팀에 따르면 언어 처리와 같이 특정 기능에 특화된 뇌 부위가 기능적 유연성이 더 높은 범용 네트워크인 다중 요구 네트워크보다 노화에 대한 회복력이 더 강하다는 것을 시사한다고 밝혔다. 주의력, 작업 기억, 인지 제어와 같은 실행 기능은 나이가 들면서 저하되지만 어휘력과 독해력 같은 언어 능력은 시간이 지남에 따라 지속적으로 성장할 수 있기 때문이라는 설명이다. 더군다나 노인들은 때로는 젊은이들보다 독서를 더 많이 하고 언어에 노출된 시간이 더 많기 때문일 수도 있다고 덧붙였다. 연구를 이끈 에벨리나 페도렌코 MIT 뇌·인지과학과 교수는 “이번 연구는 언어 능력 같은 특수 기능은 시간이 지날수록 더 발달해 노화의 영향을 덜 받지만 지식 축적이 아닌 상황 대처 능력과 유연성이라고 할 수 있는 다중 요구 네트워크는 그렇지 못하다는 것을 보여준다”라며 “노인의 언어 능력 향상은 마치 점점 더 많은 데이터로 훈련된 대규모 언어 모델과 같다고 볼 수 있다”고 설명했다.

사이코패스 성향을 가진 사람들의 경우 뇌 구조의 특정한 유사성이 있다는 연구 결과는 널리 알려져 있다. 그런데 뇌 구조뿐만 아니라 체내 미생물도 사이코패스 성향과 상당 부분 연관이 있을지도 모른다는 연구 결과가 나왔다. 최근 국제학술지 ‘트랜슬레이셔널 사이키아트리’(Translational Psychiatry)에 실린 논문에서 연구진은 마이크로바이오타, 즉 체내 미생물 군집이 사람의 사이코패스 경험에도 영향을 미칠 가능성을 보여주는 증거를 발견했다고 밝혔다. 사이코패스는 공감 능력 부족, 반사회적 성향, 충동성, 자기중심성 등의 특징을 보이는 성격을 뜻한다. 사이코패스 성향이 정확히 어디에서 비롯되는지 완전히 밝혀진 바는 없다. 다만 사이코패스 성향을 가진 사람들에게서 대뇌 전두엽의 맨 앞쪽에 있는 전전두피질(계획, 의사결정, 충동 조절, 감정 통제 등 고차원적 정신 기능을 담당하는 영역)을 비롯한 일부 뇌 영역과 신경 연결 경로의 구조적 유사성이 관찰됐다. 연구진은 이것만으로는 충분하지 않다고 봤다. 연구진은 “전전두피질과 측두엽-변연계 영역의 뇌 변화가 사이코패스 성향과 직접적으로 관련된 것으로 알려져 왔지만, 이것만으로 사이코패스 행동에 대한 종합적인 신경생물학적 설명이 충분하지 않다”고 했다. 연구진은 건강한 성인 200명을 대상으로 사이코패스 성향을 측정한 뒤 혈액·침·대변 샘플을 분석했다. 이들의 장내 및 구강 미생물 다양성을 분석한 결과 특정 종류의 미생물 3종이 많이 존재할수록 사이코패스 성향이 더 강하게 나타나는 경향이 관찰됐다. 구체적으로 장내 미생물 중에서는 앨리소넬라(Allisonella)속, 프리보텔라(Prevotella)속, 클로아시바실러스 에브리엔시스(Cloacibacillus evryensis)종의 미생물이 많을수록 사이코패스 성향이 강하게 나타났다. 다만 이 연관성은 상관관계가 있다는 뜻이지 이들 미생물이 사이코패스 성향을 유발한다는 의미는 아니다. 예를 들어 사이코패스 성향이 강한 사람들이 특정한 식습관 또는 생활습관을 갖고 있어 해당 미생물이 증가했을 가능성도 있다. 또는 제3의 요인이 미생물과 성격에 동시에 영향을 줬을 수도 있다. 만약 이 미생물들이 실제로 사람의 행동에 영향을 미친다고 가정했을 때는 다음과 같은 작용이 있었을 것으로 추정된다. 연구진은 앨리소넬라가 이전 연구에서 여러 질환과 관련된 것으로 나타났으며 염증을 촉진할 가능성이 있다는 점을 주목했다. 염증은 불안이나 우울증과도 관련이 있기 때문에 사이코패스 성향과의 연관성을 설명하는 하나의 경로일 가능성이 있다는 것이다. 프리보텔라 역시 과거 연구에서 여러 신경정신질환과 관련된 것으로 나타났으며, 감정 처리 과정에 영향을 미칠 가능성이 제시된 바 있었다. C. 에브리시엔스는 GABA(감마아미노부티르산)를 생성하는 미생물일 가능성이 주목됐다. GABA는 뇌에서 신경 흥분을 억제하는 신경전달물질로, 충동 조절과 관련된 여러 신경 체계에 관여한다. 이번 연구는 장내 미생물이 사이코패스 성향에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 이해하기 위해 더 많은 연구가 필요하다는 점을 보여준다고 연구진은 설명했다. 이번 연구는 아직 동료 평가를 거치지 않았다.

주말이나 퇴근 후 소파에 앉아 TV를 자주 보는 습관이 20여 년 뒤 뇌 건강과 연관될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 서던캘리포니아대 나탄 페테르 박사와 데이비드 라이클런 교수 연구팀은 최근 국제학술지 ‘알츠하이머병과 치매’에 중년기 좌식 활동과 장기적인 뇌 구조 변화의 연관성을 분석한 논문을 발표했다. 그 결과 중년기에 TV를 자주 본 사람은 기억과 판단 등에 관여하는 뇌 영역의 부피가 상대적으로 작고, 뇌 소혈관 손상을 보여주는 지표는 더 많은 것으로 나타났다. 단순히 오래 앉아 있는 것 자체가 문제로 나타나지는 않았다. 직장에서 자주 앉아서 일한 사람에게서는 같은 변화가 관찰되지 않았으며 일부 뇌 영역의 부피는 오히려 더 컸다. 연구팀은 미국의 장기 추적조사인 ‘지역사회 죽상동맥경화증 위험 연구’ 참가자 가운데 치매가 없는 성인 1712명의 자료를 분석했다. 조사 시작 당시 참가자들의 평균 나이는 53세였다. 연구팀은 1987∼1989년 참가자들에게 여가시간에 TV를 얼마나 자주 보는지와 직장에서 얼마나 자주 앉아서 일하는지를 물었다. TV 시청과 직장 내 좌식 활동 빈도는 각각 ‘전혀 또는 거의 하지 않는다’ ‘가끔’ ‘자주’ ‘매우 자주’ 등 4단계로 조사했다. 이어 약 22년이 지난 2011∼2013년 참가자들의 뇌를 자기공명영상(MRI)으로 촬영해 구조를 비교했다. 구체적인 분석 결과 TV를 ‘자주 또는 매우 자주’ 봤다고 답한 사람들은 ‘전혀 또는 거의’ 보지 않았던 사람들보다 알츠하이머병과 관련된 주요 뇌 영역의 부피가 작았다. 여기에는 기억의 형성과 저장을 담당하는 해마와 기억·공간정보 처리에 관여하는 내후각피질 등이 포함됐다. 시각 정보를 처리하는 후두엽과 계획·판단 등 고차원적인 사고를 담당하는 전두엽의 부피도 상대적으로 작았다. TV를 자주 본 사람들에게서는 백질고신호도 더 많이 관찰됐다. 백질고신호는 뇌 백질이 손상돼 MRI에서 밝게 나타나는 병변으로, 뇌 소혈관 질환과 인지기능 저하 및 치매 위험 증가와 관련된 지표로 알려져 있다. 이 같은 연관성은 신체활동량과 흡연, 음주, 체질량지수, 당뇨병 등 뇌 건강에 영향을 줄 수 있는 요인을 고려한 뒤에도 유지됐다. 반면 직장에서 자주 앉아서 일했다고 답한 사람들은 백질고신호가 상대적으로 적었다. 후두엽과 두정엽의 부피는 더 컸으며, 남성 참가자에게서는 전두엽 부피도 더 큰 것으로 분석됐다. 연구팀은 직장에서 앉아서 하는 활동에는 지속적인 사고와 의사결정, 목표 지향적 행동 등 비교적 높은 인지적 자극이 따르는 경우가 많다고 설명했다. 반면 TV 시청은 인지적 자극이 상대적으로 적은 수동적인 활동이어서 뇌에 미치는 영향이 다를 수 있다는 것이다. 연구팀은 이번 결과가 앉아 있는 시간뿐 아니라 앉아서 무엇을 하는지도 뇌 건강에 중요할 가능성을 보여준다고 강조했다. 좌식 생활을 줄이라는 권고와 함께 좌식 활동의 내용과 인지적 자극 정도도 고려할 필요가 있다는 설명이다. 이번 연구는 중년기 TV 시청 빈도와 20여 년 뒤 뇌 구조 사이의 연관성을 분석한 관찰 연구다. TV 시청이 뇌 부피 감소나 치매를 직접 일으킨다는 인과관계를 입증한 것은 아니어서 추가 연구가 필요하다.

중국에서 환각 증상을 일으키는 야생 버섯을 날로 먹었다가 아파트 27층 외벽에 매달린 남성이 이웃의 도움으로 극적으로 구조됐다. 지난 15일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국 윈난성에 거주하는 쉬에씨는 최근 자택에서 직접 요리한 야생 버섯을 먹은 뒤 심각한 환각 증세를 겪었다. 쉬에씨는 당시 상황에 대해 “가족들이 나에게 무협 소설에 나오는 것처럼 ‘고난을 이겨내고 신선이 되는 수행을 하라’고 부르는 환청이 들렸다”고 전했다. 환각에 빠진 그는 자신도 모르게 27층 아파트 창문 밖으로 나가 외벽 배수관을 타고 아래로 내려가기 시작했다. 이 과정에서 배수관에 긁혀 상처를 입기도 했다. 추락 직전의 아찔한 상황에서 천운이 따랐다. 26층에 살던 그의 친구가 밖에서 나는 이상한 소리를 듣고 창문을 열어 쉬에씨를 집 안으로 극적으로 끌어당겼다. 구조 직후 의식을 잃고 혼수상태에 빠진 쉬에씨는 병원으로 긴급 이송됐다. 의료진은 위세척 등 긴급 처치를 시행했고, 다행히 며칠 만에 의식을 회복했다. 의학 전문가들은 쉬에씨가 섭취한 ‘독그물버섯’의 유독 성분이 급성 중독을 일으켰다고 분석했다. 독그물버섯은 상처가 나면 청색으로 변하는 독성 버섯류로 전두엽 기능을 마비시키는 환각 성분을 함유하고 있다. 윈난성에서 40년 동안 거주하며 매년 야생 버섯 요리를 즐겨왔다는 쉬에씨는 “남은 버섯 요리를 냉장고에 넣어둔 뒤 다음 날 다시 데워 먹었는데, 이때 충분히 익히지 않은 데다 술까지 곁들인 것이 화근이었다”고 설명했다. 의료진은 “최근 야생 버섯을 덜 익혀 먹어 발생하는 중독 환자가 급증하고 있다”며 “일부 야생 버섯은 알코올과 결합할 때 치명적인 독성 반응을 일으키므로 각별한 주의가 필요하다”고 경고했다. 매년 6월에서 8월 사이는 윈난성의 야생 버섯 채취 전성기로, 독특한 식감을 즐기기 위해 전 세계에서 관광객이 몰려들지만 그만큼 중독 사고도 끊이지 않고 있다. 쉬에씨는 “이번 사건으로 큰 깨달음을 얻었다”며 “내 인생의 3대 즐거움이었던 술, 담배, 야생 버섯을 모두 끊었다”고 털어놨다. 현지 누리꾼들은 “친구가 듣지 못했다면 정말로 이승을 하직할 뻔했다”, “앞으로는 야생 버섯 대신 안전하게 재배된 버섯만 먹겠다” 등의 반응을 보였다.

과거에는 영양제라고 하면 ‘비타민 C’가 대표적으로 각광받았다. 하지만 요즘은 다양한 건강식품 보조 제품이나 영양제들이 많이 나와 주목받지 못하고 있다. 이런 가운데 혈액 속 비타민 C 농도가 낮은 고령자일수록 뇌의 회백질 부피가 작고 신경망 연결성이 떨어져 치매와 같은 인지 기능 저하 현상이 쉽게 나타날 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 일본 히로사키대 의대 영상의학과, 건강 혁신 연구센터, 교토부립의대 영상의학과 공동 연구팀은 혈액 내 혈장 속 비타민 C 농도가 낮은 노인일수록 신경세포가 모여 있는 뇌의 회백질 부피가 작고 뇌가 특정한 과제에 집중하지 않고 쉬고 있을 때 활발해지는 뇌의 기본 상태인 ‘디폴트 모드 네트워크’(DMN) 영역들의 연결성이 떨어진다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 6월 11일 자에 실렸다. 기존 연구들에서도 비타민 C 섭취량이 많은 식단이 고령자의 인지 기능 저하를 막아주는 것과 밀접한 연관성이 있음을 확인했다. 하지만 혈액에서 적혈구, 백혈구, 혈소판 등 성분을 제외한 액체 부분인 혈장 속 비타민 C 농도와 뇌 구조 및 네트워크 연결성의 직접적 관계를 살펴본 연구는 거의 없었다. 연구팀은 64세 이상의 일본 남녀 노인 2044명을 대상으로 혈장 비타민 C 농도와 자기공명영상(MRI)을 촬영해 분석했다. 우선 실험 참가자들의 회백질과 신경세포의 신호를 전달하는 신경섬유 다발이 모여 있는 백질의 부피를 측정했다. 참가자들마다 머리 크기가 다른 점을 보정하기 위해 두개강 내 전체 부피(ICV)에 대한 비율 형태로 값을 계산했다. 머리가 큰 사람은 회백질과 백질의 절대 부피도 크기 때문에 이를 비율로 환산해 개인차를 제거한 것이다. 또 주의, 자전적 기억, 미래에 대한 사고, 자기 참조, 공감 능력 등 다양한 인지 기능과 관련된 것으로 알려진 DMN 내부 연결성을 평가했다. 뇌 구조 영상에서 네트워크를 추출하기 위해 연구팀은 ‘출처 기반 형태 측정법’(SBM)을 사용했다. 흔히 사용하는 기능적 MRI(fMRI)가 실제 임상 현장에 적용하기 어렵다는 점을 고려해 대규모 역학 영상 연구에 활용하기 적절한 SBM을 쓴 것이다. 여기에 나이, 성별, 교육 수준, 간이정신상태검사(MMSE), 당뇨와 고혈압, 고지혈증 병력, 흡연, 음주, 신체 활동 같은 생활습관 등 뇌 구조와 연결성에 영향을 줄 수 있는 요인들을 통계적으로 보정했다. 그 결과 혈장 비타민 C 농도는 회백질 부피 비율과 백질 부피 비율은 물론 DMN에도 통계적으로 유의한 것으로 나타났다. 혈장 비타민 C 농도가 낮을수록 회백질 부피가 작고 DMN 내부 연결성도 떨어진다는 분석이다. 비타민 C가 DMN의 정상적 상태를 유지하는 한편 노화에 따른 비정상적 구조 변화 진행을 억제하고, 중대상피질, 내측 전전두엽 피질, 하측두회 등 인지 능력과 관련된 부위의 회백질 부피도 유지하는 데 도움을 준다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 신타쿠 도모히로 히로사키대 의대 교수는 “이번 연구는 2000명이 넘는 고령자로 이뤄진 견고한 지역사회 기반 코호트를 활용해 단일 영양 요인과 대규모 뇌 네트워크 사이의 유의한 연관성을 포착해낼 수 있었다는 것을 확인했다는 데 의미가 크다”며 “매일의 식습관, 특히 비타민 C가 풍부한 식단이 고령자의 뇌 건강 유지와 노화에 따른 인지 저하 완화에 보조적 역할을 할 수 있음을 알 수 있다”고 밝혔다.

정신 없는 일상을 사는 현대인에게 동시에 여러 가지 일을 수행하는 ‘멀티태스킹’은 어쩌면 필수일지 모른다. 그렇지만 과학자들은 인간이 진정한 의미의 멀티태스킹은 못한다고 봤다. 두 가지 이상의 일을 동시에 하는 것처럼 보이더라도 실제로는 뇌가 두 과제 사이를 빠르게 오가며 번갈아 처리한다는 것이다. 그런데 미국 조지타운대 의대, 카네기 멜론대, 존스홉킨스 응용물리학 연구실, 리하이대 공동 연구팀은 이런 과학계 통념을 뒤집는 연구 결과를 5일 밝혔다. 이 연구 결과는 ‘인지 신경과학 저널’ 6월 4일자에 실렸다. 연구팀에 따르면 충분한 훈련을 거치면 뇌가 스스로 배선을 다시 깔아 학습한 과제를 무의식적으로 자동 처리하는 회로로 옮겨 놓고 그 덕분에 다른 일을 위한 뇌의 여유 공간이 생기면서 멀티태스킹이 가능해진다. 연구팀은 뇌가 새로운 과제를 배우는 단계에서 출발해 충분한 경험이 쌓인 뒤에는 그 과제를 무의식적으로 수행하는 단계로 넘어가는 일종의 뇌의 자동화 메커니즘에 관심을 갖고 있었다. 대표적인 사례가 운전이다. 운전을 처음 배울 때나 면허를 따고 도로에 막 나갔을 때는 온 신경을 운전에만 집중해야 한다. 그렇지만 여러 해 동안 운전을 하다보면 대부분 사람은 운전을 하는 동안 대화를 나누거나 음악을 듣거나 어떤 문제를 골똘히 생각할 수도 있게 된다. 지금까지 학습에 관한 연구 대부분은 초기 단계에 초점이 맞춰져 있을 뿐 장기적으로 뇌에서 무슨 일이 일어나는지에는 소홀했다. 연구팀은 남녀 실험참가자들에게 컴퓨터 그래픽으로 미세하게 변형시킨 자동차 이미지를 두 범주로 분류하게 하는 실험을 했다. 참가자들은 미묘한 차이를 포착해 이미지를 구분하는 것인데 휴대전화 앱을 이용해 게임처럼 이미지를 분류하도록 했다. 연구팀은 5~10주 동안 3만 회 이상 시행하도록 했고 분류 작업을 완료하기 전후에 기능성 자기공명영상(fMRI)과 뇌파(EEG) 검사로 뇌를 촬영했다. 분석 결과, 참가자들은 이미지 분류를 처음 막 익혔을 때는 과제를 수행할 때 전전두엽 피질이 활성화됐다. 이 뇌부위는 실행 기능과 사고를 담당하면서 일반적으로 한 번에 한 가지 과제만 처리할 수 있는 것으로 알려졌다. 그런데 같은 분류 과제를 몇 주에 걸쳐 반복 연습한 참가자들의 뇌를 다시 촬용했을 때는 측두엽 피질이 활성화되는 것으로 나타났다. 측두엽은 기억의 부호화와 복잡한 사물의 인식에 관여하는 영역이다. 연구팀에 따르면 충분한 훈련이 측두엽에 이전에는 존재하지 않던 범주 선택성 영역을 사실상 새로 형성한 것이다. 수년간 훈련받고 일한 영상의학과 전문의가 엑스레이 사진에서 찍힌 종양 덩어리를 양성인지 악성인지 거의 자동적으로 정확히 분류해내는 것이 대표적 사례다. 연구팀은 충분한 훈련을 거친 뒤 자동차 범주를 구분할 때 전전두엽 피질을 거치지 않고 측두엽이 활성화되면서 곧바로 뇌 출력 영역으로 연결됐다고 설명했다. 충분한 훈련과 경험이 뇌 회로를 새로 형성해 전두엽 병목을 우회하게 만들면서 전전두엽 피질은 하고 싶은 다른 무엇을 위해 비워진 상태로 남게 되고 그만큼 처리 용량이 늘어난다는 것이다. 학습된 행동은 의식적 사고나 실행 기능이 접근하기 어려운 뇌 회로로 옮겨간다는 점을 보여준 이번 연구는 강박적 행동을 이해하는 데도 도움이 된다. 또 인간이 지속적 학습을 할 수 있는 이유에 대해서도 알려준다. 사람은 학습한 기술을 측두엽으로 옮겨 전전두엽 공간을 비워 두면 뇌는 기존 정보를 새로운 것을 배우기 위한 주춧돌로 쓸 수 있게 되는데 인공지능 모델에서는 이런 능력이 없다고 연구팀은 지적했다. 연구를 이끈 막시밀리안 리젠후버 조지타운대 의대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 뇌가 어떻게 학습하는지를 이해하는 데 한걸음 더 나아갔다는 점에서 의미가 크다”며 “멀티태스킹을 학습할 수 있다는 점뿐만 아니라 이전에 배운 것을 토대로 새로운 것을 쌓아 올리는 인공지능 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

6·3 지방선거를 앞두고 후보자들의 막판 유세가 한창이다. 우리는 지지하는 후보의 발언에 고개를 끄덕이고 상대 후보의 논리적 허점을 날카롭게 지적하며 스스로를 이성적인 유권자라고 생각한다. 하지만 솔직하게 물어보자. 후보자들의 정책을 꼼꼼히 비교하고 혹은 상대 후보의 훌륭한 토론을 들은 뒤 원래 먹었던 마음을 바꾼 적이 과연 있었는지. 사실 우리의 뇌는 정책이 아니라 감정에 투표하도록 설계돼 있다. 조너선 하이트는 이를 코끼리와 기수에 비유했다. 인간의 직관과 감정은 거대한 코끼리이며 이성은 그 위에 올라탄 조그만 기수라는 것이다. 우리는 기수가 코끼리를 통제한다고 믿지만, 실상은 코끼리가 방향을 틀어 버리면 기수는 왜 그 길로 가야만 하는지 그럴싸하게 변명하는 대변인에 불과하다는 게 하이트의 이론이다. 심리학의 기본 법칙 중 하나인 ‘합리화의 법칙’이다. 드루 웨스턴은 이 합리화의 법칙을 뇌과학으로 증명해 냈다. 그는 선거를 앞두고 유권자들을 fMRI 기계에 눕힌 뒤 그들이 지지하는 후보의 모순점을 들려 줬다. 합리적인 뇌라면 이성적 판단을 담당하는 전전두엽이 활성화돼야 했지만 결과는 반대였다. 오히려 감정을 처리하는 영역이 활성화됐다. 이 모순을 이성적으로 비판하는 대신 뇌의 회로를 조작해 합리화하기 시작한 것이다. 심지어 모순을 성공적으로 합리화해 내는 순간 뇌의 보상 중추가 켜지며 도파민까지 분비됐다. 뇌가 팩트를 외면하고 자신의 감정적 편견을 지켜낸 스스로에게 상을 내린 것이다. 이러한 뇌의 작동 방식을 이해하면 선거판에 왜 그토록 네거티브 전략이 난무하는지도 명확하게 설명된다. 네거티브야말로 유권자 내면의 ‘코끼리’를 가장 쉽고 빠르게 움직이는 강력한 채찍이기 때문이다. 그렇다면 이 맹목적인 코끼리를 멈춰 세우고 잠든 기수를 다시 깨우는 방법은 무엇일까. 우리는 지지 후보의 특정 정책이나 정치 구호를 몇 번 들은 것만으로 그것을 완벽히 이해했다고 착각한다. 하지만 막상 그 공약이 현실에서 ‘어떻게’ 작동해 우리 삶을 바꾸는지 구체적으로 설명해 보라 하면 대부분은 첫 문장에서 말문이 막히고 만다. 이를 ‘설명 깊이의 착각’이라 한다. 투표장으로 향하기 전 상대 진영을 향한 혐오나 우리 진영을 향한 확신이 맹렬히 차오를 때 잠시 멈춰 보자. 그리고 지지하는 진영과 상대 진영의 가장 매력적인 공약 하나씩을 ‘어떤 재원과 행정적 과정을 거쳐 실현될지’ 스스로 소리 내 설명해 보자. 그 순간 맹목적으로 타오르던 편도체는 차갑게 식고 논리를 담당하는 전전두엽이 깨어난다. 도파민의 빈자리에 서늘한 현실 감각이 들어서는 것이다. 선거는 우리 감정을 완벽하게 대변해 줄 아이돌을 뽑는 팬클럽 행사가 아니다. 우리 일상을 조금 더 나아지게 할 대리인을 고르는 지극히 현실적인 과정일 뿐이다. 6월 3일, 투표용지를 받아들었을 때, ‘어떻게’를 묻는 차가운 질문. 그것이야말로 자신의 진짜 삶을 지켜내는 가장 현명한 유권자의 첫걸음이다. 정정엽 광화문숲 수면센터장·정신건강의학과 전문의

고등학생 A(17)군은 시험 기간이면 고카페인 에너지 음료부터 찾는다. A군은 “음료 서너 개를 섞어 마시면 심장이 두근거리지만 이렇게라도 해야 잠을 쫓을 수 있다”며 “친구들도 에너지 음료 없이는 공부가 안 된다고 한다”고 말했다. 중학생 B(15)양은 최근 학원 친구에게서 이른바 ‘공부 잘하는 약’으로 불리는 알약 한 알을 건네받았다. 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 치료제였다. B양은 “집중력을 높이려고 약을 먹는 애들을 종종 본다”며 “효과가 있다는 말에 호기심이 생겨 복용해 봤다”고 털어놨다. 요즘 청소년들에게 ‘각성’은 생존의 문법이다. 학습 효율을 명분으로 교실에 스며든 의료용 마약류와 고카페인 음료는 입시 전장에서 살아남기 위한 ‘보급품’이 된 지 오래다. 한국청소년정책연구원이 20일 발표한 ‘청소년 유해 약물 사용 실태 연구’에 따르면 전국 중·고교생 3384명을 대상으로 조사한 결과 응답자의 5.2%가 ‘의료용 마약류를 비의료 목적으로 사용한 경험이 있다’고 답했다. 청소년 흡연 경험률 4.2%를 웃도는 수치다. 일탈의 상징이던 담배보다 ‘성과’를 위한 약물이 교실에 더 깊숙이 침투한 셈이다. 오남용이 가장 두드러진 약물은 ADHD 치료제였다. 비의료 목적으로 최근 6개월 내 의료용 마약류를 사용한 청소년 4명 중 1명(24.4%)이 이 약물을 꼽았고 식욕억제제(20.0%)와 수면제(13.3%)가 뒤를 이었다. 특히 ADHD 치료제 복용자 23.1%는 한 달에 20회 이상 약을 찾았다. 약물에 손을 댄 주된 이유는 ‘성적’(24.4%)이었다. 보고서를 작성한 배상률 선임연구위원은 “단순 호기심을 넘어 학업 효율을 높이기 위한 약물 사용이 일부 청소년 사이에서 현실화했다”고 진단했다. 특히 ADHD 치료제 오남용은 고소득·고성적 집단에서 두드러졌다. 한 달 평균 20회 이상 상습 복용자 중 가구 소득 ‘상’(50.0%) 비중은 ‘중’(21.4%)의 두 배를 넘었다. 성적에서 ‘상’(42.9%)인 비중도 압도적이었다. 부유한 가정의 상위권 학생일수록 ‘약물 각성’에 더 적극적으로 내몰리고 있다는 뜻이다. 의료계 관계자는 “강남 3구의 처방량이 유독 많은 것이 현실”이라며 “학원 강사가 ‘집중을 못 한다’며 진료를 권유해 부모가 아이를 데리고 내원하는 경우도 적지 않다”고 전했다. 이어 “일부에서는 재판매 목적으로 약을 처방받는 사례까지 있다”며 “환자를 많이 진료하고 약을 많이 처방해야 수익이 나는 의료 구조에서는 비의료적 수요를 완벽히 걸러내기 어려운 한계가 있다”고 지적했다. 약물 오남용은 ‘효과에 대한 오해’에서 출발한다. 이해국 의정부성모병원 정신건강의학과 교수는 “환자가 아닌 사람이 ADHD 약을 먹는다고 주의력이 좋아지는 것은 아니다. 커피를 마실 때와 비슷한 각성 효과가 나타나는 것일 뿐”이라며 “중독성 약물에 과도하게 노출되면 전두엽 발달이 저해돼 오히려 집중력과 판단력이 떨어지고 충동성이 높아질 수 있다”고 경고했다. 청소년들도 이런 위험성을 인지하고 있다. 조사 대상의 74.6%가 ‘치료 목적 외 약물 사용은 위험하다’고 답했다. 그런데도 성적을 위해 약물에 의존하는 흐름은 이어지고 있다. 고카페인 음료 역시 한 달에 10회 이상 마신다는 응답이 10.8%로 청소년 10명 중 1명은 중독 범위에 들어섰다.

“현재 한국의 촉법소년 연령 인하 논의를 지켜보고 있는 유엔 아동권리위원회(CRC)의 소피 킬라제 위원장은 최근 국내 언론 인터뷰에서 ‘아동이 범죄에 연루되는 것은 가족과 국가 시스템이 제대로 작동하지 못했음을 보여주는 것’이라고 지적했다. 우리는 이 일침을 뼈아프게 새겨야 한다.” 서울신문의 ‘촉법소년 연령 인하’ 관련 킬라제 위원장 인터뷰 단독 보도 이후, 국내 아동인권 단체들이 정부 정책에 제동을 걸고 나섰다. 킬라제 위원장은 인터뷰에서 촉법소년 연령 인하가 유엔아동권리협약에 명시된 ‘아동 최상의 이익 원칙’에 부합하지 않는다는 견해와 함께 “14세 미만으로 설정되어선 안 된다”며 강한 우려를 표명한 바 있다. 9일 오전 서울 종로구 청와대 분수대 앞에서 공익법단체 두루, 민주사회를 위한 변호사모임, 세이브더칠드런, 아동인권포럼, 유니세프 한국위원회, 참여연대 등 15개 단체로 구성된 ‘촉법소년 연령 하향 반대 공동대책위원회’가 기자회견을 열었다. 이들은 정부의 촉법소년 연령 하향 추진을 ‘국제 기준을 거스르는 후퇴’로 규정하며 국제 인권 규범에 역행하는 촉법소년 연령 하향 논의를 즉각 중단할 것을 강력하게 촉구했다. “아동 범죄는 시스템 실패의 신호”…국제사회 우려 강조이날 기자회견에서 단체들은 국제사회의 우려와 권고를 강조했다. 발언자로 나선 최현주 유니세프 한국위원회 팀장은 킬라제 위원장의 본지 인터뷰 내용을 인용하며 “아동이 범죄에 연루되는 것은 가족과 국가 시스템의 실패를 반영하는 것”이라며 “이 아이들은 가해자이기 이전에 처벌이 아닌 보호와 돌봄이 필요한 피해자”라고 단언했다. 최 팀장은 “킬라제 위원장 말처럼 아동이 범죄에 연루됐다는 것은 개인의 문제를 넘어 가정과 학교, 지역사회, 국가의 보호가 제대로 작동하지 못했다는 신호”라고 밝혔다. 이어 “우리는 질문을 바꿔야 한다. ‘어떻게 처벌할 것인가’가 아니라 ‘왜 우리는 이 아동을 보호하지 못했는가’를 물어야 한다”며 “아동의 건강한 성장을 돕기 위해 ‘어디서부터 어떻게 보호하고, 누가 도움을 줄 수 있는가’를 논해야 한다”고 강조했다. 최 팀장은 또한 “아동 사법에 관한 유엔 공식 권고문은 형사 미성년자 연령을 14세 미만으로 낮춰서는 안 된다고 일관되게 권고해왔다”고 말했다. 그러면서 “12~13세 아동은 뇌의 전두엽 피질이 여전히 발달 중이기 때문에 자신의 행동이 가져올 결과나 형사 절차의 의미를 온전히 이해하지 못할 가능성이 크다. 유엔 아동권리위원회가 제시하는 14세라는 기준은 최신 과학적 근거와 실질적 경험, 각국의 관례를 토대로 도출된 것”이라고 설명했다. 현장의 목소리 “위기 아동 지원 시스템부터 구축해야”당사자인 청소년과 복지 현장 전문가들의 비판도 이어졌다. 청소년 인권 활동가인 윤건우(18)씨는 “청소년 참정권을 논할 때는 미성숙하다며 반대하더니, 처벌할 때만 발달이 빠르다고 말하는 것은 모순”이라며 “투표권은 안 되고 형사처벌만 된다는 논리를 납득할 수 없다”고 꼬집었다. 그는 또 “실패로 끝난 미국의 엄벌주의 정책을 우리가 왜 따라 하려 하는가”라며 실효성 없는 처벌 강화에 의문을 제기했다. 신선웅 관악교육복지센터장은 “현장에서 만난 청소년들을 변화시킨 것은 처벌이 아니라 그들을 포기하지 않고 곁에 있어준 어른과의 관계였다”며 “지금 우리 사회가 먼저 물어야 할 질문은 ‘몇 살부터 처벌할 것인가’가 아니라, ‘위기에 처한 아동을 조기에 발견하고 지원할 수 있는 시스템을 어떻게 만들 것인가’”라고 강조했다. 신 센터장은 “청소년의 말과 선택이 존중받아야 하고, 위기 상황에서는 보호자 동의 없이도 우선 지원받을 수 있는 법적 근거가 마련돼야 한다”며 “교육, 복지, 의료, 보호 등 각 전문 영역이 함께 협력하는 지지 체계가 필요하다”고 말했다. “촉법소년 연령 하향 위헌적 요소 다분...국가 책무 다하라”기자회견 마지막 순서로, 단체들은 대통령에게 보내는 서한을 통해 정부의 아동정책 방향을 강하게 비판했다. 채희옥 초록우산 팀장과 난다 청소년인권운동연대 지음 활동가는 서한을 낭독하며 “형사미성년자 연령을 낮추는 것은 국가가 청소년을 보호하는 범위를 축소하는 조치라는 점에서 헌법상 이념과 원칙에 부합한다고 볼 수 없다”며 “현재의 소년보호 인프라 문제는 전혀 해결되지 않은 채 형사미성년자 연령부터 낮추는 것은 국가의 기본권 보호 의무를 위반하는 것”이라고 지적했다. 이들은 이어 “형사미성년자 연령을 낮추는 것은 아동의 신체 자유를 침해하는 조치를 확대하는 동시에, 아동·청소년의 사회복귀와 재사회화 노력을 후퇴시킨다는 점에서 위헌·위법의 소지가 높다”며 “지금 가장 시급하게 논의해야 할 소년사법 정책 과제는 형사미성년자 연령 하향이 아니라, 소년사법 관련 법률 개선”이라고 강조했다. 단체들은 마지막으로 “‘아동의 권리에 관한 협약’을 비준한 당사국으로서 모든 아동의 인권 보장을 약속한 의무 이행자로서, 촉법소년 연령 하향을 찬반 논쟁으로만 다루지 말고 근본적인 전환을 보여달라”고 촉구했다.

“촉법소년 문제를 논하기 전에 먼저 물어야 한다. 왜 이 아이들은 방황하기 시작했는가. 왜 아무도 이 아이들을 붙잡지 못했는가. 그 답은 언제나 같다. 부모의 보호력 부재다.” 최근 촉법소년 범죄의 흉포화와 증가세가 사회적 화두로 떠오르고 있다. 사회는 ‘아이들을 더 엄하게 처벌하라’고 소리 높이지만, 청소년 범죄 전문가인 박선영(사진) 한세대 경찰행정학과 교수의 진단은 다르다. 그는 서울신문과의 인터뷰에서 “비겁하게 아이에게 모든 책임을 전가하기 전에 그 아이를 붙잡아줄 ‘부모의 보호력’이 살아있는지부터 물어야 한다”고 강조했다. “아동 강력범죄, 그 이면엔 ‘무너진 가정’이 있다”박 교수는 우리가 흔히 언론에서 접하는 이른바 ‘악마 같은 아이들’, 즉 강력범죄를 저지른 아이들은 전체 소년범의 일부에 불과하다고 강조했다. 경찰청 통계에 따르면 2025년 법원에 송치된 촉법소년(10~13세)의 전체 범죄 건수 2만 1095건 중 살인·강도·강간추행·방화 등 4대 강력범죄는 3.9%로 2016년의 6.5%에서 더 감소했다. 촉법소년이 가장 많이 저지른 범죄는 절도(47.9%)다. 박 교수에 따르면 이들이 주로 훔치는 물건은 옷, 화장품, 돈 등이며, 유흥과 쾌락을 위하거나 가출 후 생존을 위해 재산범죄를 저지르는 경우가 대부분이다. 그런데 실제로 법원에서 보호처분을 받은 촉법소년은 전체의 47%에 불과했다. 나머지 과반, 즉 1만 명 이상은 아무런 처분이나 재판도 받지 않았는데, 이는 그만큼 사건 자체가 경미했다는 것을 의미한다. 이 아이들이 범죄의 늪에 빠지는 결정적 계기는 무엇일까. “30~40년에 걸친 영미권의 종단 연구 결과를 보면 답은 명확하다. 범죄자가 되느냐 아니냐를 결정하는 가장 강력한 요인은 부모의 훈육, 관리감독 그리고 가족의 응집력이다. 부모가 방임하거나 폭력적일 때, 혹은 가정이 해체됐을 때 아이들은 비행의 길로 들어선다.” 박 교수가 참여해 분석한 2025년 소년원 전수조사 결과는 이를 뒷받침한다. 소년원 아이들 중 친부모와 함께 거주한 비율은 41.9%로 절반에도 미치지 못했다. 52.8%는 부모와 관련한 부정적 경험을 안고 있었으며 부모로부터 신체적 폭력을 당한 비율도 23.4%에 달했다. 가정이 안전망이 아니라 오히려 ‘위험지대’가 된 셈이다. 사춘기라는 ‘바이러스’, 면역력은 ‘부모와의 유대감’박 교수는 미국의 임상 심리학자이자 범죄학자인 모핏의 연구를 인용하며 ‘사춘기’를 일종의 바이러스에 비유했다. “누구나 사춘기에는 흔들린다. 하지만 부모와 유대감이 강하고 가정이 안정된 아이들은 잠시 엇나갔다가도 제자리로 돌아온다. 반면 부모와의 유대감이 없고 학대받은 아이들은 사춘기의 일탈이 평생의 범죄 생활로 고착된다. 특히 발달 단계에서 술, 담배, 폭력적인 게임에 노출되면 뇌의 전두엽 형성에 문제가 생겨 회복 탄력성을 잃게 된다.” 박 교수의 조사에 따르면 소년원에 있는 청소년 중 62%에게 가출 경험이 있었다. 가출 이유로는 ‘부모님이 나를 이해하지 못해서(18.1%)’, ‘부모님의 학대(5.6%)’ 등이 주를 이뤘다. 가정이라는 1차 안전망이 제 기능을 잃자, 아이들은 숙박업소(32.3%), 보호자 없는 친구·선배 집(31%), 찜질방(15.2%) 등을 전전하며 범죄의 유혹에 무방비 상태로 노출될 수밖에 없었다. 이에 대해 박 교수는 “우리 사회에는 부모 역할을 외면하는 무책임한 부모, 역할을 다하지 못하는 부모, 하고 싶어도 방법을 모르는 부모가 너무나 많다”고 지적했다. 실제로 부모 곁을 떠나 국가의 보호 아래 자라는 ‘가정 외 보호 아동·청소년’은 2023년 기준 2만명을 넘는다. 매년 2000명의 아동이 새롭게 보호 조치를 받고 있는데, 그 사유 1위는 아동학대로 인한 분리 조치이며 이어 부모의 사망, 미혼부모, 부모 이혼 순이었다. 박 교수는 “부모에게 학대받고 버림받는 것이 과연 아이들의 잘못인가. 아이들은 태어날 때 부모를 선택할 수 없다”고 역설했다. 부모· 학교·지역사회는 뒷짐…“아이만 탓해선 안돼”1차 보호망인 가정이 무너졌다면 2차 보호망인 학교라도 제 기능을 해야 하지만 현실은 냉혹하다. “위기 상황에 처한 아이들은 ‘학교에 가도 아무도 신경 쓰지 않는다’고 말한다. 여러 학교를 관할하는 순회 상담사나 학교에 1명 배치된 상담사, 10개 학교를 관리하는 스쿨폴리스는 문제가 발생한 아이들 문제 처리에 바빠서 위기 징후를 나타내는 아이들에게는 신경을 써줄 여력이 없다. 학교는 공부 못하고 사고 치는 애들이 안 나오길 바라는 분위기라고 한다.” 박 교수는 프랑스의 사례를 들어 대안 학교의 활성화를 대안으로 제시했다. 학업 중단 위기에 놓인 아이들이 학교 울타리 안에서 교육을 마칠 수 있도록 국가가 끝까지 책임져야 한다는 것이다. 박 교수는 인터뷰를 마무리하며 우리 사회에 묵직한 질문을 던졌다. 비행 청소년, 특히 촉법소년 문제를 논하기 전에 과연 우리 사회가 아이들을 붙잡아줄 ‘사회적 보호망’, 즉 가정과 학교, 지역사회를 바로 세우기 위해 어떤 노력을 했는지 되돌아볼 때라는 것이다. “지금 우리 사회는 퇴폐와 향락이라는 유해 요인이 아이들을 강력하게 끌어당기고 있다. 이 유혹과 싸울 수 있는 대항마가 바로 가정과 학교, 지역사회다. 부모가 아이들을 때리거나 방임하는 것을 막지 못하는 상황에서 그저 손쉽게 아이들만 악마라고 비난하는 것은 무책임을 넘어 비겁하며 사회적 폭력이나 다름없는 일이다.”

국내 연구진이 뇌의 전전두엽 내 특정 억제성 신경세포가 마약 중독 행동을 조절한다는 사실을 규명했다. 한국과학기술원(카이스트)은 9일 뇌인지과학과 백세범(왼쪽) 석좌교수와 미국 캘리포니아주립샌디에이고대학(UCSD) 임병국(오른쪽) 교수팀이 파발부민(PV) 신경세포가 뇌의 흥분 신호를 조절하는 ‘브레이크 게이트’ 임무를 수행하는 것을 처음 확인했다고 밝혔다. 마약 중독은 재발 위험이 매우 큰데, 그동안 충동을 조절하는 전전두엽 피질(PFC)의 기능 저하 때문으로 인식됐다. 연구팀이 쥐를 대상으로 코카인 투여 실험을 한 결과, PFC 내 억제성 신경세포의 60∼70%를 차지하는 PV 세포는 쥐가 코카인을 찾으려 할 때 활발하게 작동했다. 그러나 약물을 찾지 않도록 ‘소거 훈련’을 진행하자 세포 활동은 확연하게 감소했다. 이는 PV 세포 활동이 중독에 의해 고정되는 것이 아니라 소거 과정을 거쳐 조절될 수 있음을 보여준다. 이런 효과는 설탕물과 같은 일반적인 보상에는 나타나지 않았으며 마약 중독 행동에서만 특이적으로 관찰됐다.연구팀은 약물 중독을 유발하는 신경세포와 하위 신경 회로 확인으로 정밀 표적 치료가 가능할 것으로 기대했다. 연구 결과는 신경과학 분야 최고 권위 학술지인 뉴런(Neuron)에 지난달 26일 온라인 게재됐다.

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.

도널드 트럼프 미국 대통령이 매일 복용한다고 밝힌 아스피린의 용량이 325㎎으로 알려지면서 그의 건강 상태를 둘러싼 논란이 다시 불붙었다. 한 의사는 “이 용량은 심혈관 예방이 아니라 뇌졸중 재발 방지에 쓰이는 수준”이라며 숨겨진 병력이 있을 가능성을 제기했다. 이 주장은 25일(현지시간) 유튜브에 공개된 데일리 비스트 팟캐스트에서 제기됐다. 브루스 데이비슨 미국 워싱턴주립대 엘슨 S. 플로이드 의대 교수는 “325㎎ 아스피린은 일반적인 저용량 복용과는 다르다”고 말했다. 그는 트럼프 대통령이 월스트리트저널(WSJ) 인터뷰에서 손 멍의 이유로 고용량 아스피린 복용을 직접 언급한 점을 근거로 들었다. 일반적으로 심근경색·뇌졸중 1차 예방에는 75~100㎎이 권장된다. 실제로 메이요 클리닉은 81㎎을 제시한다. 반면 데이비슨 박사는 미국심장협회(AHA)의 2021년 지침을 근거로 “325㎎은 뇌졸중을 이미 겪은 뒤 재발을 막기 위한 경우에 권고된다”고 주장했다. ◆ 걸음·손 동작·발음…영상에서 포착된 단서들 데이비슨 박사는 약물 용량 외에도 과거 공개된 영상에서 포착된 몇 가지 장면을 근거로 들었다. 그는 한동안 보폭이 불안정해 보이는 걸음걸이를 보였고 오른손잡이임에도 왼손으로 난간을 잡고 계단을 내려오는 모습이 관찰됐다고 지적했다. 또 한쪽 손을 다른 손으로 감싸 쥐는 동작과 함께 몇 달 전에는 발음이 유독 흐트러진 모습도 눈에 띄었다고 설명했다. 그는 이에 대해 “발화 기능은 좌측 전두엽과 연관돼 있다”며 “시간이 지나 발음이 눈에 띄게 호전된 점은 뇌졸중 이후 회복 국면과도 맞아떨어진다”고 말했다. ◆ 백악관 “정치적 음모론…히포크라테스 위반” 백악관은 즉각 반박했다. 캐롤라인 레빗 대변인은 “의학적 근거 없는 ‘원격 진단’은 허위이자 중상모략”이라며 “정치적 목적의 가짜뉴스”라고 일축했다. 앞서 백악관은 손 멍의 원인을 “악수”라고 설명했으나 이후 아스피린 복용으로 설명이 바뀌었다. ◆ “자격 문제 아냐…투명한 관리 필요” 데이비슨 박사는 “뇌졸중 병력이 곧바로 대통령직 수행 불가를 뜻하진 않는다”면서도 “국가 지도자의 건강은 적절한 의료 관리와 투명성이 중요하다”고 강조했다. 아스피린 한 알의 용량이 촉발한 이번 논쟁은 트럼프 대통령의 건강 공개 범위를 둘러싼 공방으로 확산되고 있다.