머리 좋은 똑똑한 아이를 갖고싶다면 임신 초기에 규칙적으로 견과류를 먹는 것이 좋을 것 같다. 최근 스페인 바르셀로나 글로벌 건강 연구소는 임신 초기(임신 1분기) 1주일에 3번 30g 정도의 견과류를 먹은 임신부가 낳은 아이가 인지 기능, 주의력, 기억력 테스트 등에서 더 좋은 점수를 받았다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구는 8년 동안 총 2200명의 여성과 그의 자식들을 분석한 결과로 견과류가 아이의 지능에도 긍정적인 영향을 준다는 점에서 의미가 있다. 임신 중 견과류를 먹은 엄마와 장차 태어날 아이 지능의 연관성을 연구한 첫 사례이기 때문이다. 잘 알려진대로 견과류는 그 자체로 섬유질, 마그네슘, 다불포화지방 등 각종 영양소가 풍부하게 들어 있다. 이 때문에 견과류는 고혈압, 심장질환, 당뇨의 위험을 줄이는데 도움을 준다. 견과류가 아이 지능에 긍정적인 영향을 미치는 이유는 엽산과 오메가-3, 오메가-6과 같은 필수지방산과 같은 유익한 영양소가 발육의 중요한 초기 단계에서 태아의 신경조직에 축적되기 때문으로 추측된다. 다만 연구팀은 임신 3분기 동안의 견과류 섭취와 아이 지능사이의 연관성은 찾지 못했다. 논문의 제1 저자인 플로렌스 지냑 박사는 "모성 영양은 태아의 뇌 발달에 결정적인 요인이며 장기적인 효과를 가진다는 점이 이번 연구를 통해 확인됐다"면서 "견과류의 성분들은 신경조직에 특히 뇌의 전두엽 부위에 축적되어 기억력에 영향을 미치는 것으로 보인다"고 설명했다. 유럽 전염병학 저널(European Journal of Epidemiology)에 발표된 이 연구에서 견과류는 호두, 아몬드, 땅콩, 잣, 헤이즐넛이 포함됐다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘이치에 맞지 않는 망령된 생각.’ 국어사전은 ‘망상’을 이렇게 규정한다. 일상적으로 쓰는 망상이라는 말과 정신의학 용어로서의 망상은 개념이 비슷하나 심각도가 상당히 다르다. 정신의학 증상의 망상은 ‘이치에 맞지 않는’ 정도가 아니다. ‘UFO(미확인비행물체)가 나를 추적하고 있다’는 것처럼 그 내용이 현실과 심각하게 동떨어져 상식적으로 이해할 수 없는 경우가 많다. 안타까운 것은 망상이 시작되고 체계화되면 그 생각이 잘못됐음을 확증하는 증거를 제시해도 망상에서 벗어나기는커녕 더욱 공고해진다는 점이다. 약물치료로 증상을 조절할 수 있지만 완벽하지 않다. 망상이 형성되는 뇌에서는 어떤 일이 일어나는 것일까. 1900년대 초 철학자이자 정신의학자였던 카를 야스퍼스는 망상이란 개인의 살아온 과정, 동기, 역사·문화적 맥락을 모두 동원해도 이해할 수 없는 것이 특징이며, 개인 성격 발달의 과정을 방해하는 어떤 신경생물학적인 과정에 의해 발생했으리라 추측했다. 망상은 조현병, 망상 장애, 양극성 장애 등 다양한 질환에서 나타날 수 있다. 우리의 뇌에는 눈에 띄고 중요한 자극을 감지하는 ‘현저성 네트워크’가 존재하는데 중뇌 도파민 뉴런, 선조체, 전대상피질, 전섬엽 등이 그 주요 뇌 부위이다. 도파민 뉴런의 이상으로 네트워크 기능에 이상이 발생하면 결국 부정확한 주관적 경험이 일어나고 이를 부정확하게 해석해 일차 망상에 이르게 된다. 시간이 지나면서 ‘현저성 사건’에 대한 학습 능력이 손상돼 일차 망상이 반복적으로 공고화된다. 최근 미국 컬럼비아의대 정신과의 기예르모 홀가 교수는 망상의 정도와 추론과의 상호작용을 추정하는 정교한 실험을 했다. 청색 그릇에는 청색 구슬과 녹색 구슬을 75대 25의 비율로 놓고, 녹색 그릇에는 녹색과 청색 구슬을 75대 25의 비율로 놨다. 환자에게는 각각의 그릇에 청·녹색 구슬이 어떤 비율로 담겼는지를 알려준 다음 그릇을 가리고 구술을 하나씩 받게 했다. 그러다 확신이 들면 2개 그릇 중 어떤 그릇에서 구슬을 뽑았는지 답하는 게임을 했다. 청색 그릇에 청색 구슬이 많으므로 청색 구슬을 많이 받았다면 보통 청색 그릇에서 이 구슬이 나왔을 것이라고 추론할 수 있지만, 망상이 심한 환자일수록 결론을 내리기 위해 더 많은 구술을 받길 원했다. 판단을 쉽게 내리지 않은 것이다. 이는 망상 환자들이 ‘속단’을 내린다고 믿었던 기존의 가설을 뒤엎는 결과였다. 망상의 중심에는 경직된 사고가 있고, 그 과정은 매우 천천히 일어난다는 사실 또한 컴퓨터 모델링을 통해 밝혀졌다. 환자가 망상을 행동으로 표출하면 가족과 사회에 심각한 상처를 입힐 수 있다. 희망적인 것은 이러한 망상이 하루아침에 형성되지 않는다는 점이다. 약물치료를 통해 근본 원인인 도파민 과다를 조절하는 것이 현재로서는 최선이라고 할 수 있다. 하루빨리 조기 발견과 조기 중재를 통해 망상을 예방할 방법이 개발됐으면 한다.

단백질 보충제를 과하게 먹으면 체중이 늘고 기분이 나빠지며 심지어 기대수명이 줄일 수 있어 좋은 점보다 나쁜 점이 더 많을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 호주 시드니대 찰스퍼킨스센터(CPC) 연구진이 장기간의 고단백 섭취나 특정 유형의 아미노산 섭취로 인한 지속적이거나 잠재적인 부작용이 있는지를 조사해 이런 결론에 이르렀다고 국제학술지 ‘네이처 메터볼리즘’(Nature Metabolism) 최신호(1일자)에 발표했다. 시드니대 생명·환경과학대학원 교수이기도 한 스티븐 심프슨 센터장과 연구원인 서맨사 솔런비트 박사가 이끄는 연구팀은 이번 연구에서 ‘분지사슬아미노산’(이하 BCAA)으로 불리는 특정 유형의 아미노산이 근육 형성에 큰 혜택을 줄 수 있지만, 과다 섭취하면 체중을 늘리고 기분을 나쁘게 하며 수명을 줄일 수 있는 부작용을 발견했다. BCAA는 근육량(근매스)을 키우는 데 매우 효과가 있다고 알려졌다. 하지만 연구진은 이렇게 키운 근육량은 나중에 큰 대가를 치를 수 있다고 말한다. 솔런비트 박사는 이번 연구에서 (신진)대사적인 건강(metabolic health)과 생식(reproduction), 식욕 그리고 노화 등 다양한 측면에 영향을 주는 이 영양소의 복잡한 역할을 조사했다.이에 대해 솔런비트 박사는 “단백질이 풍부하고 탄수화물이 적은 식단은 생식 기능에 이로운 것으로 나타났으나 이는 중년 후기의 건강에 해로운 영향을 미쳤을 뿐만 아니라 수명을 줄였다. 이번 연구는 아미노산의 균형이 중요하다는 것을 보여줬다”며 “아미노산 균형을 최상으로 유지할 수 있도록 단백질 공급원을 바꿔나가는 것이 가장 좋다”고 설명했다. 이 연구는 이 대학의 핵심연구시설인 시드니 이미징(Sydney Imaging)의 각종 장비를 사용해 실험쥐들에게 먹인 BCAA와 트립토판 등 필수 아미노산이 이들 쥐의 건강과 체지방, 체수분 등 신체조성비에 미치는 영향을 조사한 것이다. 스티븐 심프슨 교수는 “BCAA의 보충으로, 혈중 BCAA 수치가 높아지게 되는 데 이 성분은 뇌로 가는 트립토판과도 경쟁한다. 트립토판은 기분을 좋게하는 효과와 수면을 촉진하는 역할로 흔히 행복 화학물질로 불리는 세로토닌 호르몬의 유일한 전구물질이지만, 세로토닌은 그보다 더 많읂 역할을 하므로 거기에서 문제가 생기는 것”이라면서 “즉 BCAA는 뇌의 세로토닌 수치를 나췄고 이로 인해 BCAA는 식욕을 높이는 강력한 신호가 된다”고 말했다. 이어 “BCAA의 과다섭취로 인한 세로토닌의 감소는 우리 쥐들에게 엄청난 과식을 초래했고 엄청난 비만이 돼 수명이 단축됐다”고 덧붙였다. 연구팀은 이들 생쥐에게 평생 BCAA의 정상량(200%)과 표준량(100%), 그리고 절반(50%), 5분의 1(20%)를 먹였다. 그 결과 BCAA를 200% 먹은 쥐들은 음식섭취가 늘어 비만이 됐으며 수명이 단축됐다. 이에 대해 시드니대 생명환경과학대학원의 공인영양사이자 공중보건영양사인 로슬린 리베이로 박사는 다음과 같이 말하며 다양한 단백질을 섭취할 것을 권장했다. 첫째, 섬유질과 비타민, 미네랄이 풍부한 건강하고 균형잡힌 식단을 통해 다양한 필수 아미노산을 얻기 위해서는 단백질 공급원을 바꾸는 것이 중요하다. 둘째, BCAA는 단백질이 함유된 식품에 존재하는 필수 아미노산이며 붉은고기와 유제품이 가장 풍부한 공급원이 된다. 닭과 생선 그리고 달걀 역시 BCAA의 영양 공급원이다. 셋째, 채식주의자들은 콩과 렌즈콩, 견과류 그리고 콩 단백질로부터 BCAA를 얻을 수 있다. 트립토판이 풍부한 음식에는 씨앗과 견과류, 콩, 치즈, 닭, 칠면조 그리고 악어고기가 있다. 한편 BCAA는 류신과 이소류신 그리고 발린이라는 세 가지 필수 아미노산으로 이뤄져 있으며 붉은고기와 유제품에서 가장 흔히 발견된다. 가장 인기 있는 단백질 보충제 성분 중 하나인 유청단백질 역시 유제품 부산물로 만들어지므로, 높은 수준의 BCAA를 함유한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

나이가 들면 어쩔 수 없이 기억력이 감소한다. 자연스러운 노화 현상이긴 하지만, 치매처럼 심한 경우나 치매까지는 아니더라도 일상생활에 소소한 어려움을 겪는 경도 인지장애가 진행하면 삶의 질이 떨어지게 된다. 이는 개인적인 문제만이 아니라 가족과 사회의 돌봄이 필요한 문제이기도 하다. 따라서 나이가 들더라도 적당한 수준의 인지기능을 오래 유지하는 일이 중요하지만, 현재까지는 노인에서 기억력 및 인지기능을 획기적으로 높일 수 있는 치료법이 없는 상태다. 노스웨스턴 대학 연구팀은 수년 전부터 자기장을 이용한 뇌 자극을 통해 돌파구를 모색하고 있다. 강한 자기장을 이용해서 두개골을 절개하지 않고 외부에서 뇌를 자극하는 경두개 자기자극기(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS, 이하 TMS)는 우울증이나 중독, 강박 장애 같은 다양한 뇌 질환을 치료하는 데 사용된다. 연구팀은 TMS를 이용해서 수술이나 다른 침습적 처치 없이 뇌의 특정 부위를 자극했다. 물론 인간의 뇌에서 기억력에 관련된 부위는 여러 개지만, 연구팀이 집중한 부위는 뇌의 가장 깊숙한 부분인 해마(hippocampus)다. 이미 2014년 건강한 젊은 사람을 대상으로 TMS를 통한 해마 자극이 기억력을 높일 수 있다는 연구 결과를 발표한 데 이어 최근 노스웨스턴 대학의 조엘 보스가 이끄는 연구팀은 건강한 노인의 뇌를 TMS로 자극해 젊은 사람만큼 기억력을 좋게 만들 수 있다는 연구 결과를 학술지 신경학(Neurology)에 발표했다. 연구팀은 우선 64세에서 80세 사이 건강한 노인 16명을 대상으로 기억력과 관련된 테스트를 진행했다. 젊은 성인의 경우 55점 정도 나오는 테스트에서 노인 대상자는 40점 정도를 기록했다. 이후 5일에 걸쳐 하루 20분씩 TMS를 통해 실제 해마를 자극하거나 혹은 기기만 갖다 대고 실제로는 사용하지 않은 대조군으로 나눠 다시 테스트 한 결과 TMS를 통해 자극을 받은 실험군은 젊은 성인과 비슷한 성적을 보여줬다. 물론 소규모 테스트이고 짧은 시간 동안 반응을 본 것이지만, 인지장애 및 치매 치료의 새로운 돌파구를 시사하는 소견으로 주목된다. 다만 실제 치료에 활용하기 위해서는 장기간에 걸친 치료 효과 및 부작용에 대한 철저한 검증이 필요하다. 단기적으로만 효과가 있거나 장기적으로 심한 부작용이 있으면 곤란하기 때문이다. 약물처럼 복용이 편리한 방법이 아니라 TMS라는 특수 의료장비를 계속해서 사용해야 한다는 점 역시 해결해야할 과제다. 하지만 늘어나는 치매 및 경도 인지기능 인구를 생각하면 매우 긍정적인 소식이라고 할 수 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

나이가 들면 어쩔 수 없이 기억력이 감소한다. 자연스러운 노화 현상이긴 하지만, 치매처럼 심한 경우나 치매까지는 아니더라도 일상생활에 소소한 어려움을 겪는 경도 인지장애가 진행하면 삶의 질이 떨어지게 된다. 이는 개인적인 문제만이 아니라 가족과 사회의 돌봄이 필요한 문제이기도 하다. 따라서 나이가 들더라도 적당한 수준의 인지기능을 오래 유지하는 일이 중요하지만, 현재까지는 노인에서 기억력 및 인지기능을 획기적으로 높일 수 있는 치료법이 없는 상태다. 노스웨스턴 대학 연구팀은 수년 전부터 자기장을 이용한 뇌 자극을 통해 돌파구를 모색하고 있다. 강한 자기장을 이용해서 두개골을 절개하지 않고 외부에서 뇌를 자극하는 경두개 자기자극기(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS, 이하 TMS)는 우울증이나 중독, 강박 장애 같은 다양한 뇌 질환을 치료하는 데 사용된다. 연구팀은 TMS를 이용해서 수술이나 다른 침습적 처치 없이 뇌의 특정 부위를 자극했다. 물론 인간의 뇌에서 기억력에 관련된 부위는 여러 개지만, 연구팀이 집중한 부위는 뇌의 가장 깊숙한 부분인 해마(hippocampus)다. 이미 2014년 건강한 젊은 사람을 대상으로 TMS를 통한 해마 자극이 기억력을 높일 수 있다는 연구 결과를 발표한 데 이어 최근 노스웨스턴 대학의 조엘 보스가 이끄는 연구팀은 건강한 노인의 뇌를 TMS로 자극해 젊은 사람만큼 기억력을 좋게 만들 수 있다는 연구 결과를 학술지 신경학(Neurology)에 발표했다. 연구팀은 우선 64세에서 80세 사이 건강한 노인 16명을 대상으로 기억력과 관련된 테스트를 진행했다. 젊은 성인의 경우 55점 정도 나오는 테스트에서 노인 대상자는 40점 정도를 기록했다. 이후 5일에 걸쳐 하루 20분씩 TMS를 통해 실제 해마를 자극하거나 혹은 기기만 갖다 대고 실제로는 사용하지 않은 대조군으로 나눠 다시 테스트 한 결과 TMS를 통해 자극을 받은 실험군은 젊은 성인과 비슷한 성적을 보여줬다. 물론 소규모 테스트이고 짧은 시간 동안 반응을 본 것이지만, 인지장애 및 치매 치료의 새로운 돌파구를 시사하는 소견으로 주목된다. 다만 실제 치료에 활용하기 위해서는 장기간에 걸친 치료 효과 및 부작용에 대한 철저한 검증이 필요하다. 단기적으로만 효과가 있거나 장기적으로 심한 부작용이 있으면 곤란하기 때문이다. 약물처럼 복용이 편리한 방법이 아니라 TMS라는 특수 의료장비를 계속해서 사용해야 한다는 점 역시 해결해야할 과제다. 하지만 늘어나는 치매 및 경도 인지기능 인구를 생각하면 매우 긍정적인 소식이라고 할 수 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

‘도덕적 기회주의’ 전략으로 유연한 대처 비난받지 않으면서 자신의 이익 극대화2014년 국내에서 출간된 미국 하버드대 정치철학자 마이클 샌델의 ‘정의란 무엇인가’(Justice)는 ‘올바름’과 ‘정의’ 열풍을 일으켰습니다. 샌델 교수의 하버드대 강의록을 모아 출간한 이 책의 첫 부분에는 유명한 ‘트롤리 딜레마’가 등장합니다. 브레이크가 고장난 트롤리 전차가 시속 100㎞의 속도로 달리고 있는 궤도 앞쪽에는 5명의 인부가 귀마개를 하고 작업 중이어서 전차가 다가오는 것을 알지 못하는 상황입니다. 선로를 바꿀 수 있는 레버는 작동하지만 바꾸려는 선로에도 1명의 작업자가 있는 상황입니다. 선로를 바꾸지 않으면 5명이 죽고 바꾸면 1명이 죽습니다. 실제 상황을 가정한 이 사고 실험은 다양하게 변형돼 윤리와 정의를 생각케 만듭니다. 이렇듯 복잡한 상황에서 사람들은 어떤 기준으로 윤리적, 도덕적 판단을 내릴까요. 또 결정을 내리는 순간 뇌에서는 어떤 일이 일어날까요. 사람들은 경제적 결정이 아닌 도덕적, 윤리적 결정은 시간이 지나도 변하지 않는 일정한 원칙과 신념에 따라 결정을 내린다고 알고 있습니다. 또 많은 사람들은 어릴 적부터 어떤 결정을 내릴 때는 “다른 사람에게 대접받고자 하는 대로 타인을 대접하라”는 ‘황금률’을 따르도록 가르침을 받아 오기도 했구요. 그렇지만 미국 브라운대 인지·언어·심리과학과, 다트머스대 뇌·심리과학과, 네덜란드 라드바우드대 행동과학연구소 공동연구팀은 사람들은 동일한 문제라도 상황에 따라 결정을 다르게 내리는 ‘도덕적 기회주의’ 전략을 사용하는 경우가 많다는 연구결과를 발표해 주목받고 있습니다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸습니다. 연구팀은 특정 사안에 대해 실험 참가자가 어떤 방식으로 의사 결정을 내리는지 살펴보는 ‘숨은 다중 신뢰게임’을 고안해 실험했습니다. 실험하는 동안 실험 참가자들의 뇌를 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 촬영해 어떤 뇌 부위가 활성화되는지를 살펴보기도 했습니다. 그 결과 사람들은 윤리적 결정을 내릴 때 타인의 시선을 의식해 상대방을 실망시키는 것은 나쁜 일이라는 ‘죄책감 혐오’와 결과에 있어서 공정함을 추구하는 ‘불평등 혐오’가 가장 크게 작용하기는 하지만 자신의 이익을 극대화하면서 타인에게 크게 비난받지 않을 수 있는 ‘도덕적 기회주의’에 따르는 경향도 상당히 크다는 것을 확인했습니다. 또 도덕적 기회주의 전략을 따를 때 활성화되는 뇌 부위는 일반적으로 도덕적, 윤리적 결정을 내릴 때 활성화되는 부위와 다르다는 것도 관찰했습니다. 연구를 이끈 제로 반 바아 브라운대 박사는 “이번 연구 결과는 사람들이 어떤 결정을 내릴 때 기존에 잘 알려진 도덕적 원칙에 따라 행동하기도 하지만 때에 따라서는 훨씬 더 유연하고 상황에 따라 다른 원칙을 적용할 수 있다는 것을 보여 준다”고 설명했습니다. 반 바아 박사는 “이런 결정 방식은 우리가 좋아하고 존경하는 사람들이 가끔 도덕적으로 이해할 수 없는 일들을 하는 이유를 설명해 줄 수도 있을 것”이라고 덧붙였습니다. 손자병법에는 상황에 따라 유연하게 전략을 세우는 것이 진정한 전략가라는 이야기가 나옵니다. 그렇지만 불과 며칠 전, 몇 달 전에 한 말도 까먹고 자기 말을 뒤집는 요즘 정치인들을 보고 있노라면 유연해도 너무 유연한 것 아닌가 하는 생각이 문득 들었습니다. edmondy@seoul.co.kr

머리는 해부학적으로 사람 목 위의 부분을 뜻한다. 눈, 코, 입이 있는 얼굴과 뇌, 중추 신경을 포함해 사람의 몸에서 가장 중요한 부분이라고 할 수 있다. 이렇게 복잡한 구조의 머리를 이식할 수 있다고 주장하는 의사들이 있다. 지난달 이탈리아 신경외과 의사 세르지오 카나베로와 중국 하얼빈의대 외과의사 런샤오핑(任曉平) 교수는 개와 원숭이의 끊어진 척수를 연결하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구진은 이번 연구 결과가 세계 최초로 인간의 머리를 이식할 수 있는 자신들의 능력을 입증하는 증거라고 강조했다. 특히 끊어진 척수 연결에 성공해 수술을 마친 원숭이와 개가 걸어다닐 수 있었다고 연구진은 주장했다. 머리를 이식하는 데 따른 심각한 윤리적 문제는 별개로 치더라도, 의학적으로 중추신경계 중의 하나인 척수를 끊었다가 다시 연결해 기능을 살리는 것은 현대 의학 수준에서는 불가능하다는 의견이 많다. 이에 해당 연구를 수행한 연구진도 척수 연결에 성공했다는 점을 강조해 사람의 척수도 끊었다가 재연결하는 데 성공할 가능성이 있다고 주장한 것이다. 하지만 중추신경계의 신경 연결에 대한 기초적인 연구나 근거 없이 소설이나 영화에서 나올 법한 머리 이식을 주장하는 것은 유명세를 얻으려는 행동이라는 지적이 적지 않다. 머리뿐 아니라 눈 이식도 현대 의학 수준에서는 여전히 불가능하다. 여러 원인으로 시신경이 손상돼 시력을 잃은 환자들이 시신경 이식이나 눈 이식이 가능한지를 물어볼 때가 많다. 하지만 필자는 아직 현대 의학 수준에서는 불가능하다고 말씀드린다. 그러면 시력을 잃은 환자들은 많이 실망하시는데 아무것도 해 드릴 수 없다는 생각에 죄송한 마음이 들 때가 많다. 시신경을 이식하는 일은 척수를 다시 잇는 일만큼이나 불가능한 영역이다. 신경 연결에 대한 미지의 영역이 연구를 통해 지금보다 많이 알려지거나 개척됐을 때에야 가능할 것으로 여겨진다. ‘마이너리티 리포트’라는 영화에서 주인공을 맡은 톰 크루즈가 다른 사람의 눈을 이식받는 장면이 나온다. 홍채 인식을 피하기 위해 눈을 이식받는 내용인데 비닐 주머니에 눈알을 들고 다니는 장면이 다소 충격적이었다. 영화를 볼 당시에는 몰랐지만 지금 생각해 보면 홍채 인식을 해킹하는 방법으로 간단하게 다른 홍채 모양의 컬러 렌즈를 끼면 될 것을 굳이 눈 이식을 꼭 해야만 했을까 하는 생각도 든다. 소문난 잔치에 먹을 것 없다는 속담과 같이 떠들썩한 소문이나 큰 기대에 비해 실속이 없거나 소문이 실제와 일치하지 않은 경우가 적지 않다. 소셜네트워크서비스(SNS)와 같은 여러 매체들로부터 의료 정보나 광고가 무분별하게 쏟아지는 현대 사회에서 특히 수술과 같이 의학적으로 중요한 판단을 내려야 할 때 허황된 광고나 근거 없는 주장에 쉽게 넘어가지 않도록 전문가의 도움이나 조언을 받는 것이 필요할 것이다.

전남 완도 한 고등학교 기숙사에서 ‘기절 놀이’를 하는 가혹 행위 영상이 나돌아 경찰과 교육 당국이 조사에 나섰다. 22일 완도경찰서와 전남도교육청에 따르면 A 고교에서 1학년생인 일부 학생이 폭행, 금품 갈취 등 상습적으로 동급생을 괴롭혔다는 의혹이 제기돼 진상 조사중이다. 이 동영상은 지난달 17일 밤 학교 기숙사 안에서 A(16)군이 친구 B군에게 목이 졸려 4초 정도 기절한 후 뺨을 세게 맞자 정신이 돌아온 장면이 담겨있다. 다른 학생들은 이 광경을 지켜보며 웃고 있다. 폭행 모습은 학교폭력을 평소 주도해 온 C군이 휴대전화로 동영상 촬영을 했다. ‘기절 놀이’는 아이들 사이에서 약자를 괴롭히거나 집단으로 따돌릴 때 행하는 가혹 행위다. 뇌에 치명적인 부작용으로 척추 기능 손상 또는 심장마비 등으로 목숨을 잃을 수 있는 위험한 결과를 초래할 수 있다. 경찰은 1학년생 80여명을 전수 조사해 학생들 사이에 폭행이나 돈을 빼앗는 행위가 있었다는 사실을 파악하고 7명을 가해자로 분류했다. 폭력 학생들은 “선생님께 이야기하면 가만두지 않겠다”고 협박까지 해 피해 학생들은 보복이 무서워 말하지 못해왔다. 경찰은 가해 사실 여부와 가담 정도 등을 조사하고 있다. 학교 측도 이들 학생을 출석 정지하고 오는 29일 학교폭력 대책자치위원회를 열어 징계를 결정할 방침이다. 완도 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr

신경을 곤두세우게 만드는 사회생활 속의 인간관계, 며칠 전부터 이유없이 머리를 조여오는 편두통, 이른 아침부터 복잡한 버스와 지하철…. 사회가 복잡해지면서 일상에서 스트레스를 일으키는 신체 내외적 요인들은 넘쳐난다. 스트레스가 개인의 역치를 넘어갈 경우 우울증이나 불안증, 타인에 대한 공격성 등 다양한 문제를 일으킨다. 그런데 최근 스트레스에 따라 몸의 반응을 조절하는 물질을 실시간 추적할 수 있는 기술을 나와 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과와 미국 뉴욕대 의대 공동연구팀은 스트레스에 따라 몸의 반응을 조절하는 일명 ‘스트레스 세포’(CRF세포)의 새로운 역할과 이를 실시간으로 추적할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌·신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 4월호에 실렸다. 동물은 천적을 만나거나 위험한 상황이 되면 긴장하고 대응을 생각하느라 긴장상태에 빠지게 된다. 또 좋아하는 음식이나 상황을 맞으면 자연스럽게 다가서는 반응을 보인다. 이런 본능적 행동은 특정 자극을 부정적, 긍정적으로 판단하는 두뇌에 의해 결정된다. 이런 역할은 시상하부-뇌하수체-부신으로 이어지는 축에서 담당한다. 이 축을 조절하는 것은 부신피질 자극 호르몬 방출인자(CRF)로 스트레스 조절인자로도 불린다. 이전에는 CRF세포가 활성화되면 부정적 감정이 커진다고 알려져 있었지만 측정이 어렵고 실제로 어떻게 반응하는지가 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 시상하부 영역의 CRF세포의 활성도를 실시간으로 측정할 수 있는 파이버포토메트리라는 기술을 이용해 다양한 자극에 노출된 생쥐의 뇌를 측정했다. 그 결과 물에 빠지거나 독수리가 날아오는 시각적 자극, 천적의 냄새 등에 노출시키면 CRF가 빠르게 활성화되고 좋아하는 음식이나 암컷 쥐가 가까이오면 CRF 활성도가 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다. 연구팀은 이번 연구가 빛을 이용해 특정 세포의 활성을 조절할 수 있는 광유전학의 하나인 칼슘이미징 기술을 활용함으로써 CRF 측정의 한계를 넘어선 것이라고 평가했다. 또 지금까지 CRF의 기능이 호르몬 방출을 통해 시상하부-뇌하수체-부신 축을 조절한다는 정도로만 알려져 있었지만 이번 연구로 다양한 감각적 자극에 대한 적절한 행동 반응을 조절하는 역할을 한다는 것을 알게 됐다. 서성배 카이스트 교수는 “우울증, 불안증, 외상후 스트레스장애(PTSD) 등 정신장애는 스트레스와 관련이 깊은 만큼 CRF 세포 활성도를 실시간 측정할 수 있게 됨에 따라 관련 질환들의 새로운 치료법도 찾아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인식·지각 등 고차원적 기능은 못 살려 ‘몸과 분리된 뇌’ 등 윤리적인 논란도“창조주여, 제가 부탁했습니까? 진흙에서 저를 빚어 사람으로 만들어 달라고? 제가 애원했습니까? 어둠에서 절 끌어내 달라고?” 200여년 전인 1818년 영국 작가 메리 셸리(1797~1851)가 쓴 괴기소설 ‘프랑켄슈타인-근대의 프로메테우스’ 서문에 실린 ‘실낙원’의 한 구절이다. 무생물에 생명을 부여할 수 있는 방법을 알아낸 스위스 과학자 빅터 프랑켄슈타인 박사는 시체를 이용해 8피트(약 244㎝)의 인조인간을 만들어 생명을 불어넣는다. 이렇게 만들어진 괴물은 인간 이상의 힘을 발휘하고 자신과 똑같은 형태의 신부까지 요구했다. 그렇지만 새로운 인종이 나와 인간을 멸망시킬까 두려웠던 프랑켄슈타인 박사는 괴물의 요구를 거부했다가 살해당한다. 셸리는 소설을 쓰면서 영국 화학자 험프리 데이비의 전기분해 기술, 찰스 다윈의 할아버지 에라스무스 다윈이 수행한 자연발생 실험 같은 당대 최고 수준의 과학기술을 활용했지만 사람과 똑같은 형태와 기능을 갖춘 인조인간을 만든다는 생각은 공상에 불과했다. 그런데 최근 생물학과 생체공학 기술이 발달하면서 ‘프랑켄슈타인’ 몬스터 기술이 현실화되는 것 아니냐는 지적이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 미국 예일대 의대, 코네티컷 재향군인의료시스템 재활연구센터, 보스턴대 의대, 피츠버그대 신경학과, 이탈리아 파비아대 생물학·생명공학과 공동연구팀은 죽은 지 몇 시간이 지난 돼지의 뇌를 다시 살려내는 실험 일부를 성공하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 18일자에 발표했다. 이번 연구 결과는 완벽하지는 않지만 죽은 생명체의 뇌 기능 일부를 다시 회복시켰다는 점에서 전 세계 과학계와 윤리학계에 충격을 안겨 주고 있다.연구팀은 보통 동물실험을 할 때 사용하는 실험용 무균돼지가 아닌 식재료 가공시설에서 얻은 생후 6~8개월 된 집돼지의 뇌 32개를 가지고 실험했다. 실험에 사용된 돼지의 뇌는 죽은 뒤 4시간이 지난 것들이었다. 보통 포유류의 뇌는 산소 공급에 매우 민감하기 때문에 짧은 시간 동안만 혈류가 중단되더라도 산소와 에너지 공급이 끊겨 회복 불가능한 뇌 손상을 일으키는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 분리된 돼지의 뇌를 자체 개발한 ‘브레인 엑스’라는 장치에 넣은 다음 보호제와 안정제 등을 섞은 특수 용액을 혈액 대신 뇌 혈관에 주입해 영양과 산소를 공급하며 뇌 변화를 관찰했다. 그 결과 뇌세포 구조, 뇌혈관 구조가 정상적으로 회복되고 신경과 세포를 파괴하는 염증 반응이 줄어드는 한편 시냅스에서 자발적인 움직임을 보이는 것이 관찰됐다. 그렇지만 인식과 지각 같은 고차원적 뇌 기능을 위해 필요한 전기적 활동은 관찰되지 않았다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구는 2013년 미국 버락 오바마 정부가 3조 5000억원을 투자해 진행 중인 뇌연구 프로젝트인 ‘브레인 이니셔티브’의 지원을 받아 진행됐다. 연구를 주도한 네나드 세스탄 예일대 의대(신경과학) 교수는 “이번 연구는 아직 초보적인 수준이지만 혈관의 촘촘한 연결 네트워크를 통해 뇌에 보호제를 공급하면 심각한 외상후 생존율을 높이고 신경학적 결손을 줄여 뇌사의 가능성을 획기적으로 줄일 수 있음을 보여 준 것”이라고 설명했다. 이번 연구 결과에 대해 생명윤리학자인 현인수 미국 케이스웨스턴리저브대 의대 교수는 “죽은 돼지의 뇌를 사실상 살려낸 이번 연구는 포유류의 뇌에 혈액 공급이 중단되면 몇 분 안에 사망한다는 기존의 생각을 뒤집는 것”이라며 “몸과 분리됐지만 살아 있는 뇌를 인격체로 보아야 하는지, 이런 연구에 대한 가이드라인을 어떻게 설정해야 하는지 등 논란거리들을 남겼다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

호르몬이 우리의 마음을 조종할 수 있을까. 1924년, 미국 시카고에서 두 명의 대학생이 어린 소년을 잔혹하게 살해하는 사건이 발생한다. 이 사건의 변호인은 내분비학 전문가들을 고용하는데, 살인범들이 ‘손상된 뇌와 호르몬’ 때문에 살인을 저질렀다고 주장하기 위해서였다. 1920년대는 호르몬에 대한 사회적 관심이 폭발하던 시기로 당대 사람들은 호르몬이 모든 질병의 원인이자 치료제라고 믿었다. 판사는 중형을 선고하며 의사들의 증언을 받아들이지 않았지만, 호르몬이 인간의 범죄 충동까지 유발할 수 있다는 주장은 수많은 기자들을 재판장으로 불러모았다. 호르몬은 혈액을 타고 흐르며 우리 몸의 기능에 관여하는 화학물질이다. 인간의 기분과 감정, 식욕, 성장, 수면 등 신체 현상에 막대한 영향력을 발휘한다. 하지만 불과 100여년 전만 해도 호르몬이라는 개념은 대담하고 무모한 아이디어였다. ‘크레이지 호르몬’은 20세기 초부터 시작된 내분비학의 역사를 짚어 보는 책이다. 의사이자 의학 작가, 저널리스트로 활동해 온 저자는 책에서 호르몬을 둘러싼 과학사의 현장으로 들어간다. 역사의 한 장면을 직접 눈으로 목격하는 듯한 생생한 서술이 흥미롭다. 호르몬에 대한 과학적 이해는 시행착오와 함께 수많은 희생자를 만들며 지금의 수준에 도달했다. 내분비학이 막 주목받기 시작했을 때 호르몬 치료는 충분한 검증 없이 이루어졌다. 회춘을 위해 정관수술을 받거나 테스토스테론 증강을 목적으로 동물 고환을 이식하는 사람들이 있었고, 왜소증 어린이에게 성장호르몬을 투여하다가 오염된 호르몬 탓에 퇴행성 뇌질환인 크로이츠펠트야코프병(CJD) 환자들이 생겨났다. 모두 호르몬에 대한 잘못된 기대 때문에 발생한 사건이었다. 저자는 광기 어린 내분비학의 발전 과정을 냉철하게 바라보는 동시에 때로는 무모한 시도들이 인류의 지식을 발전시켜 왔음을 부정하지 않는다. 저자가 조명하는 여성 과학자들의 대활약도 눈여겨 읽어 볼 부분이다. 차별이 만연했던 20세기에 여성 과학자들은 자신의 이름을 숨기고 논문을 내거나 학계에서 거절당하는 등 수많은 고초를 겪었다. 그러나 그들이 없었다면 내분비학의 발전은 훨씬 뒤처졌을 것이다. 특히 ‘측정할 수 없는 것을 측정’하려고 시도했던 로절린 얠로의 방사면역측정법(RIA)은 내분비학을 지식에 근거한 추측에서 정밀과학으로 바꿔 놓았다. 과학의 역사는 어쩔 수 없이 오류와 오판의 역사이지만, 기억돼야 할 잊혀진 이름들을 지금 이 시대에 다시 주목하는 일도 그 오류를 바로잡아 가는 하나의 방법일 것이다.

“너 요즘 무슨 운동해?”라고 묻는 질문에 운동하기 싫어하는 사람들은 “숨쉬기 운동”이라는 답을 내놓곤 한다. 그런데 최근 미국 연구진이 제대로 된 숨쉬기 운동이 혈압을 낮추고 뇌기능도 증진시킬 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국 콜로라도 볼더대 통합생리학과 연구진은 매일 5분씩 호흡근육강화훈련(IMST)을 통해 심폐 기능을 강화시키면 혈관건강이 좋아지고 기억력도 향상된다는 연구결과를 지난 6~9일 플로리다주 올랜도에서 열린 ‘실험생물학 2019 연례컨퍼런스’에서 발표했다. IMST는 1980년대 호흡근육이 약화돼 자가호흡이 어려운 환자들에게 휴대용 장치인 호흡근강화장치를 통해 호흡근육을 단련시키기 위한 수단으로 고안된 것이다. 마치 빨대로 힘껏 빨아들였다가 숨을 천천히 내뱉는 방식이다. 실제로 폐질환 환자에게 30분 정도씩 낮은 강도의 IMST를 실시한 결과 폐활량이 늘어난 것이 확인됐다.2016년 애리조나대 의대 연구팀 역시 수면무호흡증 환자에게 IMST를 하루 30분 이내로 IMST를 실시한 결과 코골이가 줄고 숙면을 취한다는 사실을 발견했다. 이같은 효과들을 바탕으로 일부 사이클과 육상종목 선수들은 호흡근육훈련기를 이용하고 있으며 실제 경기능력 향상에도 도움을 받고 있다는 보고가 있기도 했다. 이에 연구팀은 건강한 성인남녀를 대상으로 IMST를 매일 5분씩 6주간 실시한 결과 혈압이 떨어지고 인지기능 및 기억력 테스트 점수가 높아졌다는 사실을 확인했다. 특히 혈압 강하효과는 하루 30분씩 꾸준히 유산소 운동을 실시했을 때의 효과보다 더 우수한 것이라고 연구팀은 설명했다. 다니엘 크레이그헤드 박사는 “호흡강화운동은 운동을 위해 따로 옷을 갈아입거나 번거로운 과정 없이 집이나 사무실 어디서든 간단히 할 수 있는 훈련이라는데 장점이 있다”라면서도 “실제 큰 부작용은 발견되지 않았지만 심폐기능이 특히 약한 사람들은 IMST를 실시하기 전 의사의 진단이나 조언을 받는 것이 필요하다”고 말했다. 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.

고통과 불안을 느끼지 못하는 70대 여성이 의학계에 새로운 희망으로 떠올랐다. 영국 런던대학교(UCL)는 지난 27일(현지시간) 보도자료를 내고 이 여성의 유전자 연구 결과를 발표했다. 인버네스주 화이트브릿지 거주 여성 조 카메론(71)은 65세가 되어서야 비로소 자신이 남들과 다르다는 사실을 깨달았다. 당시 심한 염증성 관절 질환으로 수술을 받은 카메론 여사는 진통제 없이도 멀쩡해 학계의 관심을 끌었다. 의료진은 수술 후 이 여성에게 아세트아미노펜(타이레놀 등의 주성분으로 해열 진통 작용을 한다)을 처방했지만 고통을 느끼지 못하니 약도 필요가 없었다. 수술 다음 날 고통지수 평가에서는 10점 만점 중 0점을 선택할 정도였다. 카메론 여사는 사는 동안 한 번도 이렇다 할 신체적 고통을 느껴본 적이 없다. 심지어 아이 둘을 출산할 때조차 고통이 없었다. 그녀는 “8살 때 롤러스케이트를 타다가 팔이 부러진 적이 있었다. 나는 몰랐는데 사흘 뒤 엄마가 팔이 이상하게 매달려 있는 것을 보고 비로소 골절 사실을 깨달았다”고 밝혔다. 이 여성은 화상조차 알아차리지 못한다. 오븐에 살이 데어 타들어가는 냄새가 나야 비로소 화상을 인지하는 정도다. 무슨 일이 있어도 불안을 잘 느끼지 않는 것 역시 특징적이다. 몇 년 전 도로를 달리던 카메론의 차가 도랑으로 전복되는 사고가 발생했는데 그때도 그녀는 당황하지 않았고 평온함을 유지했다.수백만분의 일 확률로 나타나는 현상에 런던대학교 유전학 박사 제임스 콕스와 스코틀랜드 NHS 병원 마취통증의학과 박사 데브짓 스리바스타바는 카메론의 유전자 분석에 들어갔다. 분석 결과 그녀에게서는 두 가지 주목할 만한 유전자의 변이가 발견됐다. 하나는 위(僞) 유전자(죽은 유전자, 기능이 살아 있었지만 개체의 생존에 필수적이지는 않았던 유전자가 진화과정 동안 DNA 서열 내에 반복적으로 해로운 돌연변이가 축적되어 기능이 죽어 버린 유전자)로 여겨졌던 FAAH-OUT의 미세결실로 지금까지 발견된 적 없었던 형태였으며, 다른 하나는 FAAH 효소를 조절하는 인접 유전자의 변이였다. FAAH 유전자는 지방산 아미드의 이화작용에 관여하는 효소로 통증, 기분, 기억력과 관련이 있다. 이전의 실험에서 FAAH 유전자를 가지고 있지 않은 쥐는 통증을 느끼는 감각이 저하되고 상처 치유 속도가 빨랐으며 공포와 불안이 적었다. 학계는 FAAH-OUT 유전자가 고통을 느끼게 하는 FAAH 유전자를 차단해 고통을 줄이는 것으로 보고 있다. 카메론의 유전자를 분석한 콕스 박사는 “카메론은 FAAH-OUT 유전자를 가지고 있으면서도 그 중 일부가 결손된 미세결실 상태였다. 전혀 새로운 유전자의 발견인 만큼 통증으로 고통받는 환자들을 위한 획기적인 신약 진통제 개발에 도움이 될 것으로 보고 있다”고 밝혔다. 스리바스타바 박사 역시 “전 세계적으로 매년 3억3000만 명이 수술 후 통증으로 고통받고 있다. 이번 발견은 고통을 줄이고 회복기간을 줄이는 ‘고통 킬러’의 발견을 의미한다”고 말했다. 카메론은 “6년 전 수술을 위해 병원을 찾기 전까지는 내가 정상인 줄 알았다”면서 “내 유전자 연구를 통해 고통받는 사람들에게 도움이 될 수 있다면 적극적으로 협조할 것”이라며 연구에 꾸준히 협력할 것이라고 다짐했다. 카메론의 이런 유전자는 아버지로부터 물려받은 것으로 추정된다. 카메론에 따르면 그녀의 부친 조셉 역시 고통을 느끼지 못했다. 카메론은 “아버지는 제1차 세계대전 당시 탱크부대 부대장이었고 전쟁 중 다리에 포탄 파편을 맞았지만 전혀 아픈 줄 몰랐다”면서 “아버지가 그랬기에 나 역시 그런가보다 했지 다른 사람들과 다른 줄을 몰랐다”고 밝혔다. 연구진은 카메론의 친인척 모두의 DNA 검사 결과 카메론의 딸은 변이 유전자를 가지고 있지 않은 것으로 나타났으나 그녀의 아들은 변이 유전자를 가지고 있어 역시 고통을 느끼지 못하는 것으로 나타났다. 그러나 변수는 존재한다. FAAH-OUT 변이 유전자가 FAAH 유전자를 차단하면서 카메론은 뇌와 척수신경 이상을 겪고 있다. 이 때문에 평생 건망증에 시달렸으며 어눌한 말투 때문에 어려움을 겪었다. 이번 연구는 영국 마취통증학회지에 실렸다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

고통과 불안을 느끼지 못하는 70대 여성이 의학계에 새로운 희망으로 떠올랐다. 영국 런던대학교(UCL)는 지난 27일(현지시간) 보도자료를 내고 이 여성의 유전자 연구 결과를 발표했다. 인버네스주 화이트브릿지 거주 여성 조 카메론(71)은 65세가 되어서야 비로소 자신이 남들과 다르다는 사실을 깨달았다. 당시 심한 염증성 관절 질환으로 수술을 받은 카메론 여사는 진통제 없이도 멀쩡해 학계의 관심을 끌었다. 의료진은 수술 후 이 여성에게 아세트아미노펜(타이레놀 등의 주성분으로 해열 진통 작용을 한다)을 처방했지만 고통을 느끼지 못하니 약도 필요가 없었다. 수술 다음 날 고통지수 평가에서는 10점 만점 중 0점을 선택할 정도였다. 카메론 여사는 사는 동안 한 번도 이렇다 할 신체적 고통을 느껴본 적이 없다. 심지어 아이 둘을 출산할 때조차 고통이 없었다. 그녀는 “8살 때 롤러스케이트를 타다가 팔이 부러진 적이 있었다. 나는 몰랐는데 사흘 뒤 엄마가 팔이 이상하게 매달려 있는 것을 보고 비로소 골절 사실을 깨달았다”고 밝혔다. 이 여성은 화상조차 알아차리지 못한다. 오븐에 살이 데어 타들어가는 냄새가 나야 비로소 화상을 인지하는 정도다. 무슨 일이 있어도 불안을 잘 느끼지 않는 것 역시 특징적이다. 몇 년 전 도로를 달리던 카메론의 차가 도랑으로 전복되는 사고가 발생했는데 그때도 그녀는 당황하지 않았고 평온함을 유지했다. 수백만분의 일 확률로 나타나는 현상에 런던대학교 유전학 박사 제임스 콕스와 스코틀랜드 NHS 병원 마취통증의학과 박사 데브짓 스리바스타바는 카메론의 유전자 분석에 들어갔다. 분석 결과 그녀에게서는 두 가지 주목할 만한 유전자의 변이가 발견됐다. 하나는 위(僞) 유전자(죽은 유전자, 기능이 살아 있었지만 개체의 생존에 필수적이지는 않았던 유전자가 진화과정 동안 DNA 서열 내에 반복적으로 해로운 돌연변이가 축적되어 기능이 죽어 버린 유전자)로 여겨졌던 FAAH-OUT의 미세결실로 지금까지 발견된 적 없었던 형태였으며, 다른 하나는 FAAH 효소를 조절하는 인접 유전자의 변이였다. FAAH 유전자는 지방산 아미드의 이화작용에 관여하는 효소로 통증, 기분, 기억력과 관련이 있다. 이전의 실험에서 FAAH 유전자를 가지고 있지 않은 쥐는 통증을 느끼는 감각이 저하되고 상처 치유 속도가 빨랐으며 공포와 불안이 적었다. 학계는 FAAH-OUT 유전자가 고통을 느끼게 하는 FAAH 유전자를 차단해 고통을 줄이는 것으로 보고 있다. 카메론의 유전자를 분석한 콕스 박사는 “카메론은 FAAH-OUT 유전자를 가지고 있으면서도 그 중 일부가 결손된 미세결실 상태였다. 전혀 새로운 유전자의 발견인 만큼 통증으로 고통받는 환자들을 위한 획기적인 신약 진통제 개발에 도움이 될 것으로 보고 있다”고 밝혔다. 스리바스타바 박사 역시 “전 세계적으로 매년 3억3000만 명이 수술 후 통증으로 고통받고 있다. 이번 발견은 고통을 줄이고 회복기간을 줄이는 ‘고통 킬러’의 발견을 의미한다”고 말했다. 카메론은 “6년 전 수술을 위해 병원을 찾기 전까지는 내가 정상인 줄 알았다”면서 “내 유전자 연구를 통해 고통받는 사람들에게 도움이 될 수 있다면 적극적으로 협조할 것”이라며 연구에 꾸준히 협력할 것이라고 다짐했다. 카메론의 이런 유전자는 아버지로부터 물려받은 것으로 추정된다. 카메론에 따르면 그녀의 부친 조셉 역시 고통을 느끼지 못했다. 카메론은 “아버지는 제1차 세계대전 당시 탱크부대 부대장이었고 전쟁 중 다리에 포탄 파편을 맞았지만 전혀 아픈 줄 몰랐다”면서 “아버지가 그랬기에 나 역시 그런가보다 했지 다른 사람들과 다른 줄을 몰랐다”고 밝혔다. 연구진은 카메론의 친인척 모두의 DNA 검사 결과 카메론의 딸은 변이 유전자를 가지고 있지 않은 것으로 나타났으나 그녀의 아들은 변이 유전자를 가지고 있어 역시 고통을 느끼지 못하는 것으로 나타났다. 그러나 변수는 존재한다. FAAH-OUT 변이 유전자가 FAAH 유전자를 차단하면서 카메론은 뇌와 척수신경 이상을 겪고 있다. 이 때문에 평생 건망증에 시달렸으며 어눌한 말투 때문에 어려움을 겪었다. 이번 연구는 영국 마취통증학회지에 실렸다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

물건을 자주 잃어버리거나 방금 들은 것도 금세 잊어버리는 사람들이 있다. 대부분 가벼운 실수나 건망증으로 여기곤 하지만, 정보를 잘 잊어버린다는 것은 뇌에 문제가 있다는 신호이기도 하다. 그 원인에는 노화, 유전 등 여러 가지가 있겠으나, 모두 해당하지 않는다면 ‘산소 부족’을 의심해보아야 한다. 산소는 인간의 생명유지 활동에 있어 반드시 필요한 필수 요소로, 우리 몸의 세포들은 호흡을 통해 체내에 유입된 산소를 분해하여 생활에 필요한 에너지를 얻는다. 따라서 체내에 충분한 산소가 공급되지 않을 경우 신체 장기들이 그 역할을 온전히 수행할 수 없기 때문에 각종 신체 이상 신호들이 나타나게 된다. 이에, 실내 공기질 관리 전문 기업 ㈜하츠가 산소 부족에 따른 신체 이상 징후들과 함께 이를 극복할 수 있는 일상 속 산소 공급 팁을 소개했다. 뇌는 몸무게의 단 2%에 불과하지만, 호흡을 통해 인체로 유입된 전체 산소량의 25% 이상을 소비하는 것으로 알려져 있다. 뇌세포로 가는 혈액에 산소가 많아질수록 인지·기억·집중·판단·분석 등 뇌 활동이 활발해지며, 반면 체내의 산소 공급이 부족할 경우 뇌 기능이 떨어지고 신경세포 간의 연계가 약화돼 기억력이 감퇴하거나 집중력이 흐트러진다. 특히 실내에 켜켜이 쌓인 이산화탄소는 답답함이나 졸림, 피로 등을 유발하며 뇌의 활동을 저하시키기 때문에 반드시 산소와 적정 비율을 이룰 수 있도록 언제나 주의를 기울여야 한다. 공기 정화 효과가 있는 녹색 식물을 집안 곳곳에 놓아두면 어느 정도 도움이 되는데, 뇌 활동이 많은 아이들의 공부방에는 이산화탄소 제거할 수 있는 팔손이나무, 개운죽, 로즈마리 등을 비치한다. 각막은 혈관이 없어 눈물의 순환이나 공기접촉을 통해 산소를 공급 받는다. 하지만 최근 심각해지는 미세먼지로 인해 외부 활동을 자제하고 산소가 부족한 실내에서 시간을 보내는 비율이 늘면서 눈 건강에 비상이 걸렸다. 각막에 산소가 부족해지면 미세 혈관이 비정상적으로 생기게 되는데 이를 ‘각막 신생혈관’이라 한다. 각막 신생혈관은 출혈이 잦고 진물이 나오기 쉬워 각막을 탁하게 만들기 때문에 시력이 저하되거나 심할 경우 실명에 이를 수도 있다. 실내 산소 부족은 주로 음식 조리를 통한 이산화탄소 및 각종 유해물질 증가로 인해 발생된다. 음식 조리 전후로 반드시 레인지 후드를 사용해야 하며, 유해가스 등의 배출 위험이 적은 전기쿡탑 사용을 권한다. 레인지 후드 사용이 번거롭게 느껴진다면 국내 유일 후드-쿡탑 연동 시스템인 하츠의 ‘쿠킹존(Cooking Zone)’ 시스템을 제안한다. 일상 속 산소 부족에 따른 질병들을 예방하는 근본책은 실내 공기 중 산소 농도를 일정 수준 이상으로 유지하여 언제나 충분한 산소를 인체에 공급하는 것이다. 공기 중 적정 산소 비율은 약 21%로, 20% 미만으로 떨어질 때에는 컨디션 저하를 비롯한 산소 부족 현상들을 겪을 수 있다. 특히 실내에서는 요리, 청소 등으로 인해 미세먼지를 비롯한 입자성 오염물질이나 이산화탄소, 이산화질소 등 각종 가스상 오염물질들이 발생하기 쉬우며 이로 인해 공기 중 산소량이 줄어들 수 있다. 실내 적정 산소 농도를 유지하기 위해서는 안과 밖의 공기 순환 기류를 만들어 공기 균형을 맞추는 것이 가장 이상적이다. 이를 위해서는 후드, 전열교환기, 환기시스템 사용이 도움이 될 수 있다. 실내 공기질 관리 전문 기업 ㈜하츠의 관계자는 “산소 부족은 일상에서 흔히 겪을 수 있는 현상 중 하나로, 산소가 부족한 실내 공기에 장시간 노출될 경우 건강 상의 문제를 겪을 수 있다”며 “하츠에서는 적정 산소 농도를 갖춘 외부 공기를 깨끗하게 걸러 실내에 공급, 실내 공기의 균형을 맞춰주는 가정용 청공조기 출시를 앞두고 있다”고 전했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

2015년 미국 국립정신보건원 인간두뇌수집원 원장 바버라 립스카는 어느 날 갑자기 ‘이상하고 무시무시하게’ 변했다. 동네에서 길을 잃어 집을 찾지 못하는가 하면 가족들에게 뜬금없이 화를 낸다. 머리에 바른 염색약이 줄줄 흘러내리는 줄도 모르고 동네를 하염없이 달리고, 전날 먹은 피자가 플라스틱 덩어리라는 생각에 누군가 자신을 독살하려 한다는 망상에 시달린다. 30년 이상 동물과 인간의 뇌를 해부하고 정신질환의 원인에 대해 연구하던 뇌 과학자의 정신이 붕괴했다는 징후였다. 흑색종이 뇌에 전이돼 곳곳에 종양이 생겼던 립스카는 결과적으로 1~2년 사이에 건강을 회복했다. 심각한 뇌 기능장애를 겪은 사람이 치료에 성공하는 경우는 흔치 않은 터라 스스로도 극적이라고 여겼다. 자신의 특별한 경험을 다룬 이 에세이는 정신질환의 소용돌이에 빠져들었던 한 생존자의 투쟁기인 동시에 불안·망상·분노·기억상실에 빠진 뇌에 대한 한 과학자의 탐구기다. 립스카는 정신질환을 직접 경험한 과학자만이 할 수 있는 이야기를 신경과학적 지식을 바탕 삼아 생생하게 들려 준다. 뇌는 어떻게 정신질환을 만들어 내는지, 정신이 망가져도 알아채지 못하는 이유는 무엇인지, 스스로 통제할 수 없는 상황에 놓인 기분은 어떤 것인지, 뇌는 어떻게 우리를 인간답게 하는지에 대해. 정신을 잃었다가 되찾은 이후 립스카는 다른 사람의 감정과 곤경에 더 세심하게 주파수를 맞추게 됐다고 한다. 무엇보다 정신질환을 앓는 사람들에게 동질감을 느끼게 됐다는 그는 정신질환자에 대한 편견이 여전한 사회에 중요한 깨달음을 안긴다. 암이 환자의 잘못이 아닌 것처럼 정신질환 역시 환자의 잘못이 아니라는 점, 정신질환자를 대할 때는 깊은 이해와 공감이 필요하다는 점이다. 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr

경쾌한 소리를 내며 입안에서 부서지는 짭짤한 감자칩은 한 번 손대면 멈출 수 없게 만든다. 설탕과 함께 사람들을 매혹시키는 마성의 맛을 갖고 있는 소금은 신체기능 유지에 중요한 역할을 하지만 많이 섭취하면 심혈관질환은 물론 인지장애까지 유발시킬 수 있다. 이 때문에 싱겁게 먹으려고 하지만 쉽지 않다. 과연 우리를 짠맛에 길들이게 하는 것은 뭘까. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 생물학·생명공학부, 터프츠대 의대 신경과학과 공동연구팀이 소금의 짭짤한 맛을 자꾸 찾도록 만드는 신경회로를 발견했다고 밝혔다. 한국인 과학자인 이상준 칼텍 연구원이 제1저자로 참여해 주도한 이번 연구는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 28일자에 실렸다. 인체에서 나트륨이 부족해지면 뇌는 나트륨 소비 촉진 신호를 보내는데 지금까지는 소금 섭취와 관련된 신호 메커니즘이 완전히 파악되지는 못했다. 연구팀은 광유전학 기술의 하나인 ‘칼슘이미징’을 이용해 동물실험을 한 결과 생쥐의 후뇌 부위에서 나트륨 섭취를 조절하는 ‘염분섭취 뉴런’이라는 신경세포를 발견했다. 후뇌는 척수 쪽에 가까운 뇌의 뒤쪽 부분이다. 연구팀은 생쥐가 소금물을 마시면 염분섭취 뉴런의 신호가 점점 줄어들면서 소금물 마시는 것을 멈춘다는 사실을 확인했다. 그렇지만 충분히 소금물을 마신 뒤에도 염분섭취 뉴런을 인 위적으로 자극할 경우 소금물이나 소금덩어리를 계속 찾아는다는 것도 발견했다. 반면 소금물을 위에 직접 주입할 경우에는 염분섭취 뉴런 신호에 영향을 미치지 못한다는 것도 관찰됐다. 이는 소금 섭취를 조절하는데 핵심은 위가 아닌 혀의 미각세포에 있음을 보여준 것이라고 연구팀은 설명했다. 오카 유키 칼텍 교수는 “이번 연구결과는 소금의 맛만으로도 염분섭취 뉴런의 활동을 제어할 수 있음을 보여주고 있다”며 “짠맛을 느끼게 하는 미각만 자극하는 방법을 찾는다면 건강상 소금 섭취를 줄여야 하는 사람들에게도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

남녀는 실제로 서로 다른 뇌를 갖고 있으며 이런 차이는 태아 발달 시기부터 나타난다는 점을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 미국 뉴욕대 랭곤의료원 연구진이 임신 후기 여성들이 아무 일도 하지 않고 가만히 쉬고 있을 때 태아들의 뇌를 기능성 자기공명영상(fMRI) 장치로 스캔해 휴지기 뇌 연결성을 검사한 결과, 뇌 구조는 태아 때부터 남녀에 따라 많은 차이가 있는 것으로 확인됐다고 밝혔다. 연구를 주도한 모라이어 토머슨 박사는 영국 더 타임스와의 인터뷰에서 “이번 결과는 예상하고 있던 것”이라고 말했다. 이 연구는 평균 나이 만 25세로 임신 후기(25주~39주)에 있는 여성들이 쉬고 있을 때 함께 쉬고 있다고 판단된 태아 118명(남아 78명·여아 40명)의 MRI 자료를 분석한 것이다.검사 결과, 가장 큰 차이 중 하나는 전두엽과 후두엽 등 뇌의 먼 영역 간 연결성이었다. 여아의 경우 더 많은 장거리 뇌 신경망을 생성한 것이다. 물론 이런 특성이 남녀의 사고방식 차이를 설명할 수는 없다. 반면 남아의 뇌 연결성은 여아보다 더 변화무쌍한 것으로 나타났다. 이는 남성이 여성보다 환경적 영향에 더 취약한 이유를 설명할 수 있다고 토머슨 박사는 덧붙였다. 이번 발견은 남녀의 서로 다른 뇌에 관한 오랜 논쟁에 새로운 불을 지폈다. 일부 과학자는 남녀의 서로 다른 사고 방식은 대부분 사회적인 요인에 의해 형성된다고 주장하지만, 또 다른 과학자들은 이런 차이는 태어날 때부터 있다고 말한다. 따라서 이번 결과는 논란의 여지가 있다. 또 영국 애스턴대학의 지나 리폰 교수는 이번 연구 결과에 대해 이 연구는 자궁에서 뇌의 변화가 시작됐음을 증명하지 못한다고 주장한다. 리폰 교수는 “연구 저자들은 남녀 차이라는 어젠다를 추구해서 근거 없는 결론을 내린 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘발달인지신경과학‘(Developmental Cognitive Neuroscience) 최신호에 실렸다. 사진=123rf(위), 발달인지신경과학 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘존중받을 권리’를 빼앗아가는 노년층의 치명적 질환인 ‘치매’. 치매를 유발시키는 원인은 베타아밀로이드 단백질의 축적이나 신호전달물질인 가바(GABA)의 과생성 때문으로 알려졌다. 가바는 포유류 중추신경계에 있는 억제성 신호전달물질인데 과생성될 경우 기억력 저하나 인지장애를 유발시킬 수 있는 물질이다. 이 때문에 최근에는 가바의 양을 줄여 치매를 개선하고 치료하는 방법이 개발되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 치매DTC융합연구단 박기덕 박사와 반응성교세포연구단 이창준 박사 공동연구팀은 가바의 양을 줄여 치매환자의 기억력 저하와 인지장애를 개선할 수 있는 치료제를 개발했다고 24일 밝혔다. 특히 이번에 개발된 약물은 장기 복용시 가바의 양이 다시 증가해 인지장애가 재발하는 것을 막아줄 수 있다는 장점까지 갖고 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 치매환자와 마찬가지로 기억력과 인지장애를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 약물을 장기간 투여한 결과 인지기능 개선 효능이 눈에 띄게 나타났고 주사가 아닌 경구투여를 하더라도 뇌에 빠르게 전달됨으로써 생체독성이나 다른 신경계에 부작용이 없는 것으로 확인됐다. 기존에 개발한 가바치료제의 경우는 복용 후 초기 1주일 동안은 인지기능이 회복되는 것이 확인됐지만 복용기간이 4주를 넘어가면 다시 가바가 과생성돼 처음과 비슷한 상태의 인지기능 장애를 겪는 것으로 나타났다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 최신호에 실렸다. 또 국내 바이오벤처기업에 기술이전돼 신약개발을 위해 영장류를 이용한 전임상 시험이 진행 중에 있으며 올 하반기 중에 사람을 대상으로 한 임상시험 승인절차 신청할 계획이다. 박기덕 박사는 “이번에 개발된 치료후보물질은 과거 임상시험에서 단기적 효능을 보였음에도 치료약물로 승인되지 못한 실패원인을 규명하고 한계를 극복했다”라며 “특히 약물 효능은 물론 뇌 투과율, 인체 안전성이 뛰어나 치매에 의한 인지장애를 장기간 동안 지속적으로 개선시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr