지난주 미국 샌디에이고에서 열린 연례 뇌과학회 행사에 2만 8000여명의 뇌과학자가 초청됐다. 첫 연자는 놀랍게도 미국의 재즈 기타리스트이자 작곡가인 팻 메스니였다. 그래미상을 20번 수상했고 10개 부문을 석권한 유일한 음악가다. 자칭 ‘전문 즉흥음악 연주가’로 전 세계를 다니며 음악을 연주해 왔다.그는 언어, 인종, 지역을 초월해 비슷한 반응을 일으키는 것이 ‘음악의 힘’이라고 했다. 즐거운 음악은 누가 들어도 즐겁고, 슬픈 음악은 누가 들어도 슬프다는 이야기다. 음악을 뇌과학으로 논한다는 것은 어불성설일 수 있겠으나 음악이 어떻게 우리의 마음을 움직이는지는 궁금한 주제다. 음악은 소리로 이뤄져 있다. 특정 주파수 소리는 같은 주파수의 뇌파 반응을 일으킨다. 이 반응은 ‘청성 안정상태 반응’이라고 한다. 특히 40헤르츠(㎐)의 소리에 강한 뇌 반응을 보인다. 40㎐의 청성 안정상태 반응을 반복적으로 유도해 알츠하이머병 생쥐에서 독성 물질인 ‘아밀로이드 베타’를 줄일 수 있다는 필자의 최근 연구결과도 이번 뇌과학회에서 발표됐다. 음악이 아닌 단순한 소리 자극만으로도 뇌 변화를 일으킬 수 있는 것이다. 좀더 복잡한 형태의 소리 자극으로 ‘화음’이 있다. 단일 주파수 소리가 뇌 반응을 유발한다면 복합적인 주파수는 더 복잡한 뇌 반응을 유발하지 않을까. 일반적으로 ‘장조’ 화음은 밝고 행복한 분위기를 유발하고 ‘단조’ 화음은 슬프고 장엄한 분위기를 유발한다. 캐런 펠러슨 덴마크 아르후스대병원 교수가 장·단조와 불협화음을 들려주면서 기능적 뇌 자기공명영상(MRI) 검사를 시행하자 편도체, 뇌간, 소뇌 등의 반응이 단조에서 더 강하게 나타났다. 단순히 화음을 듣는 것만으로도 감정 영역의 신경신호 처리가 일어난다는 것을 시사한다. 멜로디가 어떻게 감성을 울리는지는 분명치 않다. 다만 뇌는 음이 맞지 않는 멜로디를 자동으로 감지하는 능력이 있다. 엘비라 브라티코 핀란드 헬싱키대 박사는 뇌파를 측정하면서 6초짜리 멜로디를 40가지 정도 들려줬다. 그중 10개는 음정이 맞지 않는 음이 포함된 멜로디였다. 놀랍게도 음악에 집중하지 않는 상태에서도 뇌는 불안정한 음에 정확히 이상 반응을 보였다. 특히 12음계에 없는 불안정한 음이 나올 때 더 민감하게 반응했다. 팻 메스니와 같은 즉흥 연주가의 뇌는 어떨까. 찰스 림브 샌프란시스코 캘리포니아주립대 교수는 전문 재즈 연주자가 키보드로 즉흥 연주를 하는 동안 기능적 뇌 MRI 검사를 시행했다. 그 결과 사고, 행동을 모니터링하는 외측 전전두엽은 활성이 떨어지고 자기표현과 연관된 내측 전전두엽 활성도가 높아졌다. 음악은 인류 역사와 함께해 온 중요한 문화 현상인 동시에 인류가 스스로의 뇌를 감성적으로 정화시키고 발전시키는 데 활용한 도구인지도 모르겠다. 음악, 소리 자극에 대한 뇌과학을 통해 뇌에 대한 이해를 높이고 뇌 건강에 도움이 되는 방법을 찾게 되길 기대한다.

임신 중에 아연이 부족하면 태어난 아이에게 자폐증이 생길 가능성이 더 커진다는 연구 결과가 나왔다. 미국과 독일의 공동 연구진은 뇌 신경세포(뉴런)에 있는 아연의 수치가 자폐증 발병에 영향을 주는 환경적 요인 중 하나일 수 있다는 증거를 발견했다고 밝혔다. 자폐증의 원인은 아직 명확하게 밝혀지지 않았지만, 지금까지 나온 대다수의 연구는 유전적 결함과 환경적 요인이 함께 작용한다는 것을 보여준다. 물론 이번 결과의 인과관계를 확인하려면 앞으로 추가 연구가 필요하지만 가능성 있는 메커니즘적 관계를 확인했다고 연구진은 말한다. 이 연구에서 연구진은 뉴런을 연결하는 시냅스 단백질을 만들어내는 유전자인 섕크2와 섕크3을 아연이 연결해주는 사실을 밝혀냈다. 두 유전자는 차례로 시냅스후 뉴런에 있는 AMPA 수용체의 구성과 기능(만성)에 변화를 일으켰다. 실험에서는 시냅스가 발달하는 과정에서 아연과 섕크 유전자에 매개한 AMPA 수용체가 성숙하는 것으로 나타났다. 이 연구에 책임저자로 참여한 스탠퍼드 의학대학원의 샐리 킴 박사는 “자폐증은 초기 발달 동안 시냅스의 형성과 성숙, 그리고 안정화에 관여하는 특정 유전자와 관계가 있다”면서 “이번 결과는 자폐 관련 유전자에 의해 암호화 된 시냅스와의 상호작용을 통해 뉴런 속 아연 수치를 자폐증 발달과 연관짓는다”고 설명했다. 하지만 이 연구는 아직 초기 단계에 있어 임신부가 자폐증 예방을 위해 아연 보충제를 복용해야 한다는 것을 의미하는 것은 아니다. 연구진은 평소 균형잡힌 식사를 하고 있고 의사의 조언이 없다면 하루에 25㎎ 이상의 아연 보충제를 복용해서는 안 된다고 말한다. 공동저자로 참여한 독일 퇴행성신경질환센터의 크레이그 가너 교수는 “현재 임신부나 아기에게 아연 보충제를 투여해 자폐증 관계를 확인한 통제 연구는 없으므로, 이런 관계가 아직 확정된 것은 아니다. 현재로써 우리는 아연 보충에 관한 어떤 결론이나 권고도 내릴 수는 없다”면서 “그런데도 이 결과는 아연 결핍 즉 뉴런 속 아연의 처리가 어떻게 자폐증에 관여할 수 있는지를 이해하는 새로운 메커니즘을 제공한다”고 설명했다. 끝으로 연구에 공동저자로 참여한 스탠퍼드대학의 존 후구너드 교수는 “이번 결과는 초기 발달 중에 아연이 부족하면 시냅스의 성숙과 신경회로의 형성이 손상돼 자폐증이 생길 수 있음을 시사한다”면서 “아연과 섕크 유전자 사이의 상호작용을 이해하면 자폐증을 진단하고 치료하며 예방하는 데 필요한 전략을 세울 수 있다”고 결론지었다. 아연은 새로운 새포와 효소를 만들고 식품 속 탄수화물과 지방, 그리고 단백질을 처리하고 상처 치유를 돕는다. 아연이 풍부한 음식으로는 소고기 등 육류와 굴 등 조개류, 치즈 등 유제품 등이 있다. 하지만 아연은 너무 많이 섭취하면 구리 흡수를 방해해 빈혈이 생기거나 뼈가 약해질 수 있다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘프론티어스 인 몰레큘러 뉴로사이언스’(Frontiers in Molecular Neuroscience) 최신호(9일자)에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

공상과학(SF) 소설가들에게는 오랫동안 간직해온 꿈이 있다. 그것은 바로 인류가 언젠가 고통스러운 기억을 지우고 행복한 기억을 만들 수 있다는 것이다. 최근 영국 옥스퍼드대 연구팀은 인간이 과거에 겪었던 힘든 기억을 없애고 좋았던 기억을 더 좋게 하는 기술이 개발단계에 이르렀다고 밝혔다. 11일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신 보도에 따르면, 옥스퍼드대 기능신경외과 그룹의 삽입신경조절장치 전문가 로리 파이크로프트 연구원(박사후보)은 최근 ‘2018 카스퍼스키 넥스트’ 콘퍼런스에서 “인간의 기억에 관여하는 뇌파를 전자적으로 제어함으로써 기억상실이나 외상후스트레스장애(PTSD)와 같은 질환을 곧 치료할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이들 연구자는 이런 기술을 사용해 ‘기억 보조장치’를 삽입하면 인간의 기억을 향상하거나 심지어 새로운 기억을 만들어낼 수 있다고 말한다. 이런 아이디어는 1990년 고전 SF 영화 ‘토탈리콜’에서 배우 아놀드 슈왈제네거가 연기한 주인공 더글러스 퀘이드가 가상 휴가를 즐기던 모습에서 착안했다. 피크로프트 연구원은 “기억 보조장치는 정말로 흥미로운 잠재력이며 상당한 의료 혜택을 제공한다. 전극으로 우리 기억을 더 좋게 만들 수 있다는 가능성은 허구처럼 들릴지도 모르지만 이 기술은 이미 오늘날 존재하는 탄탄한 과학기술에 기반을 두고 있다”면서 “기억 보조장치의 개발은 시간문제일 뿐”이라고 설명했다. 전문가들은 기억을 만든 뒤 이를 강화하거나 심지어 새롭게 바꿔도 복구할 수 있는 기술의 개발은 10년 안에 이뤄질 것이라고 말한다. 하지만 이런 기술에는 어두운 면도 존재한다. 사이버 공격을 시도하는 해커들은 언젠가 우리의 기억을 원격으로 훔치거나 심지어 가짜 기억을 이식하는 등 범죄에 악용할 수 있기 때문이다. 이에 대해 공동 연구를 진행하고 있는 사이버 보안기업 카스퍼스키 랩의 드미트리 갈로프 연구원은 “비록 신경자극기를 겨냥한 어떠한 공격도 관찰된 적은 없지만, 이용하기 어렵지 않은 약점은 존재한다”고 말했다. 하지만 연구팀은 이미 환자의 뇌에 신경자극기를 내장함으로써 다양한 질병의 증상을 완화하는 시도를 하고 있다. 심장박동조절기와 비슷하며 외과적으로 이식하는 이 장치는 뇌나 척수의 표적 영역으로 작은 펄스를 전달한다. 예를 들어, 이 장치를 활용해 뇌의 깊은 곳에 있는 시상하핵을 표적으로 삼으면 파킨슨병 환자들에게서 나타나는 뻣뻣함과 느린 움직임, 그리고 떨림 등의 증상을 완화할 수 있다. 이 기술은 현재 전 세계에서 약 15만 명의 파킨슨병 환자에게 적용돼 증상 완화에 도움을 주고 있는 것으로 알려졌다. 사진=영화 ‘토탈리콜’ 스틸컷 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

피노키오와 달리, 사람은 거짓말을 하면 코가 미세하게 줄어드는 것으로 밝혀졌다. 스페인 그라나다대(UGR) 정신·두뇌·행동연구센터(CIMCYC)는 9일(현지시간) 사람이 거짓이나 진실을 말하는지를 알아내기 위해 지금까지 어떤 탐지 방법보다 정확한 것을 고안해냈다고 밝혔다. 연구진이 고안한 새로운 거짓말 탐지법은 열화상 카메라를 활용한 것으로, 정확도는 80%에 이른다. 이는 오늘날 범죄수사 등에서 참고자료로 쓰이는 거짓말 탐지기(생리적 반응을 기록에 사용하는 측정 기기)나 다른 뇌 이미지 기법 등 어떠한 기술보다 정확하다. 이에 따라 연구진은 열화상 카메라를 활용한 새로운 기법이 세상에서 가장 신뢰할 수 있는 거짓말 탐지 방법이라고 주장한다. 이 연구는 거짓말을 하면 얼굴의 체온이 부분에 따라 달라진다는 이른바 ‘피노키오 효과’를 검증하기 위해 시행됐다. 연구진은 열화상 카메라를 활용한 새로운 탐지 기술로 대학생 60명을 대상으로, 거짓이나 진실을 말할 때 얼굴의 체온 변화를 상세히 관측했다.그 결과, 거짓말을 하면 코끝의 온도가 섭씨 0.6~1.2도 떨어지지만 이마의 온도는 섭씨 0.6~1.5도 상승하는 것으로 나타났다. 그리고 얼굴에서 두 부위의 온도 차이가 클수록 조사 대상자는 거짓말할 가능성도 더 높았다. 이런 기이한 반응은 사람이 거짓말을 할 때 정신적으로 소비하는 에너지와 다른 사람들이 진실을 알게 될까 봐 생기는 불안감에 의해 일어난다. 연구를 이끈 에밀리오 고메스 밀란 박사는 “누군가가 거짓말을 하려고 하면 생각을 해야 하는 데 이는 이마 부위의 온도를 높인다. 이와 동시에 불안감을 느껴 코 부위의 온도는 떨어지는 것”이라고 설명했다. 또 이때 사람의 눈으로는 알 수 없지만, 실제로 코는 미세하게 줄어드는 것으로 나타났다. 이에 대해 고메스 밀란 박사는 “우리는 이런 기술로 정확도를 높여 거짓말 탐지기와 같은 다른 방법에서 흔히 발생하는 오탐지 현상을 줄일 수 있었다”면서 “언젠가는 거짓말 탐지 기술에 열화상 카메라 기술을 더해 용의자의 거짓말을 더욱 정확하게 잡아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 이어 “이는 경찰서나 공항 또는 난민 수용소에도 도입할 수 있다”면서 “그러면 범죄자가 거짓말을 하고 있는지나 국경을 넘으려고 하는 사람들의 진정한 의도를 알아낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘수사심리학·범죄자프로파일링 저널’(Journal of Investigative Psychology and Offender Profiling) 최신호에 실렸다. 사진=UGR 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

매일 아침 진한 커피 한 잔을 마시는 습관이 치매 예방에 도움이 될 수 있을지도 모른다고 과학자들이 주장하고 나섰다. 캐나다 크렘빌 뇌연구소 연구진은 커피콩을 볶는 과정에서 치매 발병에 영향을 주는 단백질의 응집을 막는 화합물 ‘페닐인단’의 방출이 유도된다는 사실을 발견했다고 국제학술지 ‘프론티어스 인 뉴로사이언스’(Frontiers in Neuroscience) 최신호(12일자)에 발표했다. 이는 지금까지 커피와 치매 예방의 관계가 커피 속 성분이라기 보다는 원두를 볶는 과정에서 나오는 성분 때문이라는 것. 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 치매는 베타아밀로이드와 타우 같은 단백질이 뉴런(뇌 신경세포) 사이에서 응집돼 생긴다. 즉 이런 단백질의 응집을 막으면 치매 예방에 도움이 될 수 있다는 말이다. 연구에 참여한 연구소의 공동책임자 도널드 위버 박사는 “커피 소비는 알츠하이머병과 파킨슨병의 발병 위험 감소와 관련이 있는 듯하다”면서 “그렇지만 우리는 왜 그런지, 어떤 화합물이 관계하고 있는지 그리고 어떻게 노화 관련 인지기능 저하를 막는 데 영향을 줄 수 있는지를 알고자 했다”고 말했다. 연구진은 이 연구에서 커피콩을 살짝 볶은 라이트 로스팅, 오래 볶은 다크 로스팅, 그리고 오래 볶았지만 카페인을 제거한 디카페인이라는 세 종류의 커피로 나눠 페닐인단 수치를 측정했다. 그 결과, 커피콩이 더 많이 볶아질수록 페닐인단 수치가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 카페인을 제거한 디카페인 커피 경우에도 마찬가지였다. 위버 박사는 “페닐인단이 알츠하이머병과 파킨슨병을 일으키는 단백질들과 어떻게 상호작용하는지를 연구한 경우는 이번이 처음”이라면서 “다음은 이런 화합물이 얼마나 이로운지 그리고 이런 물질이 혈류로 들어갈 수 있는지 또는 혈뇌장벽을 넘을 능력이 있는지를 조사하는 것”이라고 말했다. 또 연구진은 “이번 결과는 커피가 어떤 식으로든 치매를 치료하거나 분명히 예방하는 것을 보여준 것은 아니지만, 아침에 진한 커피 한 잔을 하는 것이 건강에 나쁘지는 않을 것”이라고 말했다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

시끄러운 도로나 공항 근처에 살면 심장마비나 뇌졸중에 걸릴 위험이 무려 3배로 높아진다는 연구결과가 나왔다. 미국 매사추세츠 종합병원 연구진은 평균 나이 56세 건강한 중년 남녀 499명을 5년간 추적 조사한 연구에서 위와 같은 결론에 이르렀다고 5일(현지시간) 밝혔다. 연구진은 이들 참가자를 대상으로 조사 초기에 뇌와 혈관에 관한 양전자단층촬영(PET)과 컴퓨터단층촬영(CT)을 시행했다. 그리고 이런 이미지를 사용해 뇌에서 스트레스 조절과 정서적 반응에 관여하는 편도체의 활동을 측정했다. 소음 노출 수준은 참가자들의 집 주소와 미 교통부가 제공하는 항공·고속도로 소음지도에서 나온 소음 수준을 사용해 추정했다. 그 결과 5년의 조사 기간 동안 499명 중 40명에게서 심장마비나 뇌졸중 등 심혈관계 질환이 관찰됐다. 이중 가장 높은 수준의 소음에 노출된 사람들은 편도체 활동이 더 높고 동맥에 더 많은 염증이 있었다. 시끄러운 도로나 공항 근처에 사는 이들에게 심장마비나 뇌졸중 등이 생길 위험은 소음 노출 수준이 더 낮은 사람들과 비교했을 때 무려 3배 이상이었다. 심지어 이런 위험은 대기오염과 고콜레스테롤, 흡연, 당뇨 등 다른 위험인자를 고려하더라도 여전히 높았다. 또 다른 분석에서도 편도체 활동이 높으면 심혈관계 질환의 위험인자로 잘 알려진 혈관 염증을 일으켜 질환 발병률이 높은 것으로 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 아자르 라드파르 박사는 “점점 더 많은 연구 결과가 주변 소음과 심혈관계 질환 사이의 관계를 보여주고 있지만, 이면에 숨겨진 생리적 메커니즘은 여전히 분명하지 않다”면서 “우리는 이번 결과가 이런 메커니즘에 관한 통찰력을 제공한다고 생각한다”고 설명했다. 하지만 연구진은 소음 노출이 줄어들면 심혈관계 질환의 위험이 유의미하게 줄어 전체적으로 심혈관계 질환의 발병률을 줄일 수 있는지를 알려면 더 많은 연구가 필요하다고 지적했다. 다만 추가적인 연구가 있기 전까지, 의사들은 높은 수준의 주변 소음에 만성적으로 노출되는 것을 심혈관계 질환에 관한 독립적인 위험인자로 간주해야 한다고 연구진은 말한다. 자세한 연구 결과는 오는 10일부터 12일까지 미국 시카고에서 개최하는 미국심장협회(AHA) 과학회의(Scientific Sessions)에서 발표될 예정이다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

전 세계 성인이 1대씩은 갖고 있다는 휴대전화가 남성에게 특히 유해하다는 사실이 밝혀졌다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립독성학프로그램(NPT) 연구진에 따르면 2G, 3G 휴대전화에서 특히 많이 발생하는 라디오파 방사선(RFR)에 지속적으로 노출된 수컷 집쥐(rat)의 경우 심장암이 발생할 수 있다는 명백한 증거가 발견됐다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 1999년 미국 식품의약청(FDA)으로부터 의뢰받은 휴대전화 전자파 유해성에 여부에 대한 실험 보고서이다. 이번 연구결과는 지난 2월 연구결과 초안이 나온 뒤 3월 외부 과학자의 검토를 거쳐 이번에 발표된 것이다. 이번 연구 역시 생쥐 같은 설치류 동물에 대한 휴대전화 전자파 유해성을 입증하기는 했지만 인체 유해성에 대해서는 명확히 언급하고 있지 않아 논란이 끊이지 않을 것으로 예상된다. 연구팀은 RFR에 대한 실험을 위해 특별한 형태의 실험 챔버에 넣은 뒤 암컷 집쥐와 생쥐는 물론 수컷 집쥐, 생쥐를 대상으로 했다. RFR은 10분 간격으로 매일 9시간 이상 2년 이상 노출시켰다. RFR 강도는 집쥐의 경우는 1㎏당 1.5~6W(와트), 생쥐는 1㎏당 2.5~10W으로 정했다. 임신한 암컷 생쥐와 집쥐에게도 똑같은 정도의 RFR을 노출시켜 태아에 대한 영향도 살펴봤다. 그 결과 암컷들에 대해서는 특별한 영향이 나타나지 않았지만 수컷 집쥐에 대해서는 심장암은 확실히 나타났으며 뇌와 부신쪽에서도 종양이 유발시킬 수 있다는 것이 확인됐다. 그런데 연구에서는 의외로 수컷 생쥐와 집쥐들이 전자파에 노출되면서 늙은 수컷 쥐들에게서 만성신장질환 증상이 줄어들고 수명이 늘어나는 것도 관찰됐다. 이번 연구에는 현재 많이 활용되는 와이파이나 4G에서 나오는 RFR과 앞으로 사용될 5G에 대한 RFR에 대한 것은 제외돼 있다. 또 이번 연구에서는 암 유발 여부만 관찰됐지만 DNA 손상 같은 세포손상에 대해서는 추가적 연구가 필요하다고 연구진은 지적했다. NTP 선임연구원 존 부처 박사는 “이번 연구에 사용된 노출은 휴대전화를 사용할 때 인간이 경험하는 노출과 직접 비교하기 어렵다는 문제가 있어 연구결과의 의미에 대해 확실히 언급하기 어려운 것이 사실”이라면서 “실험에 동원된 집쥐와 생쥐는 온몸에 고주파 복사의 영향을 받았지만 사람은 휴대전화를 귀에 대고 있거나 주머니에 넣고 있기 때문에 일부 조직에만 영향을 미칠 수 있다는 것을 고려하는 것이 필요하다”고 설명했다.부처 박사는 “이번 연구에서 2G와 3G 네트워크를 활용한 것은 연구를 시작하던 당시 사용 표준이었기 때문”이라며 “현재까지는 RFR에 노출된 동물의 건강 영향에 대한 가장 포괄적 연구결과라는 것은 확실하며 고주파 방사선이 종양을 유발하는 원인이라는 점에 대해서는 외부 전문가들 모두 동의했다”고 강조했다. 한편 지난해 12월 미국 연구진은 18세 이상 임산부 913명을 대상으로 와이파이에서 방출되는 자기장 비이온화 방사선 노출이 지나치면 유산위험을 높인다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표했다. 휴대전화의 전자파가 남성의 정자 감소에도 심각한 영향을 미쳐 불임의 원인이 될 수 있다고 연구결과도 발표됐다. 이에 전문가들은 잠깐 동안 휴대전화를 사용하는 것은 문제가 없지만 오랜 시간 통화할 경우는 이어폰이나 휴대전화의 전자파 영향을 최소화할 수 있는 방법을 찾아야 한다고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구 역사상 가장 몸집이 큰 새인 ‘코끼리 새’(Elephant birds)의 뇌구조를 분석한 연구결과가 공개됐다고 CNN 등 해외 언론이 지난달 30일 보도했다. 마다가스카르에서 화석으로만 발견되는 코끼리새는 동물분류학상 ‘에피오르니티대(Aepyornithidae)’과(科)에 속하는 날지 못하는 거대한 몸집의 새로 2속(屬) 15종(種)이 있는 것으로 알려져 왔다. 코끼리새는 마다가스카르에서 500~1000년 전까지 서식했던 것으로 추정되지만 이후 멸종을 맞이했다. 코끼리새가 멸종되기 전까지 어떤 서식 습관을 가지고 있었는지 정확히 파악된 바가 없다. 이에 미국 텍사스대학 연구진은 2종의 코끼리새 구개골 화석을 CT촬영하고, 두개골 화석의 내표면(엔도캐스트)을 분석했다. 학계에서는 지금까지 코끼리새가 에뮤나 타조처럼 몸집은 크지만 날 수 없고, 낮에 주로 활동하며 시력이 발달한 새일 것이라고 예상해왔지만, 뇌 구조를 분석한 결과 기존 예측과 다른 사실들이 밝혀졌다. 연구진은 코끼리새 2종의 시엽(중뇌에서 안구운동과 동공 조절 등을 담당하는 신경중추)이 다른 새에 비해 매우 작았으며, 오히려 야생성 조류이자 날지 못하는 조류인 키위(Kiwi) 새가 더욱 닮았다는 것을 확인했다. 대신 코끼리의 새의 후각신경구(후각과 관련한 2차 감각신경세포가 존재하는 부위)가 발달해 서식지에서 생존하는데 도움을 준 것으로 분석됐다. 즉 지구 역사상 가장 큰 새인 코끼리새는 기존 예측과 달리 야행성이고 눈이 퇴화한 편에 속해 시력이 좋지 않았지만 후각이 발달했던 새라는 것. 연구를 이끈 크리스토퍼 토레스 박사는 “누구도 코끼리새가 야생성일 것이라고는 생각하지 못했다”면서 “지금까지 코끼리새를 다룬 몇몇 연구들은 대부분 코끼리새가 낮에 더욱 활동적이었을 것으로 예상했다.”고 설명했다. 이어 “이번 연구는 우리가 지금까지 코끼리새를 포함한 조류에 대해 제대로 이해하지 못하고 있었다는 사실을 알려준다”면서 “특히 몸집이 이렇게 큰 새가 매우 작은 크기의 시각적 기관을 가지고 있었다는 사실은 매우 놀라운 발견”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 ‘영국왕립학회보 B’(journal Proceedings of the Royal Society B) 10월 31일자 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

외로움이 치매 위험을 약 40% 더 높인다는 연구결과가 나왔다. 미국 플로리다주립대 연구진은 만 50세 이상 성인남녀 1만2030명을 대상으로, 약 10년간 외로움이 건강에 미치는 영향을 추적 조사해 위와 같은 결론에 도달했다고 ‘노인의학 저널: 심리과학’ 최신호(26일자)에 발표했다. 연구진은 연구 시작점부터 2년마다 참가자들과 전화 인터뷰를 통해 외로움을 얼마나 인식하고 있는지를 조사했다. 참가자들에게 얼마나 많은 사회적 접촉을 가졌는지보다 얼마나 외롭고 사회적으로 고립됐다고 느꼈는지를 보고하게 했다. 왜냐하면 많은 사람과 어울리고 사회적인 활동을 하고 있더라도 소외감을 느낄 수 있기 때문이다. 모든 조사가 끝났을 때 이들 참가자 중 1104명에게서 치매가 생긴 것으로 확인됐다. 그리고 각종 데이터를 분석한 결과, 외로움은 치매 위험을 약 40% 더 높이는 것으로 나타났다. 이는 사람의 성별이나 인종, 민족, 또는 교육수준을 고려하더라도 마찬가지였다. 심지어 결과는 외로운 사람들이 덜 활동적이거나 담배를 더 피울 가능성이 있다는 요인을 고려해도 높아진 치매 위험은 여전했다. 연구를 이끈 안젤리나 수틴 박사는 “이 연구는 외로움이 치매 위험을 키우는 것과 관련이 있다는 점을 처음으로 보여준 것은 아니다”면서 “하지만 이는 지금까지 모든 연구 중에 표본이 가장 크고 기간도 길다”고 말했다. 하지만 이 연구 역시 외로움이 왜 치매로 이어질 수 있는지 정확하게 밝혀내지 못한다. 그렇지만 연구진은 인지하는 사회적 고립이 뇌 속에 염증을 유발하거나 건강하지 못한 생활을 더욱 잘 유도할 수 있으리라 생각한다. 실제로 치매의 원인은 아직 완벽하게 밝혀지지 않았지만, 건강한 식단과 운동이 그 위험을 줄일 수 있다는 증거가 속속 나오고 있다. 이에 대해 연구진은 “사회화는 인지적 건강을 증진하는 방법으로 정신을 온전히 지키는 데도 중요할 수 있다”면서 “외로움은 수정할 수 있는 위험 요인”이라고 지적했다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

TV나 라디오의 육아상담, 가정상담 코너에는 간혹 남편들이 ‘아내가 아이를 낳은 뒤 연애시절처럼 자신에게 관심을 가져주지 않는다’는 불평불만(?)의 사연을 보내오는 경우가 있다. 육아에 지친 아내에게 아이말고 자신에게도 관심을 가져달라고 하는 요구가 무리이고 아내와 집안일을 분담하면서 자연스럽게 다시 관계를 회복할 수 있다는 결론이 대부분이다. 그런데 일본과 미국 생물학자들이 남편, 아내, 아이 3각 관계 속에서 아내가 남편에게 관심을 갖지 않는 것은 단순히 심리적 무게감 때문만이 아니라 생물학적 요인도 있다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 바로 아기에게서 분비되는 페로몬이 엄마의 성적 본능을 억제시킨다는 것이다. 일본 도쿄대 농업및생명과학대학원, 이화학연구소(RIKEN) 뇌과학센터, RIKEN 바이오시스템 역학연구센터, 미국 하버드대 의대 세포생물학과 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 새끼와 엄마 생쥐간에 페로몬으로 소통을 하며 새끼 생쥐가 분비하는 페로몬은 엄마의 리비도를 억제하는 효과가 있다고 29일 밝혔다. 리비도(Libido)는 정신분석학자인 프로이트가 제시한 개념으로 성(性)본능을 의미하며 인간이 태어날 때부터 갖추고 있는 본능에너지를 말한다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 26일자(현지시간)에 실렸다. 연구팀은 아기 생쥐와 함께 있는 엄마 생쥐들이 아빠 생쥐들과 일정 기간 동안 짝짓기하는 것을 거부하는 것을 관찰하고 그 원인을 추적했다. 아기 생쥐들에게서는 ‘외분비선 분비 펩타이드22’(ESP22)라는 무색 무취의 페로몬이 나오는데 특히 새끼들의 눈물 속에 많이 포함돼 있다는 사실을 확인했다.연구팀은 출산하지 않거나 짝짓기를 하지 않은 암컷 생쥐들에게 ESP22를 노출시킨 결과 수컷 생쥐들과 짝짓기를 거부하는 것을 관찰했다. 연구팀은 지난 2010년에 수컷 생쥐 눈물에 포함된 ESP1이라는 페로몬이 암컷 생쥐의 성충동을 유발시킨다는 사실을 발표한 바 있다. 연구팀은 ESP22와 ESP1에 암컷 생쥐를 동시에 노출시켜본 결과 ESP22가 ESP1을 압도해 성충동을 억제한다는 사실을 새로 확인했다. 연구팀 관계자는 “새끼가 여러 마리일 경우 진화생물학적으로 한정된 자원을 경쟁해야 하는 상황이 벌어지게 된다”며 “새끼 생쥐의 눈물에 포함된 ESP22는 엄마의 성충동을 억제함으로써 자원을 놓고 경쟁할 수 있는 형제, 자매 숫자를 줄이려는 자연의 선택으로 봐야할 것”이라고 해석했다. 연구팀은 각종 질병을 옮기는 시궁쥐와 같은 쥐들을 없애는데 눈물에서 나오는 페로몬을 사용함으로써 개체를 줄여나갈 수 있을 것으로 기대하고 있다. 토우하라 카주시게 도쿄대 응용생화학과 교수는 “페로몬이라는 호르몬 자체는 동물의 종(種)마다 특이적 성질을 갖고 있어 다르게 작용하기 때문에 이번에 나온 생쥐 실험결과를 사람에게 직접 적용해 설명하는 것은 쉽지 않다”라면서도 “페로몬과 다른 여러 종류의 화학신호에 동시에 노출되는 자연 환경에서 뇌가 어떻게 특정 페로몬에 대해 인식하고 반응하는지를 보여준 연구로 페로몬이 사람에게도 특정 행동을 유발케 하는 것은 분명할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 들어 주의력결핍 및 과잉 행동장애(ADHD), 분노조절장애 등에 시달리는 사람들이 늘고 있다. 또 충동성으로 인한 각종 분노 범죄나 약물 중독 같은 일도 적지 않다. 많은 학자들은 이런 일의 근원을 찾는 데 몰두하는 가운데 국내 연구진이 이런 충동성 행동을 조절하는 신경회로를 처음으로 발견하는 데 성공했다. 고려대 생명과학과 백자현 교수팀은 동기, 학습, 감정에 관여하는 뇌의 편도체에서 도파민 관련 신경세포를 특이적으로 활성화시켜 충동성이 조절되는 것을 관찰했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호(22일자)에 실렸다. 충동성은 심사숙고라는 과정 없이 결과에 대해 생각하지 않은 채 기분에 따라 즉각적으로 행동하려는 것으로 정의된다. 충동성이 심해질 경우 중독관련 질환, 인격장애, 충동조절장애 같은 여러 종류의 정신질환으로 이어질 수 있다. 실제로 한국의 경우 ADHD는 2010~2013년 3년 동안 3배 가까이 증가했고 미국에서도 최근 15년 동안 3배가량 증가했다. 또 국내에서는 분노조절장애로 진료받은 환자는 2015년 5390명, 2016년 5920명, 2017년 5986명에 이르는 것으로 나타났다. 연구팀은 유전자 조작 생쥐와 빛을 이용해 특정 세포의 활성을 조절하는 광유전학 방법을 이용해 뇌의 어떤 부위에서 충동적 행동을 조절하는지 분석했다. 그 결과 D2 도파민 수용체가 충동성 조절에 핵심역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 도파민은 뇌신경세포의 흥분 전달물질로 운동, 인지, 동기 부여에 영향을 줘 D1~D5까지 다섯 종류가 있다. 실제로 생쥐실험을 통해 D2형 도파민 수용체가 부족한 생쥐는 충동적 행동이 증가한다는 것을 확인했다. 반면 도파민 관련 신경세포를 활성화시키면 D2형 도파민 수용체가 활발해져 충동적 행동이 70% 정도 감소된다는 것을 발견했다. 백자현 교수는 “이번 연구는 지금까지 밝혀지지 않았던 새로운 충동성 조절 신경회로를 규명했다는데 의미가 있다”며 “자기통제능력의 결여로 인한 중독, 인격장애, 분노조절 장애 같은 현대 사회에서 특이하게 나타나는 각종 정신질환의 치료 타겟을 정하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1859년 출간된 찰스 다윈의 ‘종의 기원’ 초판에서는 ‘진화’라는 단어를 찾을 수 없다. 당시 자신의 이론에 대한 반발을 우려한 다윈은 ‘진화’ 대신 ‘변형된 자손’이라는 표현을 썼다. 그는 수차례 개정판을 내면서 진화론을 ‘진화’시켰고, 인류가 생명을 이해하는 방식을 근본적으로 바꾸는 계기가 됐다.다윈이 살았던 당시만큼은 아니겠지만, 진화론에 대한 반감은 현재도 여전히 남아 있다. 사실 전자현미경으로 본 인간의 세포는 다른 포유류의 세포와 다를 바 없다. 우리가 결국 원숭이의 후손이거나, 동물과 같은 조상을 갖고 있다면 인간의 존엄성을 주장할 근거는 과연 어디에 있을까. 저자는 진화론에 대한 거부감이 어디에서 나오는지 추적하고, 상식처럼 통용되고 있는 진화학 연구의 오해들을 소개하고 바로잡는다. 예컨대 일각에서는 남녀의 성역할, 심지어 성폭력 등을 진화론적 관점에서 생물학적 욕구에 의한 것이라고 주장하는 이들도 있다. 하지만 저자는 이는 진화가 남긴 잔해가 아닌 현대사회의 문화적 구성물이라고 보는 게 타당하다고 말한다. 그 배경조차 의심되는 잘못된 연구들이 사실인 것처럼 진화심리학 등의 탈을 쓰고 대중을 호도하고 있다는 것이다. “우리는 분명 다윈이 말한 얼기설기 얽혀 있는 강둑의 일부다. 하지만 우리는 또한 그 강둑을 초월할 수 있는 생명체이기도 하다.”(50쪽) 저자는 책에서 진화론이 결코 인간을 우연이 만든 하찮은 존재로 격하시키지 않는다고 강조한다. 저자는 “우리는 자기 자신에 대해 의식하게 된 우주”라며 “그 의식이 생겨나는 자리, 우주의 자기인식이 일어나는 중심부는 다름 아닌 인간의 뇌”라고 말한다. 인류가 진화한 것이 과학적 사실이지만, 그로 인해 최초로 인간이라는 생명 형태가 자신의 행동에 따르는 결과를 이해하고 현재의 방향이 맞는지도 판단할 수 있게 됐다는 것이다. 가톨릭 신자이자 생물학 교수인 저자는 인문주의적 방식으로 진화론을 고민해 왔다. 진화론은 ‘아담의 죽음’이 아닌 ‘아담의 승리’라고 믿고 있기에 ‘신을 믿는 진화학자’라는 그의 정체성도 결코 모순이 아니다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

발전재단 설립·상생 기금 조성 의무화 부산 STEM 빌리지 등 지역별 특화 ‘중핵기업’ 182개 선정 투자 적극 유치 9조 생산 유발·일자리 5만개 창출 기대혁신도시를 지역 성장 거점으로 육성하기 위한 ‘혁신도시 시즌2’의 청사진이 나왔다. 시·도별 혁신 거점인 ‘국가혁신클러스터’도 본격 가동된다. 국토교통부는 25일 혁신도시의 발전 방향과 추진전략 등을 담은 ‘혁신도시 종합발전계획’이 제9차 국가균형발전위원회 심의를 통해 최종 확정됐다고 밝혔다. 이번 계획은 ‘혁신도시 조성 및 발전에 관한 특별법’에 근거해 최초로 수립하는 5년 단위 계획이다. 혁신도시를 지역성장 거점으로 육성하기 위해 지난 2월 발표한 ‘혁신도시 시즌2(2018~2030년)’를 구체화한 것이다. 주요 내용은 혁신도시별 특화발전 지원, 정주여건 개선, 주변 지역과의 상생발전이다. 특히 지역의 자립적인 발전 기반 조성에 중점을 두고 혁신도시별 발전 테마를 선정했다. 또한 혁신도시별로 발전재단을 세워 특화발전 전략 이행을 주도하고, 산·학·연 협력 증진을 위한 컨트롤타워 역할을 수행하도록 했다. 상생발전 기금 조성을 의무화하는 내용 등도 담았다. 하지만 혁신도시 추가 지정은 이번 계획에서 빠졌다. 이번 계획에는 총 131개, 4조 3000억원 수준의 사업이 반영됐다. 분야별로는 특화발전 지원에 2조 9000억원(67%), 정주여건 개선 1조 1000억원(26%), 상생발전 3000억원(7%)으로 구성됐다. 주요 사업은 부산 STEM 빌리지 조성(2300억원), 대구 뇌연구 실용화센터 건립(527억원), 광주전남 에너지 사이언스파크 조성(1480억원), 울산 부유식 해상풍력 클러스터 조성(3525억원), 경북 미래교통안전 클러스터(1088억원) 등이다. 산업통상자원부도 균형발전위원회에 ‘국가혁신융복합단지 지정 및 육성계획’을 안건으로 상정했다. 이는 지난 3월 개정된 균형발전특별법에 따라 14개 시·도가 각 지역의 국가혁신클러스터 육성 계획을 수립한 것이다. 산업부 관계자는 “국가혁신 클러스터는 혁신도시, 산업단지 등 지역에 존재하는 핵심 거점들을 연계해 조성하는 혁신 거점 육성정책”이라고 설명했다. 산업부는 국가혁신클러스터의 혁신성장을 이끌 ‘지역 중핵기업’ 182개를 선정하고, 2022년까지 투자를 적극 유치할 계획이다. 이를 위해 시·도별로 국가혁신클러스터 육성을 지원할 ‘국가혁신클러스터추진단’을 구성해 운영한다. 또한 지역별로 종합 성과를 단계별로 평가해 예산을 차등 지원(최대 40% 차이)해 성과 경쟁을 유도할 계획이다. 산업부 관계자는 “2018~2019년 예산 1617억원을 투입해 2024년까지 신규 고용 1만 785명, 사업화 매출 2조 8000억원의 기대 효과를 가져올 것”이라고 전망했다. 세종 황비웅 기자 stylist@seoul.co.kr 서울 장진복 기자 viviana49@seoul.co.kr

인류 최대의 난제이자 가장 치료하기 어려운 질병으로 꼽히는 알츠하이머와 파킨슨병 등 뇌 질환을 치료하기 위한 ‘미니 뇌’가 성공적으로 개발됐다. 미국 매사추세츠 주 터프츠대학 연구진은 최근 뇌 질환을 앓고 있는 사람에게서 채취한 유도만능줄기세포(iPSCs·역분화줄기세포)를 이용해 실험실에서 실제 뇌와 같은 역할을 하는 ‘3차원 미니 뇌’를 만드는데 성공했다고 밝혔다. 유도만능줄기세포는 이미 분화된 세포의 시간을 ‘되감기’ 하는 역분화 기술을 사용해 만드는 것으로, 이미 병들거나 역할이 정해진 줄기세포를 배아줄기세포 같은 만능형 줄기세포로 되돌리는 것이다. 이 줄기 세포를 이용해 만든 미니 뇌는 실제 뇌의 기능과 유사한 역할을 하며, 실험실의 특정 환경에서 적어도 9개월 동안 생존할 수 있다. 일반적으로 실험실에서 인공적으로 만든 장기는 생존 기간이 짧은 편이지만, 이번에 개발된 것은 생존 기간이 길어 질병의 초기 발병 징후를 찾고 이를 막을 수 있는 방법을 찾는데 이용될 것으로 보인다. 인간의 뇌신경을 분석한 3차원 뇌지도가 공개된 적은 있지만, 유도만능줄기세포를 이용해 실제로 뇌의 기능을 하는 3차원 인공 뇌가 개발된 것은 세계 최초다. 유도만능줄기세포는 미성숙한 세포를 역분화 시키는 작업을 통해 인체 모든 장기로 자랄 수 있다는 특징이 있는 만큼, 이를 이용한 기술은 인공장기 분야에서 가장 획기적인 분야로 떠오르고 있다. 연구진은 “‘미니 뇌’의 목적은 인간의 뇌를 대체하는 것이 아니다. 도리어 이간의 두뇌가 어떻게 작동하는지를 이해하고 신경 질환을 치료하는 방법을 파악하는 것이 그 목적”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 미국화학학회 ACS(American Chemical Society)가 발간하는 학술지인 생체 재료 과학과 기술 저널(Biomaterials Science & Engineering journal) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

개를 키워본 견주라면 애완견이 '앉아' '일어나'와 같은 자신의 말을 알아듣는다는 것을 경험적으로 안다. 그러나 실제로 개가 이같은 주인의 말을 알아듣고 행동하는지를 과학적으로 증명하기는 쉽지않다. 최근 미국 에모리대학 연구팀이 개도 사람처럼 언어 명령을 배우고 이를 처리할 능력이 있다는 것을 입증한 연구결과를 발표했다. 주인의 말을 통한 명령 처리 과정을 분석한 이번 연구는 견주의 경험담이 아닌 개 자체로부터 얻어졌다. 연구팀의 실험방법은 이렇다. 먼저 연구원들은 서로 다른 품종의 개 12마리를 견주를 통해 훈련시켰다. 그 내용은 부드러운 재질의 원숭이 인형과 고무 재질의 돼지 인형을 주고 각각의 이름인 '멍키'(monkey)와 '피기'(piggy)로 불러 개가 이를 구별하게 하는 것. 물론 이에대한 보상은 견주의 칭찬과 먹이였다.이후 연구팀은 훈련된 개를 대상으로 이 실험을 뇌에서 일어나는 변화를 관찰할 수 있는 FMRI(기능 자기공명단층)에서 실시했다. 그 결과 견주가 '멍키' 혹은 '피기'라고 말하면 사람과 마찬가지로 피실험견들도 뇌 속 청각과 관련된 부위가 활성화되는 것으로 나타났다. 곧 개들은 주인의 명령에 귀를 쫑긋세우는 셈이다. 흥미로운 점은 두 인형을 앞에놓고 견주가 엉뚱한 말을 할 때였다. 예를들어 견주가 의미가 없는 아무말이나 횡설수설하는 경우로 이는 사람과 결과가 정반대였다. 사람의 경우 횡설수설하는 의미없는 단어보다 아는 단어에 관련 뇌 부위가 활성되는 반면 개의 경우 그 반대였기 때문. 논문의 선임저자인 그레고리 번스 연구원은 "개는 주인을 기쁘게 해 칭찬을 받고 먹이를 얻고 싶어한다"면서 "이같은 이유로 새로운 단어에 대해 더 큰 신경 활성화가 이루어진다"고 설명했다. 이어 "사람들이 개에게 기술을 가르치고 싶을 때 구두 명령을 사용하는 것을 좋아하지만 사실 개의 관점에서 보면 시각적인 명령이 더 효과적일 수 있다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

美-中 연구팀 “학생-교사간 교감이 학습동기 유발과 학습성취도에 영향” “캡틴, 오 마이 캡틴”이라는 대사로 유명한 1989년 영화 ‘죽은 시인의 사회’에는 로빈 윌리암스가 괴짜 국어선생님 키팅으로 등장한다. 키팅 선생님은 어른들의 눈으로 볼 때는 괴짜 같지만 학생들에게는 시의 아름다움과 자유로운 사고를 일깨우는 수업으로 진정한 ‘캡틴’으로 자리잡게 된다. 많은 학생들은 키팅 같은 좋은 선생님을 찾아 가르침을 받으려 하고, 교사들은 ‘키팅’ 선생님이 되기 위해 노력한다. 그렇다면 좋은 선생님의 기준은 뭘까. 여러 가지를 들 수 있겠지만 자신에게 도움을 줄 것으로 보이는 좋은 선생님은 학생들이 감각적으로 구분해낼 수 있다는 재미있는 연구결과가 나왔다. 미국 듀크대 신경생물학과, 일본 도호쿠대 생명과학부, 중국 베이징대 생명과학부, 베이징대-IDG맥거번 뇌연구소, 베이징-칭화 생명과학센터 공동연구팀은 어린 금화조(Zebra finch)가 노래를 제대로 가르치는 성인 새를 감각적으로 찾아낸다는 사실을 발견했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 17일자에 실렸다. 금화조는 노래하는 새인 명금(鳴禽)의 일종으로 사회성이 발달해 있고 수컷이 암컷에게 구애하기 위해 노래를 부르는 것으로 알려져 있어 학습이나 기억 관련 실험을 할 때 자주 사용되는 동물이다. 특히 수컷의 노래는 종족 보존을 위해 필수적인 것으로 알려져 있다. 사람을 비롯해 많은 동물들은 생존과 관련되거나 집단의 문화를 배울 때 어른의 행동을 모방하는 방식을 따른다. 동물들에게 있어서 모방이 가장 좋은 학습 방법이라는 것은 알고 있지만 정확히 어떤 메커니즘으로 작동하는지는 알려지지 않았다. 연구팀은 정확한 음색과 음정으로 노래하는 수컷 어른 금화조의 노래를 녹음해 스피커로 들려주거나 금화조의 노래와 비슷한 다른 종류의 새의 소리를 들려주는 실험을 했다. 그 결과 실제 성인 금화조의 노래가 아니면 새끼 금화조들은 노래를 따라하지 않는 것을 확인했다.연구팀은 어린 새들이 노래를 배우는 과정에서 뇌의 어떤 부위가 활성화되는지에 특히 주목했다. 그 결과 사람의 언어중추라고 부르는 브로카영역과 비슷한 대뇌피질 부분과 수도관주변 회백질(PAG·Periaqueductal gray) 부위가 활성화되는 것을 확인했다. 수도관주변 회백질은 도파민을 방출하는 신경세포군이 포함돼 있는 곳으로 다른 개체와 정서적 교감이 이뤄질 때 활성화되는 것으로 알려져 있다. 실제로 이전에 성인 금화조를 한 번도 만난 적이 없는 어린 금화조들은 노래하는 성인 수컷 금화조의 노래를 들을 때 언어중추는 물론 PAG 부위가 활발히 움직였는데 노래를 부르지 못하는 수컷이나 암컷 금화조를 만났을 경우는 PAG 부위가 활성화되지 않는 것으로 나타났다. 특히 성인 수컷 금화조가 노래를 부르지 않고 있어도 새끼 금화조의 뇌에서는 PAG 부위가 활성화되는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이 같은 현상은 뇌신경세포가 소리가 아닌 다른 사회적 신호에 반응하는 것을 의미한다고 해석했다. 실제로 수컷 성인 금화조가 노래를 부를 때 새끼 금화조의 PAG 회로를 차단하면 학습에 참여하지 않고 딴청을 피는 것이 관찰됐다. 반대로 PAG를 활성화시키면서 수컷 성인 금화조의 노래를 녹음해 틀어주면 진짜 새가 없어도 학습에 적극적으로 참여하고 따라하는 현상이 나타났다. 연구팀 관계자는 “도파민은 돈이나 사탕 같은 외부 보상에 의해 강화되고 발현되기도 하지만 제대로 된 교사를 만날 경우에도 보상중추가 활발히 작동해 학습에 대한 동기가 발현될 수 있다”며 “사람의 경우에도 학습에 참여하는 학생들과 교사들의 정서적 교감이 학습동기는 물론 학습능률도 높일 것”이라고 설명했다. 리차드 무니 미국 듀크대 교수는 “금화조는 유전자로 전달받는 특성들 이외에 한 세대에서 다음세대로 학습을 통해 전달받는 것은 노래하는 것으로 마치 사람이 말을 배우는 것과 똑같은 행동”이라며 “이번 연구결과는 올바른 교사를 만나는 것이 좋은 학습 결과를 가져올 수 있다는 사실을 그대로 보여준 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

매번 작심삼일로 끝나는 다이어트에 자신의 ‘의지박약’을 탓했던 사람들이라면 주목할 만한 연구결과가 나왔다. 메디컬익스프레스 등 해외 언론의 18일 보도에 따르면 캐나다 맥길대학 연구진은 최근 연구를 통해 일부 사람들은 욕망, 특히 식욕을 억제하는데 도움을 주는 뇌 부위가 매우 활성화 돼 있다는 사실을 확인했다. 연구진은 성인 남녀 24명을 대상으로 3개월 간 하루 1200칼로리만 섭취하라고 제한하고, 동시에 실험참가자들에게 고칼로리의 음식 사진과 평범한 풍경사진을 보여주면서 이들의 뇌를 기능적 자기 공명 영상 (fMRI)로 촬영했다. 그 결과 스스로 식욕을 억제하는 뇌 부위가 활성화되는 것을 확인했다. 이는 다이어트를 할 때 스스로에게 엄격하게 식단을 제한하는 등의 행동 및 의지와 연관이 있다는 사실을 의미한다. 연구진은 실험참가자를 대상으로 측면 전두엽 피질(lateral prefrontal cortex) 및 북부 내측전전두피질(ventral medial prefrontal cortex)을 정밀 분석했다. 측면 전두엽 피질은 자기 제어와, 북부 내측전전두피질은 어떤 행동과 결정에 대한 동기부여 관련된 부위다. 그 결과 실험참가자들에게 고칼로리의 음식 사진을 보여줬을 때 일부 참가자들의 측면 전두엽 피질과 북부 내측전전두피질이 매우 활성화되는 것을 확인했다. 1개월 뒤 같은 실험을 했을 때 실험참가자들의 해당 뇌 부위 활성화 정도가 모두 낮아지긴 했지만, 다이어트에 가장 성공한 실험참가자는 그 감소폭이 더 적었다. 이는 해당 뇌 부위의 활성화 효과가 다이어트에 실패한 사람들에 비해 더 오래 지속된 다는 사실을 의미한다. 연구를 이끈 알랭 도허 맥길대학 심리학 교수는 “이번 연구를 통해 사람이 다이어트를 할 때에는 자기조절과 자기제어를 관장하는 뇌 영역에 상당부분 의존한다는 사실을 알게 됐다”면서 “이번 연구는 자기 제어 능력을 높이는 비만 치료제 개발에 도움이 될 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘셀’(Cell)의 자매지인 ‘셀 메타볼리즘’(Cell Metabolism) 18일자에 소개됐다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

1980년대 중후반에 중·고등학교를 다닌, 특히 남학생들에게 이 형님은 우상 같은 존재였다. 입에 문 성냥개비마저 멋있었던, 하여 (입어 봐야 폼도 안 나는) 바바리를 동대문 평화시장에서 2만원에 사 입게 했던 그 형님. ‘영웅본색’으로 한 시대를 풍미한 홍콩 배우 주윤발 이야기다. 형님이 또 한 번 화제다. 우리 돈으로 8100억원에 달하는 전 재산을 다양한 사회단체에 기부하겠다는 소식 때문이다. 보통은 지하철을 이용한다는, 17년 전 휴대전화를 아직도 쓴다는, 한 달 용돈이 11만원 정도 된다는 일상도 널리 알려졌다.덩달아 좋아진 기분이 사라지기 전에 지난해 이맘때 출간된 ‘기부 수업’을 펼친다. 절망의 골짜기에 빠져 있는 사람들에게, 그래도 세상이 살 만한 곳이라고 느낄 수 있도록 도움을 주는 사람들의 삶을 조명한 책이다. 마약중독자와 노숙자들의 재기를 돕기 위해 빵 공장을 설립한 사람, 전염병 전문가에서 폭력 예방 활동가로 변신한 사람도 등장한다. 상처를 이겨내고 자신의 삶을 나누는 사람들도 여럿이다. 어려서 학습부진아였던 한 방송 진행자는 1700여명의 멘토들로 구성된 자원봉사단을 운영하는데, 이들은 오로지 저소득층 자녀들에게 마음을 쏟는다. ‘기부 수업’의 미덕은 선행을 베푸는 사람들의 삶을 칭송하는 데 있지 않다. 일상에서 작은 일로도 선의를 드러낼 수 있는 다양한 방법을 알려주는 것이 이 책의 가장 큰 미덕이다. 아홉 살 소녀 레이철 백위드는 불의의 교통사고로 세상을 떠나기 직전까지 식수 부족으로 고통받는 지구 반대편 사람들을 위해 자신의 머리카락을 잘라 기부했다. 마음이 있으면 우리가 가진 것이 하나둘이 아니라는 사실을 레이철이 잘 보여 준다. ‘기부 수업’은 흥미로운 사실 하나를 더 알려준다. 인간의 뇌를 관찰한 한 연구에 따르면, 자선단체에 후원을 하거나 봉사활동에 더 많은 시간을 할애하는 사람들이 더 행복하고 건강하다. 행복이 이타심을 불러오는 게 아니라 이타심이 행복을 불러온다. 미국의 칼럼니스트이자 부부인 저자 니컬러스 D 크리스토프와 셰릴 우든은 막연한 기부보다는 “똑똑한 기부, 올바른 기부, 효과적인 기부”를 강조한다. 소외계층을 후원하기보다 조직 운영에 더 많은 돈을 쓰는 자선단체들이 많은 요즘 “실질적인 도움이 필요한 사람들에 대한 후원”을 어떻게 할 수 있는지 실질적인 조언을 들려준다.똑똑하고 올바르고 효과적인 기부를 위한 지침을 알려주는 책으로는 ‘냉정한 이타주의자’가 있다. 우리는 공정무역 커피 하면, 맛의 좋고 나쁨과 상관없이 때때로 믿고 소비한다. 하지만 공정무역 커피를 구매한다고 가난한 나라의 빈곤층에게 모든 수익이 돌아가지는 않는다. 우선 공정무역 인증 자체가 까다로워 가난한 나라 농부들은 기준을 맞추기 어렵다. 그래서 공정무역 커피는 에티오피아 같은 최빈국이 아닌 상대적으로 부유한 멕시코, 코스타리카 등에서 재배된다. 옥스퍼드대 철학과 교수인 저자 윌리엄 맥어스킬은 오히려 초빈국의 비(非)공정무역 상품을 사는 게 빈곤퇴치에 더 효율적일 수 있다고 말한다. 기부하되, 세상을 이롭게 하는 방법이 뭔지 함께 고민해야 한다는 것이 저자의 주장이다. 주윤발 형님의 기부 소식을 들으며, 두 권의 책을 훑어 보며 부끄러움이 한가득이다. 마음의 여유를 잃고 사는 요즘, 우리의 마음과 생각을 어디에 두어야 하는지, 그래도 어릴 적 우상 주윤발이 알려줘 고마울 따름이다. 장동석 출판평론가·뉴필로소퍼 편집장

개를 키워본 견주라면 애완견이 '앉아' '일어나'와 같은 자신의 말을 알아듣는다는 것을 경험적으로 안다. 그러나 실제로 개가 이같은 주인의 말을 알아듣고 행동하는지를 과학적으로 증명하기는 쉽지않다. 최근 미국 에모리대학 연구팀이 개도 사람처럼 언어 명령을 배우고 이를 처리할 능력이 있다는 것을 입증한 연구결과를 발표했다. 주인의 말을 통한 명령 처리 과정을 분석한 이번 연구는 견주의 경험담이 아닌 개 자체로부터 얻어졌다. 연구팀의 실험방법은 이렇다. 먼저 연구원들은 서로 다른 품종의 개 12마리를 견주를 통해 훈련시켰다. 그 내용은 부드러운 재질의 원숭이 인형과 고무 재질의 돼지 인형을 주고 각각의 이름인 '멍키'(monkey)와 '피기'(piggy)로 불러 개가 이를 구별하게 하는 것. 물론 이에대한 보상은 견주의 칭찬과 먹이였다. 이후 연구팀은 훈련된 개를 대상으로 이 실험을 뇌에서 일어나는 변화를 관찰할 수 있는 FMRI(기능 자기공명단층)에서 실시했다. 그 결과 견주가 '멍키' 혹은 '피기'라고 말하면 사람과 마찬가지로 피실험견들도 뇌 속 청각과 관련된 부위가 활성화되는 것으로 나타났다. 곧 개들은 주인의 명령에 귀를 쫑긋세우는 셈이다. 흥미로운 점은 두 인형을 앞에놓고 견주가 엉뚱한 말을 할 때였다. 예를들어 견주가 의미가 없는 아무말이나 횡설수설하는 경우로 이는 사람과 결과가 정반대였다. 사람의 경우 횡설수설하는 의미없는 단어보다 아는 단어에 관련 뇌 부위가 활성되는 반면 개의 경우 그 반대였기 때문. 논문의 선임저자인 그레고리 번스 연구원은 "개는 주인을 기쁘게 해 칭찬을 받고 먹이를 얻고 싶어한다"면서 "이같은 이유로 새로운 단어에 대해 더 큰 신경 활성화가 이루어진다"고 설명했다. 이어 "사람들이 개에게 기술을 가르치고 싶을 때 구두 명령을 사용하는 것을 좋아하지만 사실 개의 관점에서 보면 시각적인 명령이 더 효과적일 수 있다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

허브의 일종인 로즈메리의 추출물이 함유된 물을 마시면 기억력이 높아진다는 연구 결과가 나왔다. 영국 노섬브리아대 연구진은 건강한 성인 참가자 80명을 두 그룹으로 나눠 각각 로즈메리 물이나 일반 생수를 250㎖씩 마시게 하고 그 효능을 조사했다. 연구진은 이 연구에서 영국 슈퍼마켓 체인 웨이트로즈나 웹사이트에서 750㎖짜리 큰 병 1개에 3.45파운드(약 5100원)에 판매하는 ‘넘버원 로즈메리 워터’를 사용했다. 이는 제조업체의 지원을 받았기 때문. 이 물에는 로즈메리의 추출물과 천연 향(아로마)이 함유돼 있다. 참고로 영국의 여러 슈퍼마켓에서는 로즈메리를 70펜스(약 1000원)에 구매할 수 있다. 연구진은 이번 연구에서 참가자들에게 각 음료를 마시게 하고 20분이 지난 뒤부터 일련의 인지기능 검사를 수행하도록 했다. 여기에는 단 몇 초 만에 컴퓨터 화면에 나타난 단어 15개를 보고 기억한 뒤 1분 안에 최대한 많은 단어를 떠올리는 검사도 포함됐다. 또한 연구진은 참가자들의 혈중 산소량을 측정하기 위해 뇌 스캔도 시행했다. 이 자료는 참가자들이 검사를 수행하는 중에 필요한 에너지를 얼마나 효율적으로 소비했는지를 평가하기 위해 사용됐다. 그 결과, 로즈메리 물을 마시면 기억력이 최대 15%까지 높아지는 것으로 나타났다. 또한 로즈메리 물을 마신 참가자들의 혈중 산소량은 줄어든 것으로 확인됐다. 이는 뇌에서 쓰이는 에너지의 수요를 높이는 인지기능 검사 때문으로 추정된다. 이에 대해 연구진은 로즈메리에는 뇌 혈류를 증진하는 것으로 추정되는 정유가 들어있기 때문이라면서 여러 식물의 정유에서 발견되는 화합물인 유칼립톨(Eucalyptol)이 기억력을 높인 것으로 추정된다고 설명했다. 흔히 에센셜 오일로 불리는 정유는 식물이 함유한 향기 강한 휘발성 기름이다. 유칼립톨은 뇌의 혈류를 높이는 질소산화물의 수치를 높일 수 있는 것으로 알려졌다. 연구를 이끈 마크 모스 박사는 “로즈메리 워터 몇 모금이 뇌를 빠르게 충전해주는 역할을 한 것 같다”면서 “이번 결과는 로즈메리 워터 섭취 덕분에 통계적으로 믿을 수 있는 기억 기능이 향상했음을 보여준다”고 말했다. 로즈메리는 기존 여러 연구에서도 그 향을 맡으면 단어를 더 잘 기억할 수 있는 것으로 나타났다. 하지만 로즈메리 향은 로즈메리 외에도 세이지와 레몬밤의 향을 혼합한 경우만큼 효과적이진 않았다고 연구진은 설명했다. 실제로 영국의 극작가 셰익스피어 역시 햄릿에서 로즈메리가 주인공의 기억력을 도왔다고 서술했다. 하지만 로즈메리의 혜택을 아는 사람은 셰익스피어만이 아니었다. 고대 그리스의 학생들은 기억력을 높이기 위해 시험을 볼 때 로즈메리로 만든 화환을 착용했던 것으로 알려졌다. 또한 17세기 영국 약초학자 니콜라스 켈페퍼가 1826년 발간한 저서 ‘약초 도감’에는 로즈메리가 기억 손실은 물론 감기와 두통, 심지어 코마에도 효과가 있다고 쓰였다. 한편 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘정신약리학 저널(Journal of Psychopharmacology)’ 최신호에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr