올 한 해 과학계도 다사다난하기 그지없다. 새해 벽두부터 천재 물리학자 알베르트 아인슈타인이 100년 전 예측한 중력파가 검출되면서 전 세계 과학계를 흥분시켰다. 이어 바둑천재 이세돌 9단과 구글 딥마인드의 인공지능(AI) 알파고가 벌인 대결은 전 세계인의 관심을 집중시켰다. 올해 과학계를 뜨겁게 달군 ‘2016년 과학 10대 뉴스’를 꼽아봤다. ① 국제 연구진 중력파 발견 미국과 한국, 독일 등 13개국 1000여명의 연구자로 구성된 ‘고급 레이저 간섭계 중력파 관측소’(라이고) 연구단은 올 1월 중력파 탐지 결과를 발표했다. 1916년 아인슈타인은 일반상대성이론에서 중력의 정체를 시공간의 뒤틀림으로 봤고, 중력장에 따른 파동인 중력파도 존재할 것으로 추정했다. 지난해 9월 지구에서 13억 광년 거리에서 태양 질량의 29배, 36배인 블랙홀 2개가 합쳐지면서 만들어낸 중력파를 관측했다. 아인슈타인의 주장이 꼬박 100년 후 과학적으로 입증된 것이다. ② 이세돌 vs ‘딥러닝’ 알파고 3월 초 서울에선 세기의 대결이 있었다. 이세돌 9단과 구글 AI 알파고의 대국이다. 알파고는 프로기사들의 기보를 바탕으로 스스로 학습하는 ‘딥러닝’ 기술로 바둑을 익혔다. 알파고가 4대1로 압도적 승리를 거둔 이 대국은 ‘인공지능 발전사에 한 획을 긋는 사건’으로 평가된다. ③ 사상 최악의 폭염 미국 국립해양대기관리청(NOAA)과 항공우주국(NASA)에 따르면 올해는 연초부터 매달 관측 이래 사상 최고 기온 기록을 갈아치웠다. 올여름 미국 48개주에선 평균 기온이 32도가 넘는 이상고온 현상을 보였고, 동남아시아는 44.6도를 넘는 기록적 폭염과 가뭄에 시달렸다. 우리나라도 7~8월 전국이 폭염과 열대야로 들끓었다. ④ 파리기후변화 협약 협정 발효 지난해 12월 프랑스 파리에서 열린 제21차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP21)에 197개국이 참여해 ‘지구온도 상승을 2도 이내로 억제하고 1.5도로 제한하기 위해 노력하겠다’는 목표에 합의했다. 21세기 말 ‘온실가스 순배출량 제로(0)’를 목표로 한 파리기후변화협정은 지난 11월 초에 발효됐다. ⑤ 4대강 사업지역 녹조 발생 올여름 무더위가 빨리 시작되면서 4대 강 사업 지역인 낙동강, 영산강, 금강, 한강 유역에서 그 어느 때보다 심각한 녹조가 발생했다. 주로 여름철에 발생하는 녹조가 봄과 가을에도 나타나면서 오염이 특히 심각한 4급수에서나 사는 실지렁이나 큰빗이끼벌레 등이 출현하기도 했다. 낙동강, 한강 등 식수원 오염 문제가 심각하게 제기됐다. ⑥ 포켓몬고…VR·AR 주목 지난 7월 나온 증강현실(AR) 게임 ‘포켓몬고’는 출시되자마자 전 세계를 강타했다. 출시 5개월이 지난 12월 초 포켓몬고를 하는 이들이 걸은 거리는 지구 20만 바퀴에 달한다. 가상현실(VR)과 증강현실 기술에 대한 관심도 높아졌다. ⑦ 한국인 유전체 지도 완성 지난 10월 서울대 의대 서정선 교수와 생명공학기업 마크로젠, 11월에는 울산과학기술원(UNIST) 게놈연구소 박종화 교수팀이 가장 정밀한 한국인 맞춤형 표준 유전체(게놈) 지도를 처음 만들었다. 한국인의 유전질환이나 각종 질병에 대한 연구와 신약개발에 가속도가 붙을 것으로 전망된다. ⑧ 혈액기반 치매조기진단 기술 지난 2월 한국과학기술연구원(KIST) 연구진은 혈액 몇 방울만으로도 알츠하이머 치매의 발병 가능성을 조기에 진단할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발해 주목받았다. 현재는 인지기능검사, 뇌영상 검사 등으로 진단을 하는데 정확도가 떨어질 뿐만 아니라 비용도 많이 든다는 단점이 있다. ⑨ 외계행성 ‘프록시마b’ 발견 지난 8월 영국 퀸메리대 길렘 앙글라다, 에스쿠데 교수팀은 지구에서 4.2광년(약 40조㎞) 떨어진 ‘프록시마 켄타우리’ 주변을 11.2일 간격으로 공전하는 외계행성 ‘프록시마 b’를 발견했다. 질량과 구성 성분이 지구 환경과 가장 유사한 행성으로서 학계의 주목을 받았다. ⑩ KIST 설립 50주년 KIST는 선진 기술을 빨리 받아들여 우리 것으로 만드는 ‘빠른 추격자’ 전략을 도입해 경제성장을 이끌어 왔다. 추격형 전략에서 벗어나 선도형 과학혁신 체계로 개선이 시급하다는 주문이 나온다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

협회와 글쓰기 강좌 개설 논의 환우들 겁내지 말고 도전하길 내년엔 시로 등단하는 게 목표 “서울신문 보도<2016년 10월 10일자>가 나간 이후에 우리 모임(대한파킨슨병협회 전라도 광주지부)에 나오는 파킨슨병 환자 수가 20명에서 40명으로 배나 늘었어요. 글을 매개로 마음을 나누는 사람이 많아진 거죠. 파킨슨병 환자는 우울증에 걸리기 쉬워서 혼자 있으면 안 되거든요. 제 사연이 환자들에게 용기를 준 거 같아 기쁩니다.” 파킨슨병을 딛고 수필가로 등단한 최세환(70)씨를 두 달 남짓 만인 지난 19일 서울 성북구 파킨슨병협회 사무실에서 다시 만났다. “기사를 보고 많은 연락이 왔는데 환자들은 ‘내 이야기 같아서 많이 울었다’고 했고, 시민들은 ‘감동을 받았다’고 하더군요. 나는 글을 쓰면서 파킨슨병의 공포를 이겨냈다고 했죠. 많은 환자들이 겁내지 말고 글 쓰기에 도전했으면 좋겠어요.” 파킨슨병은 신경세포가 소멸돼 뇌 기능에 이상이 일어나는 질병이다. 손 떨림, 근육 경직, 자세 불안정, 우울증, 불면 등의 증세를 동반한다. 최씨는 2014년 파킨슨병 판정을 받았다. “처음 확진 판정을 받으면 아예 받아들이지 못하는 경우가 많죠. 하지만 현실을 부정하지 말고 빨리 병과 친구가 되는 게 중요합니다. 치료를 거부할수록 병세는 악화되니까요.” 그는 현재 파킨슨병협회와 함께 글 쓰기 강좌를 개설하는 방안을 논의하고 있다고 근황을 전했다. 최근 광주 한 언론사의 신춘문예 단편소설 부문에도 응모했다. “오래전부터 소설을 쓰고 싶었어요. 늙은 내가 젊은 나와 만나는 이야기죠. 건강 탓에 단숨에 쓰기는 어려워서 집필하는 데 시간이 좀 걸렸습니다. 이제 본격적으로 시를 써 보려 합니다. 내년에는 시로 등단하는 게 목표예요.” 자전적 소설에서 70대의 최씨는 20대의 최씨에게 무슨 말을 하고 싶었을까. “젊었을 때 난 교만했죠. 병을 얻고서야 아무것도 가진 게 없다는 것을 알았습니다. 학업, 취업 경쟁에 힘들겠지만 청년들 스스로 왜 사는가를 끊임없이 질문하길 바랍니다. 작은 나눔을 실천하면서, 사랑을 베풀면서 살라고 말해 주고 싶어요. 그리고 길은 반드시 열리니 절대 포기하지 마세요. 이렇게 아픈 나도, 나를 포기하지 않기 위해 매일 글을 쓰고 3시간 30분씩 운동을 합니다.” 끝으로 최씨는 파킨슨병 환자들을 이상한 동물 보듯 하지 말아 달라고 했다. “걸음걸이와 몸의 형태가 부자연스러워도 평범한 사람입니다. 그런 시선이 우리를 더 아프게 한다는 걸 알아주세요.” 글 사진 강신 기자 xin@seoul.co.kr

만사가 변하듯이 음식도 변한다. 우리 식생활에는 없던 음식인데 지금에는 우리 식생활에서 없는 것이 상상이 되지 않는 음식들이 있다. 물론 이 음식을 먹지 않는 사람들도 있지만 주요 음식의 대명사로 자리잡아 주요 산업으로까지 성장했다. 근대화 이후 소개된 음식 중 어떤 음식이 우리의 식생활을 바꿨을까. 우리 식생활을 바꾼 음식들에 대해 알아봤다. 출근길 테이크아웃 커피를 들고 걸음을 재촉하는 직장인, 점심 이후 커피전문점 카운터 앞에 길게 서 있는 줄은 더이상 낯선 풍경이 아니다. 시내 중심가에는 한 집 건너 커피전문점들이 보이지만 이런 모습은 2000년대 들어서 형성됐다. 우리나라에서 처음으로 커피를 마신 사람은 고종이라는 기록이 있다. 1896년 러시아 공사관으로 피신(아관파천)한 고종이 그곳에서 독일계 러시아인 안토니에트 손탁의 식수발을 받으면서 마시기 시작했다는 기록이다. 환궁 후 고종은 서울 중구 정동에 서양식 2층 건물을 세우고 손탁에게 정동구락부를 운영하도록 했다. 커피는 상류층이 마셨던 기호식품으로 우리나라에 들어왔다. 커피는 국내에서 생산되지 않았다. 해방 이후 미군과 함께 인스턴트 커피가 들어오면서 미군 PX를 통한 밀수품이 대거 암거래된다. 1960년 당시 서울에만 1000여개에 달했던 다방에서 쓰인 커피 중 밀수품이 95%에 달했던 것으로 추정됐다. 정부는 1968년 외화유출 등의 부작용을 막기 위해 커피 제조 허가를 동서식품과 미주산업에 줬다. 미주산업은 이후 미원(현 대상)에 흡수됐고 동서식품은 끊임없는 연구개발로 현재까지 커피 시장을 지배하고 있다. 동서식품은 설립 당시부터 미국 제너럴푸즈(현 크래프트)와 동서가 50%씩 지분을 갖고 있는 비상장 합작사다. 인사권과 경영권은 동서식품이 갖고, 크래프트가 최고재무담당자(CFO)를 맡는 형식으로 협업하고 있다. ●빨리빨리 문화가 낳은 커피믹스, 커피 대중화 견인 동서식품은 1976년 12월 커피, 크림, 설탕이 들어간 커피믹스를 세계 최초로 출시했다. 커피믹스는 외부에서 활동할 때도 커피를 쉽게 마시도록 하기 위해 개발된 상품이다. ‘빨리빨리’라는 우리 국민의 특성에 편리함이 더해져 커피 대중화를 이룬 일등공신이다. 네슬레에 맞서 동서식품이 꾸준히 업계 1위를 지킨 무기이기도 하다. 동서식품이 외국 제품을 제치고 시장지배적 위치를 차지해 갈 무렵인 1989년 스위스의 다국적 기업 네슬레가 두산과 합작해 들어왔다. 한국네슬레는 당시의 외제 선호 분위기와 맞물려 시장점유율을 40%까지 높였다. 이에 1996년 동서식품은 맛과 향, 포장 등을 업그레이드하면서 공세에 맞섰다. 한국네슬레는 2014년 롯데푸드에 인수돼 롯데네슬레코리아로 이름을 바꿨다. 현재 동서식품은 커피믹스 시장에서 85%대 시장 점유율을 기록하고 있다. 동서식품은 한국네슬레와 경쟁하면서 처음 사은품을 만들었다. 사은품 가격이 제품 판매금액의 일정 비율 이하여야 한다는 규제(2016년 7월 폐지)가 있던 시기다. 그때까지 커피 마실 때 일반적이던 커피잔과 받침까지 만들려니 규제에서 정한 한도를 넘었다. 고민하던 동서식품은 받침을 뺀 머그잔을 내놨다. 당시는 낯선 머그잔이 시중에 소개된 셈이다. 1990년대 원두커피가 유행하면서 다방이 아닌 커피전문점이 등장하기 시작했다. 프랜차이즈 커피점이다. 1988년 12월 쟈뎅이 서울 강남구 압구정동에 1호점을 개점했다. 현재 쟈뎅은 커피전문점보다 편의점 등을 통한 커피 제품 판매에 주력하고 있다. 쟈뎅 측은 1990년대는 프랜차이즈 개념이 낯선 초기라 원하는 수준의 커피맛을 유지하는 것이 어려웠다고 밝혔다. ●커피 관련 제품에 쓰는 돈 6조원대 달해 커피전문점의 대명사 격이 된 스타벅스 1호점은 1999년 7월 서대문구 이화여대 부근에 생겼다. 이후 커피전문점이 하나둘씩 중심가에 자리잡으면서 2000년대 들어 커피를 들고 다니는 ‘테이크아웃’ 문화가 시작됐다. 스타벅스, 커피빈, 폴바셋 등은 직영점, 이디야, 엔제리너스, 투썸플레이스, 파스쿠찌 등은 가맹점 형태로 운영된다. 직영점 1위인 스타벅스는 지난 14일 1000호점을 열었다. 가맹점 1위인 이디야는 1865개(직영점 9개 포함) 매장이 있다. 업계가 추산하는 커피 시장 규모는 2014년 기준 5조 3000억원(소비자가격 기준)가량이다. 지난달 농림축산식품부가 발표한 ‘국내외 디저트 외식시장 조사’에 따르면 커피전문점이 2조 5000억원, 캔커피 등 커피음료가 1조원, 커피믹스 등 인스턴트커피가 1조 8000억원이다. 업계는 커피전문점 시장이 빠르게 성장해 올해는 4조원을 넘었을 것으로 보고 있다. 소비자가 커피 관련 제품에 지불하는 돈이 6조원대에 이른다는 계산이다. 업계 관계자는 “원두커피의 순매출액에 몇 배를 곱하느냐에 따라 커피 시장 규모의 차이가 크다”고 전했다. 최근 들어 편의점을 중심으로 저가 원두커피까지 나오고 있어 시장규모 추정이 더욱 어려워졌다. 이런 커피 열풍은 우리만의 현상은 아니다. 전 세계가 하루 25억잔의 커피를 마시며 커피는 석유 다음으로 교역량이 많은 무역품이다. 커피는 남북회귀선(위도 23도 27분) 사이 커피벨트라 불리는 곳에서 재배된다. 풍부한 일조량, 적당한 강수량, 따뜻한 기후를 충족하는 열대지역이다. 남미, 아시아, 아프리카, 중동 등이 여기에 해당한다. 해당 지역에 위치한 90여개 나라에서 생산하는데 브라질(47%), 콜롬비아(11%), 베트남(9%) 등이 주요 생산국가다. 커피 원두는 아라비카와 로부스타 두 가지다. 블루마운틴, 킬리만자로 등은 지명이거나 별명이다. 아라비카가 재배 조건이 까다롭지만 맛과 향이 뛰어나기 때문에 ‘아라비카 100%’가 광고에 쓰이는 것이다. 커피의 주요 성분인 카페인은 뇌나 근육의 자극제로 정신을 맑게 해주며 이뇨를 촉진시키는 기능이 있다. 심장과 호흡기관을 자극해 평활근을 이완시켜 주는 효과가 있어 감기약이나 두통약에 쓰이기도 한다. 커피를 마시면 잠이 오지 않는 사람은 이 자극에 민감한 것이다. 연구 결과에 따르면 건강한 성인 남성의 경우 6시간이 지나면 섭취한 카페인의 반 정도가 분해된다. 반면 어린이는 3~4일 정도 체내에 남아 있는다. ●광고 소재 아라비카, 재배 힘들지만 맛·향 탁월 커피 가격은 서비스가 얼마나 들어가는지, 어떤 원두를 사용했는지에 따라 다르다. 수입한 커피가루를 쓰면 싸고 원두를 들여와서 국내에서 직접 볶으면 비싸진다. 생원두를 짙은 밤갈색으로 볶는 기술력에 따라 가격도 많이 달라진다. 커피전문점은 볶은 원두를 잘게 갈아 압력을 이용해 추출한 에스프레소를 기반으로 다양한 음료를 만들어낸다. 여기에 임대료와 이윤 등이 더해져서 판매되는 것이다. 커피전문점의 고민은 커피를 만드는 바리스타의 기술에 따라 맛이 조금씩 다르게 나는 경우를 최대한 줄이는 것이다. 이를 위해 커피전문점은 에스프레소를 추출하는 자동 기계를 매장에 두기도 한다. 커피전문점에서 커피만을 팔지 않기 때문에 바리스타들은 모든 음료의 제조 방법을 배워야 한다. 커피전문점이 많이 생기면서 여기서 나온 원두 찌꺼기의 재활용도 주요 관심사항이 됐다. 원두 찌꺼기는 유기질이 풍부하고 병충해를 막는 성질이 있다. 냉장고나 신발장의 탈취제로 쓰이기도 한다. 전경하 기자 lark3@seoul.co.kr

연령별 후두정엽 변화 추적 나이-의사 결정 연관성 첫 분석 ‘보수’는 전통적인 것을 옹호하며 유지하려는 행동양태이고 ‘진보’는 새로운 것이나 변화를 적극적으로 받아들여 사회의 변화나 발전을 추구하는 태도라고 사전은 정의하고 있다. 보통 젊은이들은 변화에 긍정적이고 진보적이며 나이가 들어갈수록 현실 순응적이고 보수적 선택을 한다고 알려져 있다. 실제로 사회 현안을 바라보는 인식이나 대응 자세 등도 나이에 따라 이처럼 다른 양상을 보이고 있다. 뇌과학자와 경제학자, 심리학자로 구성된 국제 공동연구진이 나이가 들수록 보수화되는 경향이 사회구조적 이유 외에 뇌구조 변화에 따른 생체적 이유 때문이기도 하다는 사실을 실험적으로 증명해 주목받고 있다. 미국 뉴욕대, 트리니티칼리지, 예일대 의대, 호주 시드니대 경제학과, 영국 런던대(UCL), 이스라엘 바르일란대 국제 공동연구진은 최근 나이가 들수록 위험 회피 성향이 강해지고 의사 결정이 보수적으로 변한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 기초과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 18~88세의 건강한 남녀 52명을 대상으로 컴퓨터로 임무수행 게임을 하도록 하고 임무수행에 성공하면 상금을 선택할 수 있는 실험을 했다. 상금은 아무 조건 없이 5달러를 받거나 20달러를 받을 수 있는 당첨 확률 20%의 로또를 받는 두 가지 방식이었다. 피실험자는 이 두 가지 중 하나를 선택할 수 있게 했다. 단순한 조건이었지만 50대 중장년층 이하는 게임을 할 때도 위험 부담이 있는 선택을 하고 상금도 로또를 고르는 사람이 많았다. 반면 50세 이상 노년층에서는 비교적 쉬운 임무를 선택해 게임을 하고 상금도 5달러에 만족하는 비율이 높았다. 연구팀은 게임을 하고 상금을 선택할 때 뇌 활성 부위를 찾기 위해 뇌 스캔과 기능성 자기공명영상(fMRI)을 촬영했다. 그 결과 의사 결정을 할 때 오른쪽 후두정엽이 활성화되고, 이 부위의 회백질 양이 적은 사람일수록 보수적이고 위험 부담이 적은 결정을 내린다는 사실을 확인했다. 우측 후두정엽 회백질의 양은 나이가 들수록 감소하는 경향이 있는 만큼 나이가 들수록 보수적인 결정을 내린다고 연구팀은 분석했다.이팻 레비 예일대 의대 교수는 “전 세계적으로 인구 고령화가 빠른 속도로 진행되면서 나이가 의사 결정에 어떤 영향을 미치는지 분석한 첫 연구”라며 “대부분의 의사 결정은 위험과 관련돼 있는데 노령인구에 의한 의사 결정이 정치·경제적으로 어떤 영향을 미칠지 예측하기 위해서는 위험 선호도와 연령 간의 상관관계를 파악하는 것이 중요하다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생각만으로 움직이는 ‘로봇 팔’을 개발 중인 미국 미네소타대 연구진이 큰 성과를 거뒀다고 미국 과학전문 매체 사이언스데일리가 14일(현지시간) 전했다. 이 연구로 전 세계 수많은 마비 환자나 신경 퇴행성 질환 환자에게 도움이 되리라는 기대감이 모아지고 있다. 연구 책임자인 빈 히 미네소타대 교수(의공학과)는 “세계 최초로 뇌 임플란트 수술을 하지 않고도 생각 만으로 복잡한 3차원 환경에서도 사물에 손을 뻗어 쥘 수 있는 로봇 팔을 움직일 수 있었다”고 말했다. 연구진은 이 연구에 64개의 전극을 장착한 특수 모자를 착용하는 것으로 두뇌의 미세한 전기적 활동을 기록할 수 있는 비침습적 기술 ‘뇌파전위기록술’(EEG)을 사용했다. 여기에 뇌와 컴퓨터를 서로 연결하는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’(BCI) 기술을 기반으로 한 고도 신호 처리와 기계 학습을 통해 피험자들의 생각을 행동으로 변환할 수 있었다. 연구진은 이번 기술을 확립하기 위해 건강한 성인남녀 8명을 대상으로 일련의 실험을 진행했다. 피험자들은 자기 팔을 움직이는 상상으로 실제 3차원 공간의 로봇 팔을 제어하는 훈련을 받았다. 이들은 컴퓨터 화면의 가상 커서를 제어하는 방법을 배우기 시작했고 이후 실제 테이블의 일정한 위치에 놓인 사물을 대상으로 로봇 팔을 제어해 집어드는 방법을 배웠다. 결국, 이들은 자기 생각만으로 로봇 팔을 움직여 테이블 위에 무작위로 놓인 사물을 집어 3층 선반 위에 옮기는 작업까지 성공할 수 있었다. 그 결과, 피험자 8명 모두 로봇 팔을 제어하는 데 성공했다. 성공률은 일정한 위치에 놓인 물체를 집어드는 것이 평균 80% 이상, 테이블 위에 무작위로 놓은 물체를 선반 위까지 옮기는 것은 평균 70% 이상을 기록했다. 이에 대해 빈 히 교수는 “모든 피험자가 완벽하게 비침습적 기술로 작업을 완수했다는 점에서 이번 연구는 흥미롭다”면서 “우리는 이 기술에 마비가 있거나 신경 퇴행성 질환을 가진 사람들이 외과적 임플란트 수술 없이 자립하는데 도움이 되는 커다란 잠재력이 있다고 생각한다”고 말했다. 연구진은 “뇌-컴퓨터 인터페이스를 기반으로 한 이번 기술은 운동 능력을 지배하는 대뇌 영역인 운동 피질의 지리적 특성으로 인해 작동한다”고 말했다. 인간이 움직이거나 움직임에 대해 생각할 때 운동 피질의 뉴런(신경 세포)은 미세 전류를 생성한다. 서로 다른 움직임에 대해 생각하면 새로운 묶음의 뉴런들이 활성화되는 데 이는 이전 연구에서 기능성 MRI를 사용한 교차 검증으로 확인된 현상이다. 고도 신호 처리를 사용해 이런 묶음을 분류하면 연구진 사용한 뇌-컴퓨터 인터페이스의 기초가 된다고 빈 히 교수는 말했다. 이번 연구는 빈 히 교수가 3년 전 피험자들이 EEG 기술을 통해 소형 드론을 비행하는 데 성공한 기존 연구에 바탕을 두고 있다. 빈 히 교수는 “3년 전, 우리는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 기반으로 한 이 기술을 사용해 사물을 잡아 옮기는 더욱 복잡한 로봇 팔을 제어하는 것을 확신하지 못했다”면서 “우리는 이번 연구에서 높은 성공률로 이 기술을 활용할 수 있다는 것을 확인하고 깜짝 놀랄 정도로 기뻤다”고 말했다. 이제 그는 인간의 신체에 부착한 뇌 제어 방식의 로봇 팔다리를 실현하는 기술을 개발하거나 이번 기술이 뇌졸중이나 마비가 있는 사람의 경우 어떻게 작동하는지를 조사할 예정이다. 이번 연구성과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 최신호(12월 14일자)에 실렸다. 사진=미네소타대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

눈을 뗄 수 없는 스릴과 숨 막히는 반전, 촘촘한 플롯, 책을 덮는 순간까지 계속되는 작가와 두뇌싸움. 추리소설은 이런 매력으로 오랫동안 독자들의 사랑을 받아왔습니다. 추리소설을 읽는 또 다른 이유는 복잡하게 얽힌 사건을 막힘없이 풀어내는 탐정 때문이기도 합니다.1841년 에드거 앨런 포가 만들어 낸 최초의 사설탐정 오귀스트 뒤팽을 시작으로 175년 동안 수많은 탐정들이 등장했습니다. 그 중 가장 유명한 탐정은 코넌 도일의 셜록 홈스가 아닐까 싶습니다. 셜록 홈스는 영국 BBC 드라마, 로버트 다우니 주니어가 주연한 영화 등 최근까지도 수많은 영화와 드라마 속에서 재탄생하고 있으니까요. 이 셜록 홈스는 추리소설 마니아들뿐만 아니라 과학자들에게도 영감을 주고 있습니다. BBC 드라마 ‘셜록’에 등장한 ‘기억의 궁전’(mind palace) 기법을 사람들이 무의식적으로 사용하고 있다는 연구가 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 5일자에 실렸습니다. 이 연구에는 미국 프린스턴대와 존스홉킨스대, 스탠퍼드대, 캐나다 토론토대의 뇌신경과학자들이 참여했습니다. 기억의 궁전은 머릿속에 궁전이나 집 같은 가상의 공간을 만들고 여러 개의 방으로 나눈 다음 외부에서 들어오는 정보를 시각적 이미지로 바꿔 카테고리별로 각 방에 저장하는 기억법입니다. 홈스뿐만 아니라 역사 속의 여러 인물들도 사용했던 기억법으로 훈련을 통해 익힐 수 있는 것으로 알려져 있기도 합니다. 연구팀은 ‘셜록’ 시리즈를 한번도 보지 않은 18~26세의 남녀 참가자 22명에게 드라마 ‘셜록’ 시즌 1의 첫 번째 에피소드 ‘분홍색 연구’를 시청하도록 했습니다. 과학자들은 실험대상자들이 드라마를 보는 동안 뇌혈류를 측정하고, 기능성 자기공명영상(fMRI)을 촬영했습니다. 시청이 끝낸 뒤 실험참가자들이 내용을 설명하며 기억을 회상할 때 다시 한번 뇌혈류와 fMRI를 측정했습니다. 줄거리를 설명하는 시간은 사람마다 차이가 있었지만 등장인물들의 의상이나 대사, 배경의 색깔 등을 설명할 때 활성화하는 뇌 부위가 대부분 일치했다고 합니다. 전체적인 줄거리 같은 낮은 수준의 기억을 꺼낼 때는 해마, 소뇌, 편도체 등이 활동했고, 복잡하고 세부적인 사항을 기억할 때는 후방내측 전두엽피질과 전(前)전두엽피질이 활성화했다는 것입니다. 이번 연구결과는 사람들이 기억을 할 때는 정도의 차이가 있을 뿐 기억의 궁전을 만들어 활용하며 그 궁전의 위치는 비슷하다는 것을 보여주는 것입니다. 과학자들은 알츠하이머 같이 기억과 관련한 퇴행성 뇌질환이 시작되면 정보의 입출력이 기억의 궁전에서 체계적으로 이뤄지지 못하기 때문에 이번 연구결과를 알츠하이머 예측에도 활용할 수 있을 것으로 보고 있습니다. 자동차 키를 어디에 놨는지 몰라 주머니와 가방을 뒤적거리고 외출 후 도시가스 밸브를 제대로 잠궜는지 기억하지 못해 안절부절못하는 일반인들은 선명한 기억력을 갖고 싶어합니다. 그렇지만 자신이 보고 듣고 경험한 모든 것을 또렷하게 기억하는 것은 일종의 재앙입니다. 의지와 상관없이 자신의 경험을 세밀히 기억하는 과잉기억증후군은 과거를 잊지 못하고 계속 상기하는 외상후스트레스장애(PTSD)의 일종이랍니다. 모든 것을 기억하는 완벽한 사람보다는 가끔은 깜박깜박하는 기억력을 갖는 것이 더 인간적으로 느껴지기도 합니다. 물론 청문회장에서 ‘모른다’로 일관하는 기억상실증 환자들은 혐오감과 짜증만 유발시킬 뿐이지 말입니다. edmondy@seoul.co.kr

눈을 뗄 수 없는 스릴과 숨 막히는 반전, 촘촘한 플롯, 책을 덮는 순간까지 계속되는 작가와 두뇌싸움. 추리소설은 이런 매력으로 오랫동안 독자들의 사랑을 받아왔습니다. 추리소설을 읽는 또 다른 이유는 복잡하게 얽힌 사건을 막힘없이 풀어내는 탐정 때문이기도 합니다.1841년 에드거 앨런 포가 만들어 낸 최초의 사설탐정 오귀스트 뒤팽을 시작으로 175년 동안 수많은 탐정들이 등장했습니다. 그 중 가장 유명한 탐정은 코넌 도일의 셜록 홈스가 아닐까 싶습니다. 셜록 홈스는 영국 BBC 드라마, 로버트 다우니 주니어가 주연한 영화 등 최근까지도 수많은 영화와 드라마 속에서 재탄생하고 있으니까요. 이 셜록 홈스는 추리소설 마니아들뿐만 아니라 과학자들에게도 영감을 주고 있습니다. BBC 드라마 ‘셜록’에 등장한 ‘기억의 궁전’(mind palace) 기법을 사람들이 무의식적으로 사용하고 있다는 연구가 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 5일자에 실렸습니다. 이 연구에는 미국 프린스턴대와 존스홉킨스대, 스탠퍼드대, 캐나다 토론토대의 뇌신경과학자들이 참여했습니다. 기억의 궁전은 머릿속에 궁전이나 집 같은 가상의 공간을 만들고 여러 개의 방으로 나눈 다음 외부에서 들어오는 정보를 시각적 이미지로 바꿔 카테고리별로 각 방에 저장하는 기억법입니다. 홈스뿐만 아니라 역사 속의 여러 인물들도 사용했던 기억법으로 훈련을 통해 익힐 수 있는 것으로 알려져 있기도 합니다. 연구팀은 ‘셜록’ 시리즈를 한번도 보지 않은 18~26세의 남녀 참가자 22명에게 드라마 ‘셜록’ 시즌 1의 첫 번째 에피소드 ‘분홍색 연구’를 시청하도록 했습니다. 과학자들은 실험대상자들이 드라마를 보는 동안 뇌혈류를 측정하고, 기능성 자기공명영상(fMRI)을 촬영했습니다. 시청이 끝낸 뒤 실험참가자들이 내용을 설명하며 기억을 회상할 때 다시 한번 뇌혈류와 fMRI를 측정했습니다. 줄거리를 설명하는 시간은 사람마다 차이가 있었지만 등장인물들의 의상이나 대사, 배경의 색깔 등을 설명할 때 활성화하는 뇌 부위가 대부분 일치했다고 합니다. 전체적인 줄거리 같은 낮은 수준의 기억을 꺼낼 때는 해마, 소뇌, 편도체 등이 활동했고, 복잡하고 세부적인 사항을 기억할 때는 후방내측 전두엽피질과 전(前)전두엽피질이 활성화했다는 것입니다. 이번 연구결과는 사람들이 기억을 할 때는 정도의 차이가 있을 뿐 기억의 궁전을 만들어 활용하며 그 궁전의 위치는 비슷하다는 것을 보여주는 것입니다. 과학자들은 알츠하이머 같이 기억과 관련한 퇴행성 뇌질환이 시작되면 정보의 입출력이 기억의 궁전에서 체계적으로 이뤄지지 못하기 때문에 이번 연구결과를 알츠하이머 예측에도 활용할 수 있을 것으로 보고 있습니다. 자동차 키를 어디에 놨는지 몰라 주머니와 가방을 뒤적거리고 외출 후 도시가스 밸브를 제대로 잠궜는지 기억하지 못해 안절부절못하는 일반인들은 선명한 기억력을 갖고 싶어합니다. 그렇지만 자신이 보고 듣고 경험한 모든 것을 또렷하게 기억하는 것은 일종의 재앙입니다. 의지와 상관없이 자신의 경험을 세밀히 기억하는 과잉기억증후군은 과거를 잊지 못하고 계속 상기하는 외상후스트레스장애(PTSD)의 일종이랍니다. 모든 것을 기억하는 완벽한 사람보다는 가끔은 깜박깜박하는 기억력을 갖는 것이 더 인간적으로 느껴지기도 합니다. 물론 청문회장에서 ‘모른다’로 일관하는 기억상실증 환자들은 혐오감과 짜증만 유발시킬 뿐이지 말입니다. edmondy@seoul.co.kr

전 세계에서 일어나는 신기한 일들을 모아 방영하는 TV 프로그램이나 잡지를 보다 보면 간혹 천국을 경험했다거나 직접 신을 만났다는 얘기들이 나온다. ●뇌 보상중추 과잉 활성화로 나타나 이를 두고 뇌과학자들이 종교적 해석과 별개로 이런 체험들이 사실은 ‘뇌’에서 발생하는 전기자극으로 인해 만들어진 ‘가상현실 체험’이라는 연구 결과를 내놨다. 미국 유타대 생명공학과, 하버드대 뇌과학센터, 매사추세츠종합병원 신경과 공동연구진은 영적, 종교적 체험이 실제로는 뇌의 보상중추가 과잉 활성화되면서 나타나는 현상이라는 사실을 밝혀내고 신경과학 분야 국제학술지 ‘소셜 뉴로사이언스’ 30일자에 발표했다. 연구진은 특히 이 같은 종교적 체험은 뇌의 보상중추가 자극되면서 나타나는 사랑이나 도박, 음악, 약물에 중독되는 것과 비슷한 현상이라고 강조했다. 연구진은 유타주에서 활성화돼 있는 ‘예수그리스도 말일성도교회’ 일명 몰몬교를 믿는 19명의 독실한 남녀 신자를 대상으로 종교적 체험이 가능한 환경을 만든 뒤 종교적 체험과 관련한 설문조사와 뇌에서 어떤 반응이 일어나는지 알기 위한 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 실시했다. 연구진은 실험 대상자들이 영적 체험을 할 수 있도록 6분 동안 교회와 관련돼 있는 시청각 자료를 보도록 한 뒤 8분 동안 종교 지도자들의 강연을 듣게 했다. 그다음 8분 동안 경전을 소리 내어 읽도록 하고 12분 동안 종교적 체험을 한 사람들의 간증을 시청하게 한 뒤 8분 동안 경전의 다른 부분을 독송하도록 했다. 그 결과 실험 참가자 대부분이 영적 체험을 했다고 답변했고 종교적 행복감을 느끼는 순간 전전두엽 피질이 활성화되는 것이 관찰됐다. 전전두엽 피질은 감정 조절을 담당하는 뇌 부위로, 이상이 발생할 경우 우울감과 무기력감을 느끼게 된다. 전문가들은 동양권 종교들에서 명상을 강조하는 이유도 전전두엽 부위를 활성화시키기 위한 것이라고 지적했다. 특히 연구진은 영적 체험을 느끼는 1~3초간 뇌의 보상중추가 강하게 반응한다는 사실을 밝혀냈다. 쾌감중추라고도 불리는 보상중추가 자극되면 도파민 분비가 증가해 즐거움과 행복감을 느끼게 해 주는 것으로 알려져 있다. 또 영적 체험을 쉽게 느끼는 이들은 신이나 최후의 심판 같은 추상적인 개념에 쉽게 자극을 받는 성향을 갖고 있다는 사실도 밝혀졌다. ●“뇌, 정신적 부분까지 영향 끼쳐” 제프리 앤더슨 유타대 생명공학과 교수는 “기독교 같은 서구 종교에서 영적 체험에 대한 연구는 이번이 처음”이라며 “이번 연구는 뇌가 정서적, 인지적 영향력뿐만 아니라 영혼이라고 하는 정신적 부분에까지 영향을 미치고 있다는 사실을 보여 준다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리는 매일 잠을 자고 ‘꿈’을 꾼다. 우리가 사는 24시간 중 꿈만큼 이해할 수 없는 현상도 드문 것 같다. 만약 우리가 꿈에 대해 더 알게 되면 뇌 기능을 이해하는 데 한 발짝 다가설 수 있지 않을까. 야간 수면에서는 한 시간 반에 한 번쯤 안구를 빠르게 움직이는 현상이 발생하는데, 이런 수면 상태를 ‘렘수면’이라고 한다. 대부분의 꿈은 이 기간 동안 나타난다. 분명 잠을 자고 있는데 뇌파는 마치 깨어 있는 상태와 비슷하다고 해서 ‘역설적 수면’이라고도 부른다. 렘수면은 전체 수면의 20~25%를 차지한다. 수면 전반부에는 렘수면이 짧게 나타나고 후반부에는 길게 나타난다. 그래서 아침에 잠에서 깰 때는 렘수면 뒤 잠에서 깨어나는 경우가 많고, 깨고 나면 마지막 꿈의 내용을 기억한다. 앨런 홉슨 하버드대 의대 교수는 꿈 내용을 분석하던 기존의 정신의학 관점에서 벗어나 꿈도 뇌에서 일어나는 정신현상이라는 관점으로 접근해야 한다고 주장한다. 꿈속의 우리는 실제 감각기관으로 들어오는 자극 없이 시각, 청각, 촉각을 느낀다. 이는 환시, 환청, 환촉이라는 ‘증상’으로 봐도 무방하다. 사고 과정의 와해, 비논리성 등 상식을 넘어서는 일들이 꿈속에서는 자연스럽게 받아들여진다. 꿈꾸는 상태라는 것만 제외하면 이는 확실히 ‘정신증’ 또는 ‘섬망’이라 진단할 만한 것이다. 누구나 매일 밤 매우 심각한 정신의학적 상태에 빠졌다가 아침에는 아무 일 없다는 듯이 생활한다는 것은 참으로 놀라운 일이 아닐 수 없다. 가끔은 꿈꾸고 있다는 사실을 알아차릴 때가 있다. 이를 ‘자각몽’이라고 한다. 이런 현상을 자주 겪는 사람은 전두엽, 측두엽의 일부 뇌 구조가 발달해 있는 것으로 알려져 있다. 우슬라 보스 독일 괴테대 교수는 자각몽 경험이 없는 피험자를 모집해 실험했다. 렘수면이 2분 지속된 시점에 미세한 교류전류 자극으로 30초간 전두엽과 측두엽을 자극한 뒤 잠에서 깨워 꿈에 대한 자각 정도를 평가했다. 놀랍게도 피험자들은 40㎐의 교류전류 자극을 받은 뒤 깨어나서는 어느 순간 꿈을 자각한 경험을 보고했다. 이런 연구 결과의 의미는 무엇일까. 먼저 정신질환 적용을 생각해 볼 수 있다. 꿈꾸는 동안 자신이 처한 현실이 꿈이라는 것을 깨닫지 못하는 것은 ‘조현병’ 증상과 유사하다. 보이는 현실과 맞지 않는 환청, 망상 등을 경험하면서도 자신의 정신 상태를 스스로 평가하지 못하는 것이다. 보스 교수의 연구 결과를 토대로 생각해 본다면 조현병 환자에게 전두엽이나 측두엽을 자극함으로써 자각을 도울 수 있는 방법이 개발될 가능성도 점쳐 볼 수 있다. 두 번째로 자각몽을 증가시킬 수 있는 방법이 존재한다면 이를 이용해 ‘외상후 스트레스 장애’나 ‘불안장애’와 같은 정신질환 치료에 적용할 가능성이 존재한다. 우리는 매일 밤 꿈을 꾸고 회복 가능한 ‘정신이상’을 겪는다. 잠을 자면서 꾸는 꿈과 미래의 포부를 가리키는 꿈이 같은 단어로 쓰인다는 점이 우연이 아닐지도 모르겠다. 꿈속에서 겪는 말도 안 되고 허무맹랑한 생각들이 어쩌면 암울한 현실을 딛고 일어서서 더 나은 미래를 그려 볼 수 있는 단초를 제공해 왔기 때문은 아닐까. 꿈을 꾸면서 ‘지금 나는 꿈을 꾸고 있는가’라는 질문과 함께 꿈꾸고 있는 자신을 알게 되면 꿈은 현실적으로 바뀌어 버릴지 모르겠다. 원래 나는 꿈을 잘 기억하지 못하는 편이지만, 꿈속에 들어가서 꿈을 내 마음대로 조절하기보다는 왠지 아주 비논리적이고 의외성으로 가득 찬 꿈을 꾸고 어느 날 그것을 단초로 마음속에 멋진 꿈을 품을 수 있기를 기대한다.

생후 9개월에서 5세 사이의 소아에게서 발열을 동반한 경련이 일어나는 증상을 열성 경련이라고 한다. 정확한 원인은 밝혀지지 않았지만 가족 중 열성 경련 환자가 있으면 열성 경련을 일으킬 확률이 3~4배 높게 나타나는 것으로 보아 유전적 영향이 있는 것으로 추정된다. 열이 없어도 소화불량, 감기, 피로, 흥분 등으로 심장이 불안해지면서 뇌 혈류 장애가 발생해 갑자기 경련을 일으키는 일도 있다. 열성 경련은 특별한 신경학적 후유증을 남기지 않는다. 부모는 열성 경련을 일으킨 아이에게서 지능발달 지연이나 학습 장애 등의 후유증이 나타날까 봐 걱정하지만, 다행스럽게도 그렇지 않다. 한번 열성 경련을 일으키면 30~50%는 재발하기도 하는데 5세를 넘기면 자연스럽게 없어진다. 아이가 경련을 일으킬 때는 억지로 팔다리를 펴거나 인공호흡을 해선 안 된다. 경련하는 아이에게 물과 약을 먹이는 것도 조심해야 한다. 동의보감에서는 열성 경련을 ‘경풍’이라 부른다. 중한 병을 앓거나 토하고 설사하고서 성질이 차고 서늘한 약을 지나치게 먹어 생긴다고 해서 백출산이나 익황산을 처방하거나, 몸에 열이 나고 얼굴이 붉으며 경련이 일 때는 사청환 등을 처방해 치료했다. 이런 치료법은 모두 아이의 면역력을 높여 편도선염, 중이염, 인후염 같은 상기도 감염을 예방하고 소화기능을 돕는다. 간혹 한두 차례의 침 치료로 열성 경련을 치료하려는 경우도 있는데, 일시적인 침 치료로는 면역력을 높이는 데 한계가 있어 주로 탕약으로 치료한다. 면역력이 강화되면 열 감기가 줄고 열이 오르더라도 하루 이틀 만에 떨어져 열성 경련 위험이 줄게 된다. 아이의 체질과 증상에 따라 삼소음, 갈근탕, 양격산 등 다양한 처방을 하며 최근에는 다양한 한방제제가 과립제 형태로 나와 이전보다 저렴하면서도 편리하게 한약을 복용할 수 있다. ■도움말 신현숙 대한모유수유한의학회 부회장

낮에도 어두운 데 있으면 증상 심화해 지기 전 방에 불 켜두면 도움 돼규칙적 일상생활 하도록 보살펴야조기 치료 땐 돌봄 7800시간 감소 치매는 대표적인 노인성 질환입니다. 지난해 기준으로 우리나라 치매 환자 수는 46만명에 육박하는 수준입니다. 노인 인구가 급격히 늘면서 2025년이면 환자 수가 100만명을 넘을 것이라는 전망도 나옵니다. 하지만 문제의 심각성에 비해 이 병을 제대로 이해하는 사람은 많지 않습니다. 치매라고 하면 무조건 ‘치료가 불가능한 병’이라고 여기지만, 실제로는 그렇지 않다고 합니다. 27일 전문가들을 만나 치매에 대해 자세히 알아봤습니다. 치매 환자는 야간에 집을 나가 거리를 배회할 때가 종종 있습니다. 밤만 되면 이치에 맞지 않는 행동을 하고 간혹 난폭한 행동을 취하거나 주변 사람에게 욕설을 하기도 합니다. 상대방이 하는 말을 이해하지 못해 엉뚱한 답변을 하고 한자리에 차분히 앉아 있지 못해 서성이거나 앞에 놓인 물건을 만지작거리고 들었다 놓았다 반복적인 행동을 보입니다. 가족의 고통이 크지만 이유를 알지 못해 대처하는 데 어려움이 많습니다. 전문가들은 그 이유를 ‘일몰 증후군’ 때문이라고 설명합니다. 오형근 순천향대 천안병원 신경과 교수는 “일몰 증후군은 전형적인 치매 증상 가운데 하나로, 쉽게 화를 내고 과민 반응을 보이거나 강박적 행동을 하는 것으로 표출된다”며 “생체시계 리듬이 깨졌거나 망상 증상이 있으면 증세가 더 심해진다”고 설명했습니다. 그런데 약을 먹지 않고도 증상을 완화할 수 있는 방법이 있다고 합니다. 명심해야 할 점은 환자를 방치하지 말아야 한다는 것입니다. 오 교수는 “낮에 어두운 조명 아래 그늘진 곳에 주로 있으면 해가 진 뒤 불안과 혼돈 증세가 심해진다”며 “그래서 일몰 증후군이 있으면 낮에 환자를 햇빛이 잘 들거나 실내 조명이 밝은 곳에서 지내도록 해야 한다”고 조언했습니다. 해가 지기 전부터 방에 불을 켜 놓는 것이 도움이 되고 규칙적인 생활을 하도록 가족이 보살펴야 합니다. 식사를 규칙적으로 하도록 돕고 식후 20~30분 산책하기, 화초 기르기 등을 통해 일상생활에 대한 관심을 유도하는 것도 좋습니다. ●힘들다고 환자 방치하는 건 금물 건망증과 치매를 혼동하기도 하는데 분명한 차이가 있습니다. 건망증은 잊어버린 내용에 대해 주변에서 이야기해 주면 기억이 되살아날 때가 많습니다. 반면 치매는 단순히 기억에 문제가 생긴 것이 아니라 인지기능 자체가 망가지는 병입니다. ‘중요한 약속이 있었는데 어디서 몇 시에 모이기로 했더라’라고 물으면 건망증이고, ‘난 그런 약속을 한 적이 없는데’라고 하면 치매에 의한 기억장애라고 보면 됩니다. 박진영 연세대 강남세브란스병원 정신건강의학과 교수는 “건망증은 갑자기 친한 친구 이름이나 집 전화번호가 생각나지 않는 정도의 일시적 망각”이라며 “치매는 자신이 누구인지 잊어버리거나 밥을 먹고도 다시 상을 차리는 것처럼 경험 자체를 망각하는 것”이라고 설명했습니다. 물론 초기 치매 증상은 기억력 감퇴로 시작됩니다. 조금 전 했던 말을 반복하거나 질문을 되풀이하고 정확한 단어가 떠오르지 않아 ‘그것’, ‘저것’으로 표현할 때가 많아집니다. 적어두지 않으면 중요한 약속을 잊어버리기도 합니다. 치매가 중기에 들어서면 돈 계산이 서툴러지고 휴대전화, TV를 조작하지 못하게 됩니다. 다른 사람의 말을 이해하지 못해 엉뚱한 대답을 하거나 ‘예’라고 단답형으로 대답하기도 합니다. 반복적 행동을 하거나 집안을 배회할 때도 많은데 이때까지는 가족을 알아봅니다. 누군가 밥에 독을 넣었다거나 배우자가 바람을 피운다고 의심하는 ‘망상’이 나타나기도 합니다. 집이 18층인데도 ‘누가 들어올지 모른다’고 문을 닫아버리고 TV 드라마를 보다 손가락질을 하며 ‘아주머니들은 왜 여기서 시끄럽게 싸우느냐’고 묻기도 합니다. 이때는 전문의 상담을 통해 망상을 치료하는 약을 복용해야 합니다. 박 교수는 “배우자나 자식을 알아보지 못하고 혼자 웅얼거리거나 대부분의 기억을 상실하면 말기로 본다”며 “이후에는 식사, 옷 입기, 대소변 가리기 등의 일상생활을 전혀 하지 못하기 때문에 거의 누워 지내게 된다”고 설명했습니다. 그렇지만 치매를 치료하기 힘든 병이라고 여겨 환자를 가둬두거나 방치해서는 안 됩니다. 완치가 불가능한 ‘알츠하이머병’ 환자가 72%로 가장 많지만 10%는 혈관성 치매, 17%는 원인이 불분명하기 때문에 조기 치료가 중요합니다. 박 교수는 “원인에 따라 10%는 완치가 가능하고 30%는 진행을 억제할 수 있다”며 “퇴행성 뇌질환인 알츠하이머병으로 인한 치매도 60%는 증상을 호전시킬 수 있다”고 설명했습니다. 치매 환자가 기억장애가 생긴 시점부터 사망하기까지는 평균 8~10년이 걸립니다. 음식을 제대로 삼키지 못해 생기는 폐렴이나 영양 상태 불량으로 사망하는 사례가 많습니다. 오 교수는 “알츠하이머병 치매는 약을 복용해도 점차 병이 악화되기 때문에 가족뿐만 아니라 의료진도 지치기 쉽다”며 “의사와 가족이 서로 격려해야 이겨낼 수 있다”고 조언했습니다. 초기부터 적극적으로 치료하면 8년 동안 치료비 6400만원과 돌봄 시간 7800시간을 줄일 수 있다고 합니다. 5년 뒤 요양기관 입소율도 55% 감소합니다. 박 교수는 “가령 환자가 대답하지 못하더라도 ‘귀로 들을 수 있고 이해할 수 있다’고 여기고 배려해야 한다”며 “긴 절망과의 싸움이지만 환자의 과거를 떠올리고 아직 감정이 있음을 명심해 방치하지 말고 적극적으로 치료하길 바란다”고 말했습니다. ●MRI·CT 외 ‘신경심리검사’ 필수 초기에 검진을 할 때도 주의할 점이 있습니다. 보통 가족과 환자는 자기공명영상(MRI)·컴퓨터단층촬영(CT) 검사만 받으면 된다고 생각하지만, 전문가들은 일상생활 능력, 성격 변화에 대한 사전 진료도 중요하게 생각합니다. ‘신경심리검사’도 필수입니다. 알츠하이머병 환자 4명 가운데 1명은 직계 가족 중 같은 환자가 있을 정도로 유전 경향이 강합니다. 치매 환자는 여성이 60%를 차지하는데, 여성호르몬의 영향이 클 것으로 추정되고 있습니다. 오 교수는 “여성호르몬 ‘에스트로겐’은 뇌 인지기능을 올바로 작동시키기 위한 에너지를 만드는 데 도움이 된다”며 “증상이 빠르게 악화하는 데 폐경이 분기점이 된다는 이론도 있다”고 설명했습니다. 따라서 가족 중 치매 환자가 있는 60세 이상 여성이라면 인지기능저하에 관심을 기울일 필요가 있습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

우리 뇌의 독특한 메커니즘이 최신 연구로 밝혀졌다. 이에 따르면, 우리는 현재 의사결정으로 인한 결과를 ‘미래의 자신’ 입장에서 예상함으로써 자제력을 키운다는 것이다. 즉, 그 반대 경우인 현실에 매몰되고 자기자신을 중심에 놓고 의사결정을 한다면 자제력을 갖기 어렵다는 얘기다. 최근 세상을 어지럽히고 있는 '박근혜 최순실 게이트'도 결국 미래 가치 혹은 공공의 가치를 외면한 채 자기 중심적으로 세상을 바라보고 접근했기 때문에 자제력이 끼어들 여지가 없었던 것이다. 이러한 인지 과정에는 현시점에서 이기적인 욕구와 바람이라는 자기중심적 편향을 극복하기 위해 다른 사람의 마음 등을 추측하는 기능인 ‘마음이론’(theory of mind)이 쓰인다. ■ 측두정엽, 이기적 충동에 관여 최근 심리학 전문지 ‘사이콜로지 투데이’(Psychology Today)에 따르면, 스위스 취리히대와 독일 뒤셀도르프대의 공동 연구팀이 자제력과 관련한 뇌 영역을 알아내기 위한 연구를 진행했다. 이들은 참가자들에게 ‘곧 받을 수 있지만 적은 보상’과 ‘즉시 주지 않지만 많은 보상’ 중 하나를 선택하게 했다. 이때 비침습적 기술로 뇌 측두정엽(temporoparietal junction·TPJ)의 기능을 ‘온·오프’ 했다. 또 연구팀은 참가자들에게 자신만 이득을 보는 이기적인 결정을 하거나 이익은 감소하지만 자신 이외의 참가자도 이득을 보는 이타적인 결정 중의 하나를 선택하게 했다. 그 결과, 큰 기대를 하지 않고 즉시 보상을 받는 충동이나 독차지하려는 충동에 저항하는 과정에는 측두정엽(TPJ)이 관여하는 것이 제시됐다. 이 부위는 마음이론으로 다른 사람의 입장에 서서 사물을 생각하는 데 사용하는 영역이다. 그런데 다른 사람뿐만 아니라 미래의 자신 입장에서도 자제력을 요구하는 데 중요한 역할을 해 연구팀은 놀라지 않을 수 없었다. ■ 측두정엽, 마음이론과 친사회적 행동의 열쇠 자제력에 관한 신경생물학적 근간은 역사적으로 전두엽의 전전두피질(prefrontal cortex·PFC)에 있다고 생각됐다. 이 영역은 특히 감정조절과 충동조절, 장기목표 설정에 관여한다. 하지만 이번 연구에서는 미래지향적인 행동과 자제력의 핵심이 측두정엽(TPJ)이라는 영역으로, 이는 마음이론을 시행해 다른 사람에 공감하고 향후 친사회적 의사결정을 촉진하는 데 관여하는 것으로 밝혀졌다. 지금까지, 자제력의 신경생물학적 기반에 관한 대부분 가설은 집행 기능(executive function)과 인지 조절을 이용해 상위 목표를 인코딩(입력)하는 전전두피질(PFC)의 기능에 초점을 맞추고 있었다. 하지만 최근 과학자들은 전전두피질(PFC)과 다른 영역과의 상호작용이 충동적 행동과 자제력에 미치는 영향에 대해서도 분석하기 시작했다. 예를 들어, 최근 미국 다트머스대의 신경과학자들은 행동 억제에 관한 동물 실험을 통해 청소년기 아이들의 위험 행동은 전전두피질(PFC)의 특정 영역과 측위신경핵(nucleus accumbens·NAC) 사이의 불균형과 관련됐을 가능성이 있다고 보고했다. 측위신경핵(NAC)은 보상을 추구하는 행동과 중독에서 중심적인 역할을 한다. 또한 전전두피질(PFC)이 완전히 발달하려면 십대 후반부터 이십대 초반이 될 때까지 시간이 필요하므로, 많은 청소년이 성인보다 자제력이 부족하다는 이유를 설명할지도 모른다. 이들 다트머스대 연구팀은 사춘기 동안 전전두피질(PFC) 내 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex·OFC)의 활동은 부족하지만 측위신경핵(NAC)의 활동은 활발하다는 점이 행동 억제가 발휘되지 않는 것과 관련해 있다는 것을 밝혀냈다. 하지만 이번 발견에서는 측두정엽(TPJ) 또한 마음이론을 이용해 며칠 뒤, 몇 주 뒤, 혹은 몇 년 뒤 자신의 입장에 서서 보는 것으로 향후 요구에 주의를 돌리는 것으로, 자제력으로 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이번 연구에서는 ‘경두개 자기 자극법’(transcranial magnetic stimulation)이라는 비침습 기술로 참가자의 측두정엽(TPJ)의 활동을 일시적으로 억제했다. 그 결과, 측두정엽(TPJ)의 활동이 억제되면 참가자는 충동적인 결정(단기 이익을 위해 즉시 보수를 선택)을 내리고 더 이기적인 성향(보상을 독차지)을 보였다. 또 마음이론을 이용해 다른 사람의 입장이 돼 보고 다른 사람의 관점에서 사물을 생각하는 능력이 떨어졌다. 모든 점을 미뤄보면, 만족감이라는 욕망 충족을 지연하는 가장 효과적인 신경인지 과정은 전전두피질(PFC)과 측두정엽(TPJ) 모두를 활발하게 하는 방법일 가능성이 있다. 첫째, 현명한 장기적인 관점에서 결정을 돕는 자제력의 과정은 전전두피질(PFC)의 집행 기능을 활성화해 눈앞에 있는 보상에 대한 유혹을 의식적으로 차단해준다. 둘째, 측두정엽(TPJ)이 관여함으로써 미래의 자기 입장에 서서 자기중심적인 생각을 극복할 수 있다. 즉, 욕망 충족을 지연해 얻을 수 있는 이익과 자제력을 발휘하고 미래에 장기적으로 얻을 수 있는 보상의 가치를 구상할 수 있다. ■ 현재의 자기중심적 태도를 극복, 자제력을 키운다 자기중심적인 태도를 억제해 다른 사람에게 도움이 되는 행동을 취하는 능력은 측두정엽(TPJ)이 관여한다. 흥미롭게도, 제삼자의 입장에서 미래 자신의 장기적 요구를 떠올림으로써 즉각적인 욕구와 바람에서 관심을 돌리는 것은 인식의 도약이다. 여기에는 또한 마음이론에서 다른 사람을 배려하는 데 사용되는 측두정엽(TPJ)이 관여한다. 연구팀은 연구 개요에서 “우리 연구결과는 자제력과 친사회적 의사결정 영역 간의 근본적인 공통점을 입증하고 자제력에 관여하는 신경인지 과정의 새로운 측면을 강조하는 것을 입증했다”고 결론지었다. 이번 연구는 ‘미래의 자신’에 관한 웰빙에 관심을 둠으로써 자기중심적인 생각을 억제하는 측두정엽(TPJ)의 역할에 관한 것으로, 중독과 강박 장애 등 질환 치료에서 자제력을 높이고 충동적 행동을 최소화하는 광범위한 치료적 개입의 개발로 이어질 수 있다. 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 지난달 5일자에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 헌법 전문에는 ‘정의를 수립하고, 국내의 평온을 지키고 국방을 제공해 일반 복지를 증진하고자 한다’는 목적이 적혀 있다. 1년 반 전만 해도 1%대의 지지율을 갖고 평온과는 거리가 멀어 보이는 도널드 트럼프가 미국 차기 대통령으로 당선됐다. 많은 언론이 그의 당선 가능성에 대해 부정적 예측을 했으나 결과는 정반대였다. 맞는 예측을 한 것은 소수였는데 그중 하나가 인공지능(AI)이었다. 언론에 얼마나 더 많이 노출됐는가 하는 빅데이터를 분석한 것이었다. 이처럼 AI는 점점 다양하게 활용되고 있다. 아마존의 자동 제품 추천, 페이스북의 얼굴 인식, 구글의 자동 번역, 유튜브의 자동 생성 자막 등은 20년 전에는 꿈도 꾸지 못하던 기술들이다. 기초과학에서도 큰 변화가 오기 시작했다. 인류 최대 빅데이터 생성 장치인 ‘입자가속기’의 데이터 분석도 지난 25년 전부터 사용해 오던 전통적 분석법을 벗어나 이제는 딥러닝 방식을 도입해 이론에서 전혀 예측하지 못하고 있는 새로운 입자를 발견해야 하지 않는가 하는 논의가 최근 시작됐다. 이론적 편견을 갖고 입자를 찾으려 하던 과거의 연구 방식에서 스스로 학습하는 분석 방식을 도입하려는 것이다. 어쩌면 앞으로 과학자의 역할이 크게 바뀔 수도 있다. 또 다른 AI의 역할은 최근 미국 스탠퍼드대학에서 낸 ‘2030년의 인공지능과 삶’이라는 보고서에서 언급한 공공 안녕과 질서 수립이다. 실제로 미국에서 식당 위생검사를 기존 임의추출 방식에서 AI로 소셜미디어에 노출된 키워드를 수집·분석한 뒤 식당을 추출해 검사했더니 위생 불량 지적 비율이 9%에서 15%로 증가했다고 한다. 공무원의 업무도 훨씬 저렴하고 효율적인 AI로 대체할 수 있음을 시사한다. 정치에서 AI의 역할은 어떤 것이 있을까. AI 기술을 당장 적용하기는 어려울 것이다. 그러나 지금보다 100만배 정도 더 성능이 우수한 컴퓨터가 나와 인간의 뇌와 비슷해지는 한편 컴퓨터 스스로 학습을 하는 딥러닝의 놀라운 효과에 대한 이론적 이해가 생기고 새로운 알고리즘이 나온다고 하면 국가 기능의 상당 부분을 대신할 수 있을지도 모른다. 최근 우리 사회에서 나타나고 있는 일련의 사태로 미루어 거짓말 않고 깨끗한 정치인의 출현이 단기간에 어려워 보이는 만큼 오히려 AI에 의한 정치적 판단이 더 나을 것 같다는 생각이 들기도 한다. 물론 이런 이야기를 하면 많은 저항에 부딪힌다. 기본적으로 기계가 인간을 지배하는 세상은 안 좋다는 것과 인간의 가치에 대한 이해가 없는 AI가 어찌 정치를 할 수 있겠느냐는 것이다. 그럼 부패한 정치인이 지배하는 세상은 좋은 세상인가. 인간은 인간의 잘못에 대해서는 이상하리만큼 관대하다. 예를 들어 자율주행 자동차는 인간보다 안전하게 운전할 수 있음에도 불구하고 아직 불안해한다. 반면 각종 대형 사고를 내는 인간에게는 운전면허가 쉽게 발급된다. 물론 기술적인 것 외에 법적, 윤리적 논의가 필요한 것도 사실이다. 예를 들어 자율주행 자동차가 운전자를 먼저 살리기 위해 보행자를 여러 명 다치게 해야 하는지 아니면 더 많은 사람의 생명을 위해 운전자를 희생하도록 프로그램이 돼야 하는가 하는 논란이 있다. 어려운 문제다. 이런 상황에서는 인간이 운전할 때 어떤 방식으로 판단할 것인가를 생각해 볼 필요가 있다. 급박한 상황에서 어떤 행동이 더 많았는가를 통계적으로 분석해 볼 수 있을 것이다. 그 확률에 따라 자율주행차가 행동하게 하는 건 어떨까, 아니면 인간의 평소 행동보다 더 합리적이고 윤리적인 행동을 하도록 요구하는 건 어떨까 하는 생각이 들기도 한다. 싫든 좋든 AI의 역할은 점점 커질 수밖에 없다. 스티븐 호킹 교수는 AI가 인간에 대한 최고의 축복일 수도 있고 최악의 재앙일 수도 있다고 말했다. 필자도 비슷한 의견이다. AI를 축복으로 만들기 위해서는 인간을 깊이 이해하는 과학자와 과학에 대한 깊은 이해를 갖고 있는 인문사회학자들이 보다 많이 필요할 것이다.

1일 5시간 자는 중·고생 22% 자살 충동8시간 이상인 학생보다 2배 정도 높아불면·우울증 이어지고 조현병 생기기도잠드는 시간 지키고 컴퓨터·폰 자제해야 ‘잠만큼 건강에 좋은 약이 없다’고 합니다. 반대로 수면 시간이 짧으면 몸의 생체 리듬이 깨질 뿐만 아니라 뇌의 기능에도 심각한 문제를 일으킵니다. 최근에는 수면 시간이 짧을수록 자살 위험이 높아진다는 연구 결과가 많이 나오고 있습니다. 지난해 발간된 한국학교보건학회지의 ‘우리나라 청소년 수면시간이 자살 생각에 미치는 영향’이란 보고서에 따르면 ‘2013년 청소년 건강행태 온라인 조사’ 자료를 분석한 결과 수면 시간이 하루 5시간 이하인 중·고교생의 자살 충동 경험 비율이 22.4%로 8시간 이상인 학생(12.9%)보다 2배 가까이 높았습니다. 우리나라 국민의 수면 부족은 심각한 수준입니다. 올해 경제협력개발기구(OECD) 통계에 따르면 한국인의 하루 평균 수면시간은 7시간 41분으로 OECD 회원국 중 최하위로 나타났습니다. 2012년과 비교하면 8분이 줄었습니다. 공교롭게도 우리나라 자살률은 OECD 국가 1위입니다. 그렇지만 많은 사람이 이 문제를 대수롭지 않게 여깁니다. 과도한 업무량과 학업량에다 최근에는 스마트폰 사용량이 크게 늘면서 수면 부족 현상이 더 심각해졌습니다. ●초·중·고생 수면 부족 이유 학원·과외 21% 1위 통계청이 지난해 전국 초·중·고교생을 대상으로 분석한 결과 수면 부족 이유 1위는 남녀 통틀어 ‘학원·과외’(20.9%)였습니다. 그런데 남자 청소년은 다음 이유로 게임(15.3%)과 야간자율학습(15.0%)을 들었고 여자 청소년은 가정학습(19.5%)과 채팅·문자메시지(18.3%) 때문이라고 답했습니다. 신원철 강동경희대병원 수면센터 교수는 20일 인터뷰에서 “스마트폰의 빛은 생체시계를 자극해 멜라토닌 분비를 차단하고 잠에 늦게 들게 하거나 깊이 못 들게 한다”며 “밤늦은 시간이나 잠들기 전에 스마트폰을 사용하지 말아야 하고, 특히 불면증이 있으면 게임이나 검색을 자제해야 한다”고 권고했습니다. ●불면증 생기면 우울증 발병 위험 10배로 증가 수면 시간이 짧아지면 뇌에서 나오는 신경전달물질인 ‘세로토닌’이 줄어듭니다. 많은 분이 이미 잘 알고 있듯이 세로토닌 부족은 ‘우울증’과 밀접한 관계가 있습니다. 민아란 한양대병원 정신건강의학과 교수는 “세로토닌은 뇌에서 충동을 조절하고 올바른 결정을 내리도록 돕는데 기능이 저하되면 반대로 충동성이 증가하고 결정능력이 떨어진다”며 “실제로 자살 시도를 하는 사람들에게 세로토닌이 감소된 것을 확인한 연구 결과가 있다”고 지적했습니다. 더 큰 문제는 수면 부족이 만성화될 수 있다는 점입니다. 만성적인 수면 부족은 불면증이나 기면증 같은 수면 장애 질환으로 이어집니다. 민 교수는 “수면 부족 환자를 1~7년 동안 추적 관찰한 결과 만성화 비율이 45~75%로 조사됐다”며 “수면 부족이 이어지면 불면증이나 수면에 대한 과도한 걱정과 집중력 저하를 일으켜 대인관계와 사회적·직업적 문제를 일으킬 수 있다”고 설명했습니다. 만성적인 수면 부족은 우울증 외에도 불안장애, 알코올 중독, 조현병 등의 정신질환을 일으키기도 합니다. 또 수면 부족이 만성 불면증으로 이어지면 우울증 위험이 10배가량 증가한다고 합니다. ‘주의력결핍과잉행동장애’(ADHD)도 수면 부족과 관계가 있다는 연구 결과가 있습니다. 수면 부족은 우리가 흔히 ‘올빼미형 인간’이라고 부르는 ‘지연성 수면위상증’으로 나타나기도 합니다. 이것은 밤에 늦게 잠들고 낮에 졸린 증상을 말합니다. 봄이 오면 흔히 ‘춘곤증’ 탓을 하지만 실제로는 지연성 수면위상증의 영향일 때가 많습니다. 신 교수는 “10~20대의 올빼미형 인간 비율은 17%로 전체 인구 평균(1%)보다 훨씬 높다”며 “잠자는 시간을 일정하게 유지하고 잠들 때 컴퓨터·스마트폰 사용을 자제해야 한다”고 강조했습니다. 강제로 스마트폰을 사용하지 못하도록 하면 역효과가 나타날 수도 있습니다. 민 교수는 “자녀가 과도하게 스마트폰이나 컴퓨터를 사용하면 자녀와 상의해 사용시간을 정하는 것이 좋다”고 조언했습니다. 이미 불면증 같은 수면 장애 증상이 생겼다면 본인의 생활습관을 꼼꼼하게 체크해야 합니다. 잠을 잘 자려면 스마트폰을 이용하지 않는 것 외에도 ▲밤 시간에 격렬한 운동을 하지 않기 ▲걱정거리가 있으면 내일 생각하기로 마음 먹기 ▲잠을 이루지 못할 때는 작은 일거리를 하다가 졸리면 눕기 ▲아침에 햇빛 쬐기 등의 수면 위생 수칙을 실천하는 것이 좋습니다. 수면 장애 증상을 도저히 참을 수 없어 수면제에 의지하는 분도 많습니다. 이때 주의해야 할 점은 ‘의존성’입니다. 생활 속 원인을 찾아 교정하지 않고 약만 먹으면 의존성이 심해져 끊기가 어려워질 수도 있습니다. 민 교수는 “수면제는 짧은 시간에 약효가 나타나 잠이 드는 것을 도와주지만 작용 시간이 빠른 만큼 환자의 의존성이 높다는 단점이 있다”며 “단기간 수면제를 적정량 복용하는 것은 괜찮지만 불면증이 장기간 지속될 때 복용량을 임의로 늘리는 것은 이런 의존성을 높일 수 있어 주의해야 한다”고 말했습니다. 신 교수도 “수면제를 장기간 복용하면 습관성과 내성이 생길 수 있어 약을 끊기 어려울 수 있고 심하면 인지장애나 금단증상이 나타날 수도 있다”며 “일시적으로 사용해야 하고 반드시 의료진의 도움을 받아야 한다”고 설명했습니다. ●수면 장애 수면다원검사 진단… 건보 적용 필요 수면 장애 증상을 진단하는 데는 ‘수면다원검사’가 효과적입니다. 신 교수는 “수면 장애가 있는 환자는 수면다원검사를 해 보면 깊은 수면 시간과 본인이 모르는 수면 중 잦은 각성 같은 수면의 질을 효과적으로 측정할 수 있다”고 했습니다. 하지만 아직 건강보험이 적용되지 않아 비용이 의료기관별로 30만~100만원에 이를 정도로 고가라는 것이 단점입니다. 그래서 수면 전문가들은 환자의 부담을 줄이기 위해 정부에 수면다원검사의 건강보험 적용을 요구하고 있습니다.잠을 잘 자려면 잠에 대해 너무 걱정하지 않는 것이 중요하다고 합니다. ‘오늘 밤은 잘 잘 수 있을까’라는 두려운 마음이 들면 불안감이 높아지고 생각이 꼬리에 꼬리를 물면서 편안하게 잠들기 어려워집니다. 민 교수는 “잠을 몇 시간 못 자도 내일 일상생활을 하는 데 큰 지장이 없을 것이라고 긍정적으로 생각하면 깊은 잠을 자는 데 도움이 많이 된다”고 강조했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

최근 껌 씹기가 두뇌 활성화와 기억력 향상, 치매 예방 등의 효과가 있는 것으로 알려지면서 껌을 찾는 소비자들이 늘고 있다. 롯데제과의 ‘롯데자일리톨껌’은 포스데이타 기준 매출 2014년 1040억원에서 2015년 1150억원으로 매출이 증가했다. 2000년 5월 출시된 롯데자일리톨껌은 올해 10월까지 거둔 매출이 1조 8000억원이다. 수량으로는 50억갑 이상 팔렸다. 우리나라 국민 1인당 100갑 이상 씹을 수 있는 양이다. 롯데제과 관계자는 “롯데자일리톨껌에는 핀란드산 자일리톨이 감미료 중 86%가 들어 있어 단맛이 좋다”면서 “치아 복원 효과가 있는 후노란 등이 들어 있어 충치 예방에도 도움을 준다”고 말했다. 핀란드 투르크대학의 에바소더링 교수는 충치를 예방하기 위한 노력으로 껌 씹기를 강조했다. 껌을 씹으면 집중력 향상에도 도움을 주는 것으로 알려졌다. 미국 세인트로렌스대학 심리학과 서지 오나이퍼 교수의 연구 결과에 따르면 시험 직전 5분간 껌을 씹은 학생들은 그렇지 않은 학생들보다 시험점수가 높게 나왔다. 단국대 김경욱 교수의 학회발표 논문(2002년)에도 지속적으로 껌을 씹는 행위가 뇌기능을 활성화시키고, 정신적인 이완작용과 행복감을 증가시켜 주는 것으로 나타났다.

설탕 많고 기름기 높은 고지방 식품(high-fat food)의 지나친 섭취가 정신건강에 좋지 않다는 연구결과가 나왔다. 최근 스위스 취리히 연방공대 연구팀은 고지방 식품을 지나치게 섭취한 어린이가 나이가 들어 성인이 됐을 때 알츠하이머 등 정신질환을 유발할 가능성이 높는 내용의 논문을 발표했다. 　 　 이번 연구는 고지방 식품이 비만을 유발한다는 기존 주장에서 한발짝 더 나아갔다. 잘 알려진대로 가공식품에 많은 고지방·고설탕 음식은 특히 어린이 비만의 주범으로 꼽혀왔다. 그러나 연구팀은 쥐를 대상으로 실험한 결과 고지방 음식이 살이 찌우는 것은 물론, 정신 건강에도 좋지 않은 영향을 미친다는 것을 확인했다. 연구팀이 주목한 것은 뇌의 형성에 관여하는 필수분비 단백질인 릴린(reelin)이다. 뉴런(신경세포)의 연결을 돕는 릴린의 기능이 떨어지면 인간은 인지기능의 유연성과 기억력이 떨어진다. 곧 릴린의 적은 분비는 장차 알츠하이머 등의 발병 가능성을 높이는 것과 직결된다. 연구팀은 쥐를 대상으로 4주간 고지방·고설탕 음식을 먹이면서 전두엽의 전전두피질(prefrontal cortex·PFC)을 집중적으로 관찰했다. 이 영역은 결정, 감정조절, 충동조절, 장기목표 설정에 관여한다. 그 결과 사람으로 따지면 청소년 나이에 해당되는 쥐들에게 유의미한 인지결함이 확인됐다. 이와 달리 똑같은 음식을 먹은 성인 쥐는 별다른 영향을 받지 않았다. 연구를 이끈 유어스 메이어 박사는 "릴린은 신경세포 간의 연결고리인 시냅시스를 통제한다"면서 "고지방 식품은 바로 릴린의 분비를 약화시켜 결과적으로 인지기능을 떨어뜨리는 것"이라고 설명했다. 이어 "청소년기에만 영향을 미치는 이유는 전전두피질이 뇌의 다른 부위와 달리 미성숙 단계이기 때문"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

여성 생식기관인 ‘난소’의 능력은 태어날 때부터 정해져 있다. 나이가 들면서 매달 배란이 되고 일부는 계속 퇴화되며 난자 수가 줄어든다. 난포(난자 주머니)가 모두 소진되면 폐경이 온다. 유전이나 스트레스 등으로 폐경이 일찍 오는 사람도 있다. 특히 항암치료는 난자를 빨리 고갈시켜 난소 기능을 저하시키는 원인이 된다. 항암제는 세포의 DNA를 공격해 파괴시킨 뒤 세포가 스스로 사멸하도록 유도한다. 암세포처럼 빨리 증식되는 세포가 표적이 되는데 주변 정상세포도 손상된다는 점이 문제다. 그렇다면 난소 기능을 보존하기 위해 우리는 어떤 대안을 마련해야 할까. 우선 세포의 사멸을 막는 인자들을 이용하면 난자의 손실을 줄일 수 있을 것이다. 그러나 세포의 사멸을 방해하면 항암효과도 저하될 수 있다. 그리고 DNA가 손상된 난자의 자연적인 세포사멸까지 방해해 생존시킨다면 비정상 난자에 의한 유산이나 기형 등의 위험을 초래할 수도 있다. 항암치료는 혈관에도 영향을 준다. 난소에 연결된 혈관과 주변 조직에 손상을 입혀 혈액 공급을 감소시키고 난자가 소실되게 한다. 이때는 항암치료 부작용인 ‘백혈구 감소증’을 예방하는 ‘과립세포군 촉진인자’를 이용한다. 이 인자를 투여하면 혈관 손상이 감소해 난포 손상을 완화할 수 있는 것으로 알려져 있다. ‘휴면 원시난포’의 조기 활성화도 주목할 필요가 있다. 난소에는 여러 발달 단계의 난포가 섞여 있다. 가장 낮은 단계인 원시난포는 휴면 상태로 있고 그중 일부가 1~2차 난포로 성장한다. ‘난포자극 호르몬’에 반응해 주기적으로 활성화되면 ‘배란전 난포’로 성장하고 이후 배란이 된다. 폐경기까지 이런 배란 기능을 잘 유지하기 위해 가장 중요한 것은 휴면 상태의 원시난포를 잘 관리하는 것이다. 휴면 상태를 유지하지 못하고 난포가 지나치게 빨리 자라면 조기 폐경이 된다. 그런데 항암제는 난소에서 휴면 상태 원시난포들을 과다하게 활성화시킨다. 이렇게 커진 난포는 직접적인 항암제의 공격에 취약해지고 사멸 위험이 높아진다. 또 작은 난포들은 다른 난포들의 성장을 억제하는 인자를 갖고 있어 서로 성장을 억제하고 있는데, 난포가 성장한 뒤 파괴되면 이런 억제인자까지 감소하는 문제가 더해진다. 원시난포의 조기 과다 활성화를 막을 수 있는 보호제가 있다면 항암제 투여로 인한 난소기능 저하를 예방할 수 있을 것이다. 그중 하나는 ‘항뮬러리안 호르몬’(AMH)이다. 작은 난포에서 분비되며 다른 작은 난포의 성장을 억제하는 호르몬으로, 투여했을 때 난소의 난포 손실을 줄일 수 있다는 연구 결과가 속속 나오고 있다. 또 다른 보호제로 ‘성선자극호르몬 효현제’가 있다. 이 호르몬은 뇌의 가운데에 위치한 ‘뇌하수체’에서 성선호르몬이 분비되는 것을 억제해 배란을 방해한다. 성조숙증이나 자궁내막증 등에서도 사용한다. 항암치료 중 이 물질을 이용하면 조기폐경 위험이 낮아지고 난소 기능 저하도 효과적으로 막을 수 있다. 다른 질환 치료제로도 이미 사용하고 있어 현재 연구 결과가 가장 많이 나와 있다. 최근 국내 연구진은 사춘기의 시작과 생식세포 발달을 조절하는 호르몬으로 알려져 있는 ‘멜라토닌’과 ‘그렐린’에 주목하고 있다. 멜라토닌 단독으로도 보호 효과가 있지만 함께 투여하면 항암제의 원시난포 활성화를 더 효과적으로 억제하는 기능이 있는 것으로 밝혀졌다. 이 밖에 항암치료에도 생식세포를 보호할 수 있는 방법이 계속 개발돼 난임이나 조기 폐경으로 인한 여성의 고통을 줄이는 길이 더 많이 열리길 기대한다.

최근 ‘알파고’(인공지능 컴퓨터 바둑 프로그램) 개발로 유명세를 떨친 구글 딥마인드가 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 획기적인 논문을 게재했다. 주제는 인공지능 학습에 대한 새로운 컴퓨팅 체계이다. 이 체계는 사람의 뇌에서 일어나는 ‘기억’의 본질에서부터 출발한다. 사람이 특정한 사실을 추론하는 과정은 신경망에 내재된 기억을 재편하는 데서 시작한다. 이 과정을 기계적으로 구현한 것이 이번 논문의 주제인 ‘미분 가능한 신경 컴퓨터’(DNC)이다. 문자 그대로 해석하면 인간의 뇌, 신경 세포가 반응하는 것과 유사하게 설계된 컴퓨터가 미분을 할 수 있다는 의미다. ‘미분 가능한’이란 표현이 좀 생소할 수도 있겠다. 이를 ‘학습 가능한’으로 대체할 수 있다. 인공 신경망의 학습 과정은 수학적으로 오차를 최소화하는 변수를 찾아가는 것이다. 여기서 최소화하는 방향은 미분을 함으로써 결정되기 때문에 미분 가능하다고 표현한 것이다. 다시 말해 ‘학습(미분)을 통해 답을 찾아간다’는 관점으로 볼 수 있다는 의미다. 그렇다면 DNC가 기존의 인공 신경망과 다른 점은 무엇일까. 그동안의 인공 신경망은 입력값에 대한 출력값을 내주는 단순한 계산으로 볼 수 있다. DNC는 일반적인 인공 신경망의 계산 기능에 정보 저장의 기능을 추가한 개념이다. 두 가지 기능이 융합돼 사람의 뇌와 비슷하게 추론하는 체계를 갖춘 것이다. 특히 DNC는 저장 공간에 정보를 읽고 쓰는 과정을 통해 학습을 수행할 수 있는 기술을 보유하고 있다. 이것은 지금보다 더 큰 데이터를 효율적으로 학습하고, 장기적으로 누적된 데이터에서도 추론할 수 있는 가능성을 보여 준다. 딥마인드는 여러 사례를 통해 DNC의 추론 기능을 증명했다. 먼저 페이스북 인공지능 연구소에서 공개한 질문응답 데이터에 대해 96%의 정확도를 기록했다. 예를 들면 ‘존이 놀이터에 있고 축구공을 가지고 있다’라는 정보에서 ‘축구공이 어디에 있는가?’라는 질문에 ‘놀이터에 있다’고 추론하는 것이다. 딥마인드는 이 데이터에 대한 DNC의 추론 능력이 기존의 연구 결과를 월등히 상회한다고 밝혔다. 이 밖에 런던 지하철에서의 최단 거리 계산, 가계도에서 구성원 추론, 블록 퍼즐 실험 등에서도 탁월한 성능을 보였다. 이번 결과가 우리에게 시사하는 바는 매우 크다. 인공 신경망과 정보 저장의 기능을 융합해 인공지능 연구의 새 지평을 열었다는 점에서 그렇다. 컴퓨터의 학습이 점차 사람의 뇌와 가까워진다는 사실은 인공지능의 성능이 우리가 느끼는 것보다 훨씬 빠르게 진화하고 있다는 것이다. 이제는 혁신적인 인공지능 연구 결과를 빠르게 이해하고 흡수해 새로운 영역을 개척하는 노력이 필요할 때다.

대학수학능력시험(17일)이 사흘 앞으로 다가왔다. 이 시기 수험생은 극도의 긴장과 스트레스 탓에 없던 병이 생기기도 하고 잠을 설치기도 한다. 평소 체력을 잘 관리했더라도 갑자기 질병이 생겨 집중력이 흐트러지면 최상의 컨디션을 다시 찾는 데 시간이 걸린다. 전문가들은 막연한 불안감에 평소 먹지 않던 약물을 섭취하는 등 새로운 것을 시도하기보다 잘 먹고, 잘 자고, 잘 쉬는 등 익숙한 생활방식을 유지해야 수능 당일 평정심을 유지하며 시험을 볼 수 있다고 조언한다. 정석훈 서울아산병원 정신건강의학과 교수는 13일 “긴장이 지나치면 평소 실력도 발휘하지 못할 수 있다”며 “시험을 망칠지 모른다는 두려움을 없애고 대범한 마음으로 자신감을 가져야 한다”고 말했다. 나에게 어려운 문제는 남도 어렵고, 내가 시간이 부족하면 남도 부족하다는 생각으로 시험을 준비해야 한다. 그래도 마음이 안정되지 않으면 복식호흡을 해본다. 숨을 천천히 들이마시고 내쉬면서 숨을 고르면 불안감과 긴장을 덜 수 있다. 불안하고 우울한 기분, 과도한 스트레스가 계속되면 기억력에 중요한 역할을 하는 해마에 영향을 미쳐 기억력이 떨어질 수 있다. 스트레스는 정신 건강뿐만 아니라 신체 건강에도 영향을 미친다. 스트레스에 제대로 대처하지 못하면 뇌의 신경전달물질과 자율신경계의 균형이 깨져 두통, 불면증, 만성통증 등의 증상이 새로 생기거나 기존의 신체 질환이 악화할 수 있고 면역 기능이 저하돼 질병에 쉽게 걸린다. 건강보험심사평가원이 2011~2015년 전 국민의 과민성 장 증후군 진료정보를 분석한 자료에 따르면 8월부터 10월까지 과민성 장 증후군으로 병원을 찾은 수험생(만 18세) 환자가 증가했다가 이후 감소한 것으로 나타났다. 과민성 장 증후군은 복통, 복부 불쾌감이 나타나고 변비나 설사를 하는 기능성 위장관 질환으로 정신적인 스트레스와 심리적 불안이 요인이다. 수능을 앞두고 잠을 줄이거나 밤을 새워도 기억력이 떨어지는 등 역효과가 날 수 있다. 미국 하버드대 수면 연구자인 로버트 스틱골드 교수가 2000년에 발표한 연구 결과에 따르면 수면과 꿈은 뇌가 학습한 단기기억을 장기 기억으로 저장하는 데 가장 큰 역할을 한다. 잠은 최소 6~7시간 자는 게 좋다. 한진규 서울수면센터 원장은 “잠들고서 9시간 후에 뇌파가 깨어나기 때문에 밤 11시 정도에 잠을 자야 오전 8시에 뇌파가 깨어 맑은 정신으로 1교시 시험을 볼 수 있다”고 말했다. 수능까지 바짝 공부하겠다는 생각에 에너지 음료나 커피를 많이 마시면 가슴이 두근거리고 짜증이 생겨 오히려 집중력이 떨어질 수 있다. 담배, 커피, 각성제 등은 일시적인 각성 효과는 있으나 건강에 해롭고 뇌를 비롯한 신체의 순환에 나쁜 영향을 끼친다. 수험생 가족도 대범해질 필요가 있다. 김지욱 동탄성심병원 정신건강의학과 교수는 “부모와 자녀 간에는 불안도 전염되는 특성이 있어, 속으로는 불안하더라도 자녀에게는 ‘너는 잘할 수 있어’, ‘시험을 치르고 나면 많이 좋아질 거야’라고 말하는 등 자신감을 줘야 한다”고 말했다. 또는 아주 솔직하게 ‘피할 수 없는 스트레스이니 이왕이면 적극적으로 받아들이자’라고 말하는 것도 효과적인 방법이라고 조언했다. 수능 시험 당일에는 되도록 먹어 보지 않은 새로운 약을 복용하지 않는 게 좋다. 압박과 긴장에서 벗어나려고 수능 당일 청심환을 복용하는 수험생도 있는데, 자칫 시험을 볼 때 졸릴 수 있다. 대한한의사협회는 “오히려 특별한 긴장이나 항진이 없는 상태에서 복용하면 졸음이나 집중력 저하를 일으킬 수 있어 주의해야 한다”고 강조했다. 시험을 볼 때마다 유독 긴장하는 학생이라면 청심환을 복용하더라도 반드시 수능 날 전에 미리 복용해 자신의 체질이나 증상에 맞는지 확인해야 한다. 수능 당일 아침은 꼭 챙겨 먹어야 한다. 아침을 거르면 밤새 굶고 탈진한 뇌가 기능을 온전히 발휘할 수 없다. 밥, 고구마, 채소, 멸치에 많이 든 비타민 B는 사고력과 기억력을 높여주고, 토마토, 당근, 귤에 있는 비타민 C는 긴장을 완화해준다. 세종 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

홍삼이 파킨슨병 치료에도 도움을 준다는 연구결과가 나왔다. 부산대 한의학전문대학원 김승태 교수팀은 최근 홍삼에 뇌신경세포 보호기능이 있어 파킨슨병 치료에도 효과가 있다는 사실을 밝혀내고 미국 공공과학도서관에서 발행하는 기초과학 분야 국제학술지 ‘플로스 원’ 최신호에 발표했다. 파킨슨병은 뇌 흑질에 분포하는 도파민 신경세포가 파괴되면서 떨림, 경직, 자세불안정 등의 증상이 나타나는 퇴행성 뇌질환이다. 기존에도 파킨슨병에 대한 인삼의 효과와 관련한 연구가 일부 있었지만 이번에는 홍삼 투여에 따른 뇌의 변화를 유전정보학적 기법으로 분석해 치료 메커니즘을 밝혀냈다는 평가를 받고 있다. 연구팀은 유전자 변형을 통해 파킨슨병을 유발시킨 생쥐에게 인삼을 찌고 건조시켜 만든 홍삼을 투여한 뒤 도파민 신경세포 파괴 정도와 단백질 변화를 관찰했다. 그 결과 파킨슨병으로 인한 행동장애가 줄어들고 도파민 신경세포 파괴가 억제된다는 사실을 사실을 발견했다. 또 인삼 성분이 당대사 및 퇴행성 뇌질환과 관련된 63개의 단백질 기능이 회복된다는 것도 확인했다. 김 교수는 “이번 연구는 인삼 성분이 파킨슨병으로 인한 운동기능 손실을 회복시키고 도파민 신경세포 파괴를 억제한다는 것을 밝혀냄으로써 파킨슨병 뿐만 아니라 퇴행성 뇌질환 치료제 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr