애견가라면 한 번 쯤 겪어볼 수 있는 경험이 과학적 연구를 통해 검증됐다. 최근 헝가리 ‘MTA-ELTE 동물행동 비교연구그룹’은 개도 인간처럼 '일화적 기억'을 갖고있다는 연구결과를 발표했다. 다소 낯선 용어인 일화적 기억(episodic memory)은 개인이 경험한 사건을 공간적, 시간적 맥락에서 기억하는 것을 말한다. 예를 들어 어제 저녁 누구와 어디서 무엇을 먹었는지와 같은 것 등을 기억하는 것이다. 신경 전문가들은 이같은 일화적 기억이 우리 뇌 속 깊숙이 숨어있는 대뇌 피질(cerebral cortex)과 해마(hippocampus)의 공동 작용에 의한 것으로 보고 있다. 애견가라면 자신이 키우는 개 역시 이같은 일화적 기억을 갖고 있다고 느낄 수 있지만 이를 과학적으로 증명하는 것은 쉽지 않다. 연구팀은 17마리의 개를 상대로 흥미로운 실험을 실시했다. 사람이 평소 하지 않는 의미없는 행동을 개에게 보여주고 일정시간이 지난 뒤 같은 행동을 하도록 유도한 것. 예를들어 바닥에 펼쳐진 우산에 손을 대는 행동을 개에게 보여준 후 1분과 1시간 후 "해봐!"(Do it)라고 명령했을 때 개가 어떤 반응을 보이는지다. 그 결과 놀랍게도 많은 수의 개가 사람의 의미없는 행동을 그대로 따라했다. 이는 반복적인 훈련과 보상을 통해 개를 가르치는 것과는 다른 것으로 개의 일화적 기억을 의미한다는 것이 연구팀의 설명. 연구를 이끈 클라우디아 푸가자 박사는 "개는 주인이 일부러 가르치지 않더라도 특정 행동을 기억해 그대로 따라할 수 있다"면서 "주인이 점프하는 모습을 보여준 후 '해봐'라고 하면 먹이와 칭찬등 보상이 없더라도 이를 따라 할 수 있다"고 밝혔다. 이어 "시간이 지나면 개의 일화적 기억 역시 사라져 간다"고 덧붙였다. 　　 박종익 기자 pji@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

박근혜 정부의 ‘비선 실세’ 최순실(60·구속기소)씨의 단골 성형외과인 김영재의원에서 실시한 리프팅 실 개발에 서울대병원과 세브란스병원 의료진이 참여한 것으로 알려졌다. 중소 의료기기업체의 임상시험에 국내 정상급 대학병원이 참여한 것은 상당히 이례적이라는 평가가 나오고 있다. 25일 의료계에 따르면 박근혜 대통령의 피부과 자문의를 지낸 세브란스병원 정 모 교수가 지난 2014~2015년 김영재의원이 운영하는 의료기기업체인 와이제이콥스메디칼의 리프팅 실 임상시험을 맡은 것으로 나타났다. 정 교수는 초대 주치의인 이병석 세브란스병원장이 구성한 피부과 자문의로 2013년 초부터 2014년 중순까지 활동했다. 이에 대해 세브란스병원과 김영재의원은 임상시험 과정에 대통령 주치의, 자문의가 영향력을 행사한 것은 아니라고 해명했다. 김영재의원 측은 “김영재 원장이 과거 세브란스병원에서 뇌 수술을 받았고, 김영재 원장의 장인어른도 중풍으로 세브란스병원에 입원한 적이 있다”며 “진료를 받으며 알게 된 세브란스병원의 다른 의사로부터 정 교수를 소개를 받아 임상시험을 진행했다”고 설명했다. 세브란스병원 역시 “김 원장을 10여 년간 진료한 주치의 소개로 진행된 임상시험으로 외부 압력은 없었다”는 입장을 밝혔다. 서울대병원은 산부인과 일부 의료진이 와이제이콥스메디칼의 ‘수술 부위 봉합에 사용하는 실’(봉합사) 관련한 연구·개발을 목적으로 정부 지원금 15억원을 받는데 공동연구자로 이름을 올렸다는 의혹을 받고 있다. 일각에서는 서창석 서울대병원장이 성형외과 전문의가 아닌 김영재 원장을 올해 7월 서울대병원 강남센터 외래 교수로 위촉한 사실을 근거로 이번 사태와 관련 있는 것 아니냐는 관측을 내놓고 있다. 서울대병원 관계자는 연합뉴스를 통해 “서창석 원장이 아직 일본 출장에서 돌아오지 않았고 현재로써는 병원 입장에서 답변할 내용이 전혀 없다”고 전했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

애견가라면 한 번 쯤 겪어볼 수 있는 경험이 과학적 연구를 통해 검증됐다. 최근 헝가리 ‘MTA-ELTE 동물행동 비교연구그룹’은 개도 인간처럼 '일화적 기억'을 갖고있다는 연구결과를 발표했다. 다소 낯선 용어인 일화적 기억(episodic memory)은 개인이 경험한 사건을 공간적, 시간적 맥락에서 기억하는 것을 말한다. 예를 들어 어제 저녁 누구와 어디서 무엇을 먹었는지와 같은 것 등을 기억하는 것이다. 신경 전문가들은 이같은 일화적 기억이 우리 뇌 속 깊숙이 숨어있는 대뇌 피질(cerebral cortex)과 해마(hippocampus)의 공동 작용에 의한 것으로 보고 있다. 애견가라면 자신이 키우는 개 역시 이같은 일화적 기억을 갖고 있다고 느낄 수 있지만 이를 과학적으로 증명하는 것은 쉽지 않다. 연구팀은 17마리의 개를 상대로 흥미로운 실험을 실시했다. 사람이 평소 하지 않는 의미없는 행동을 개에게 보여주고 일정시간이 지난 뒤 같은 행동을 하도록 유도한 것. 예를들어 바닥에 펼쳐진 우산에 손을 대는 행동을 개에게 보여준 후 1분과 1시간 후 "해봐!"(Do it)라고 명령했을 때 개가 어떤 반응을 보이는지다. 그 결과 놀랍게도 많은 수의 개가 사람의 의미없는 행동을 그대로 따라했다. 이는 반복적인 훈련과 보상을 통해 개를 가르치는 것과는 다른 것으로 개의 일화적 기억을 의미한다는 것이 연구팀의 설명. 연구를 이끈 클라우디아 푸가자 박사는 "개는 주인이 일부러 가르치지 않더라도 특정 행동을 기억해 그대로 따라할 수 있다"면서 "주인이 점프하는 모습을 보여준 후 '해봐'라고 하면 먹이와 칭찬등 보상이 없더라도 이를 따라 할 수 있다"고 밝혔다. 이어 "시간이 지나면 개의 일화적 기억 역시 사라져 간다"고 덧붙였다. 　　 박종익 기자 pji@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.

등은 몸통의 중심을 잡아주는 기둥이다. 똑바로 설 수 있게 하거나 내부 장기를 보호하는 목적이 커 상대적으로 움직임이 적기 때문에 목이나 허리보다 디스크가 생길 위험은 적지만 한번 통증이 생기면 교정이 어렵다. 등에 통증이 생기는 원인은 크게 두 가지다. 등 자체의 문제로 통증이 생기거나 다른 부위에 생긴 병이 등의 통증으로 나타난다. 잘못된 자세로 근육이 굳거나 사고로 다쳤을 때 주로 등 통증이 생긴다. 혹은 골다공증으로 등뼈가 주저앉으면서 휘거나 척추 종양과 감염이 있을 때 등 통증이 생길 수 있다. 등 자체에 문제가 없더라도 내부 장기가 아플 때 등이 불편할 수 있다. 실제로 협심증이나 심근경색이 있는 환자는 왼쪽 어깨나 등 위쪽에 통증을 느낀다. 만성 위염이 있거나 갑자기 체하면 좌측 날개 뼈와 척추 사이의 근육이 딱딱하게 굳어 누르면 아프다. 조기 진단이 어려운 췌장암에 걸려도 등 쪽에 통증이 생긴다. 이렇게 등과 상관없는 부위에 이상이 생겼는데도 등에 통증을 느끼는 이유는 감각 신경이 뇌로 전달되는 과정에서 착오가 발생해서다. 우리 몸의 여러 감각 신경은 등에 있는 척추에 모여 뇌로 함께 신호를 보낸다. 이때 뇌가 내부 장기의 이상 신호를 피부의 이상 감각으로 잘못 느낄 수 있다. 이를 ‘연관통’이라고 한다. 등이 아파 치료했는데도 통증이 지속된다면 반드시 내부 장기에 이상이 생겼을 가능성을 고려해 봐야 한다. 한의학에서는 오래전부터 ‘배수혈’을 통해 등 질병을 진단하고 치료해 왔다. 배수혈은 폐, 심장, 위, 담, 신장, 대소장, 방광 등 오장육부에 해당하는 경혈로서 등뼈 좌우에 있다. 배수혈의 통증이나 피부 반응을 통해 내부 장기의 이상을 살피고, 해당 경혈에 침 치료를 하거나 뜸을 떠서 오장육부의 병을 다스린다. 서양에서도 비슷한 방법으로 등을 통해 질병을 확인한다. 영국의 신경생리학자인 헨리 헤드(1861~1940)는 내부 장기에 문제가 생기면 등이나 복부의 특정 구역인 헤드존(Head’s zone)에 통증이나 이상 감각이 나타난다고 주장했다. 특정 약물을 복용했을 때 피부나 점막에 발진이 생기는 ‘고정약진’이 등이나 엉덩이의 같은 부위에 반복적으로 생겼을 때 실제로 그 부위에 해당하는 내부장기에 이상이 있었다는 국내외 사례도 종종 보고되고 있다. 최근 독일 연구자들은 국제학술지에 배수혈과 헤드존의 위치가 상당히 유사하다는 연구 결과를 발표했으며, 등을 통해 내부 장기 질병을 치료할 수 있다고 주장했다. 등에 통증이 생기면 우선 잘못된 자세를 교정하고 스트레칭으로 긴장된 근육을 풀어야 한다. 그래도 통증이 사라지지 않으면 정확한 진단을 받고 등 자체의 문제인지, 등 이외의 문제인지 감별해 적절한 치료를 받아야 한다. 등의 통증은 큰 병이 있다는 신호일 수 있기 때문에 치료 시기를 놓치지 말아야 한다. ■도움말 이승훈 경희대학교 한방병원 척추관절센터 침구과 한의학박사

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

젊은 피에 ‘회춘의 묘약’이 숨겨져 있다는 것이 실험으로 다시 한 번 입증됐다. 영국 과학전문 매체 뉴사이언티스트는 15일(이하 현지시간) 젊은 사람의 혈액 속 ‘혈장’이 나이 든 쥐의 기억력과 인지능력, 그리고 신체활동 능력을 개선하는 것이 실험으로 확인됐다고 보도했다. 이 실험 연구를 주도한 미국의 연구회사 ‘알카헤스트’의 연구원 미나미 사쿠라 박사는 지난 14일 미국 샌디에이고에서 열린 ‘신경과학학회 연례회의’에서 위와 같은 성과가 담긴 보고서를 발표하고 “이 같은 방법은 우리 인간에게도 적용할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 기존 연구에서는 어린 쥐와 나이 든 쥐를 ‘개체 결합’해 혈액을 순환시킴으로써 나이 든 쥐의 골절이나 근육 손상이 빠르게 회복하는 것을 확인했다. 미나미 박사 연구팀은 이 같은 연구에서 나타난 혈액의 회춘 효과에 주목, 혈액 속 혈장에 이런 혜택이 있으리라는 가설을 세웠다. 그리고 나이 18세인 젊은 사람들의 혈액에서 혈장을 추출해 생후 12개월 된 쥐에 주입하는 실험을 진행했다. 이 나잇대의 쥐는 사람으로 치면 노화 징후가 나타나기 시작하는 50세에 해당한다. 연구팀은 일주일에 두 번, 혈장 주사를 3주간 시행했다. 그리고 주사를 맞은 생후 12개월 된 나이 든 쥐와 그렇지 않은 생후 3개월 된 어린 쥐를 비교했다. 그 결과, 주사를 맞은 나이 든 쥐는 젊은 쥐처럼 넓은 공간을 돌아다닐 수 있는 미로 통과 검사에서 주사를 맞지 않은 어린 쥐보다 뛰어난 기억력을 발휘해 더 뛰어난 성과를 보였다. 이는 사람의 혈장에 젊어지는 효과가 있다는 것을 보여준 것이다. 또 연구팀은 혈장 주사를 맞은 쥐와 그렇지 않은 쥐의 뇌를 정밀 검사했다. 그 결과, 주사를 맞은 쥐 뇌의 해마에서 새로운 뇌 세포 조직이 다량 발생하는 것으로 밝혀졌다. 이는 혈장이 기억력과 인지 능력에 중요한 역할을 하는 신경조직 생성을 촉진할 가능성도 시사하고 있는 것. 이에 대해 미나미 박사는 “젊은 사람의 혈장이 쥐의 인지능력을 개선했으며 기억력도 좋게 만들었다”고 말했다. 이 연구에 참여한 미국 보스턴대학의 빅토리아 볼로티나 교수도 “이는 어느 정도 예상했던 일”이라면서 “젊은 사람의 피는 젊음을 유지하는데 중요한 뭔가를 갖고 있는 것이 분명하다”고 말했다. 이미 연구팀은 이런 효과의 몇몇 원인을 파악한 것으로 알려졌지만, 이번 연례회의에서는 그게 무엇인지 자세하게 밝히지는 않았다. 또한 미나미 박사는 언젠가 이번 결과가 노화의 영향을 경험하기 시작한 사람들을 도울 항(抗)노화 치료제의 개발로 이어질 것이라고 기대한다. 그녀는 “사람들이 수혈을 받은 뒤 뭔가 혜택을 경험했다는 일화적인 증거가 있다”고 말했다. 이미 미나미 박사가 속한 회사는 알츠하이머병 환자들을 대상으로 젊은 사람의 피를 주입하는 실험을 진행하고 있는 것으로 알려졌다. 사진=ⓒ cassis / Fotolia(위), ⓒ once13 / Fotolia 윤태희 기자 th20022@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.

인삼이 파킨슨병 등 뇌질환 치료에 효과가 있다는 국내 연구 결과가 나왔다. 파킨슨병은 뇌의 흑질에 분포하는 도파민 분비 신경세포가 점차 소실돼 발생하는 신경계 퇴행성 질환이다. 떨림, 경직, 운동성 저하 등의 증상이 나타난다. 한국연구재단은 부산대 한의학전문대학원 김승태 교수 연구팀이 뇌 신경세포를 보호해 파킨슨병을 치료하는 인삼 안의 메커니즘을 실험적으로 증명했다고 14일 밝혔다. 아직까지 파킨슨병 치료법은 개발되지 않은 상태다. 증상을 완화하기 위해 리보도파 등 약물이 사용되고 있지만 여러 부작용이 보고되고 있다. 이런 상황에서 연구팀은 한약재인 인삼을 쪄서 말린 홍삼을 파킨슨병 모델에 투여하면 흑질 속 도파민 신경세포의 파괴가 억제된다는 사실을 밝혀냈다. 인삼이 파킨슨병에 효과가 있다는 연구는 일부 있었지만, 인삼을 투여했을 때 뇌의 변화를 실험적으로 분석한 연구는 이번이 처음이다. 연구팀이 도파민을 생산하는 뇌세포를 죽이는 독성물질 ‘MPTP’를 주입해 파킨슨병을 유발한 동물을 면역조직 염색법으로 관찰한 결과, MPTP를 투여하면 도파민 신경세포가 파괴되지만 홍삼을 주입하면 파괴가 억제되는 것으로 나타났다. 또 전기장을 걸어 단백질을 분석하는 방법인 ‘이차원 전기영동법’을 이용해 뇌 선조체 내 단백질의 변화를 관찰했더니 홍삼이 파킨슨병으로 인해 발현이 억제됐던 63개 단백질을 회복시키는 것이 확인됐다. 이 단백질들은 당 대사 및 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환과 관련돼 있어, 인삼(홍삼)이 파킨슨병뿐만 아니라 퇴행성 뇌질환 치료에 광범위하게 활용될 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구 성과는 미래창조과학부·한국연구재단의 기초연구사업(선도연구센터)의 지원을 받았다. 연구 결과는 국제학술지 ‘플로스원’(PLOS One) 지난달 27일자에 실렸다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

국내 연구팀이 전자파의 일종인 ‘테라헤르츠파’를 활용해 뇌종양 진단 정확도를 높이는 방법을 개발했다. 서진석·지영빈·오승재 연세대 의대 영상의학과 교수와 장종희·강석구 신경외과 교수, 주철민 연세대 기계공학과 교수 등 합동연구팀은 뇌종양인 ‘뇌교종’ 수술에서 테라헤르츠 영상을 활용해 병변 진단 정확도를 높이는 방법을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 과학전문지 네이처 출판그룹에서 발간하는 ‘사이언티픽 리포트’ 최신호에 게재됐다. 뇌교종은 뇌에 영양을 공급하는 ‘신경교세포’에서 발생하는 암으로 마비, 언어장애, 의식저하, 경련 등의 증상을 유발한다. 또 뇌압이 상승해 두통이나 구토, 의식장애가 올 수 있다. 악성 뇌교종은 평균 생존기간이 12~15개월에 불과할 정도로 예후가 좋지 않다. 수술을 통해 정상 뇌조직의 손상을 최소화하면서 암세포를 완전히 제거하는 것이 최선이지만 정상 뇌조직과의 경계가 불분명하고 육안으로 구분이 힘들어 완전히 제거하는 것이 쉽지 않다. 최근 뇌교종 치료에서 뇌항법장치 시스템과 자기공명영상촬영(MRI), 특수조영제 형광영상 등을 이용해 수술 성공률을 높이고 있다. 하지만 이마저도 일부 뇌교종은 정확한 병변을 진단하기 어려운 단점이 있었다. 연구팀은 빛의 직진성과 전자파의 투과성을 동시에 가진 전자파 테라헤르츠파에 주목했다. 엑스레이에 비해 에너지가 낮아 인체에 해가 없으며 생체 구성성분에 민감하게 반응하기 때문에 조직 진단이나 분자연구, 농작물 재배 등에 적용하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 의학분야에서는 유방암이나 피부암 진단에 활용하기 위한 연구가 진행 중이다. 14명의 환자에서 채취한 뇌교종 검체를 테라헤르츠 의료영상으로 구분할 수 있는지에 대한 실험에서는 모든 검체에서 뇌교종이 검출됐다. 뇌교종 세포를 주입한 4마리의 살아있는 실험쥐를 대상으로 한 실험에서도 뇌교종이 진단됐다. 서 교수는 “수술 중 조영제 없이 실시간으로 뇌교종을 모두 확인할 수 있어 정상 뇌신경세포를 최대한 보호하고 뇌교종만 적출 할 수 있게 됐다”며 “동물실험과 인체 검체 실험, 생체 내 실험을 모두 거쳐 테라헤르츠 의료영상의 유효성을 검증했다”고 말했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

일반적으로 간교하고 두려운 존재로 묘사되는 뱀에 대한 흥미로운 연구결과가 나왔다. 최근 일본 나고야 대학 연구팀은 인간은 다른 어떤 동물보다도 뱀을 가장 빨리 인지한다는 논문을 미 국립과학도서관 학술지 플로스원(Plos One) 최신호에 발표했다. 이번 연구는 인간이 뱀에 대해 갖고 있는 '원초적 본능'을 과학적으로 설명했다는 점에서 의미가 있다. 곧 인간이 뱀에 대해 갖는 두려움은 인류 진화의 과정 속에서 만들어진, ‘조상’으로부터 내려온 선천적인 본능이라는 가설. 연구팀은 이를 증명하기 위해 각 동물의 이미지를 흐릿함에서 명확함으로 차츰 올리는 20단계의 이미지 프로그램을 개발했다. 즉 한 단계씩 올라갈수록 동물의 이미지가 점점 더 명확해져 쉽게 알아볼 수 있는 것. 그 결과 고양이와 같은 인간에게 무해한 동물의 경우 9~10단계 수준에서 피실험자가 이를 인지했으나, 뱀의 경우 6~8단계 만에 이를 알아봤다. 그렇다면 왜 인간은 다른 어떤 동물보다도 빠르게 뱀을 알아볼 수 있는 것일까? 연구팀은 이를 '뱀 탐지 이론'(Snake Detection Theory)으로 해석했다. 이는 미국 캘리포니아대학 데이비스캠퍼스 린네 이스벨 박사가 발표한 이론으로 뱀이 영장류의 진화에 큰 영향을 미쳤다는 것이 골자다. 인류의 조상에게 있어 뱀은 가장 큰 위협이었고 살아남기 위해 빨리 알아보고 반응하도록 뇌가 진화했다는 주장이 핵심이다. 연구를 이끈 누부유키 카와이 교수는 "뱀이 주위 환경에 위장하거나 풀 속에 숨어있어도 인간은 이를 빨리 인지할 수 있다"면서 "이는 인간과 영장류의 시각 시스템이 위험한 동물을 빨리 알아 볼 수 있게 진화했기 때문"이라고 풀이했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

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

상당수의 직장인들은 하루 종일 업무에 시달리다 퇴근할 때면 시원한 맥주 한 잔이나 씁쓸한 소주 한 잔으로 스트레스를 풀고 싶어한다. 왜 스트레스를 받으면 굳이 술을 떠올리는 것일까? 미국 펜실베이니아대학교 연구진이 실험용 쥐를 두 그룹으로 나눈 뒤, A그룹은 1시간 가량 극심한 스트레스에 노출시키고 B그룹은 평온한 상태를 유지하게 했다. 스트레스가 주입되고 15시간이 흐른 뒤 두 그룹 모두에게 에탄올이 섞인 설탕물을 두고 섭취량을 살핀 결과, 스트레스에 노출된 쥐는 그렇지 않은 쥐에 비해 자발적으로 알코올을 찾고 탐닉하는 현상이 짙은 것을 확인했다. 연구진은 이러한 현상이 ‘스트레스로 인한 뇌의 착각’ 때문에 발생하는 것으로 분석했다. 스트레스 지수가 높아지면, 뇌는 스트레스에서 벗어나기 위해 화학적 신호를 내보내고 우리 몸을 다시 안정시키고 보호하려는 움직임을 보인다. 스트레스로부터 회복시키기 위해 행복감과 쾌락을 느끼게 해주는 신경전달물질인 ‘도파민’의 생성을 촉진하려는 반응을 보인다는 것. 이때 뇌는 알코올이나 카페인 등 중독성이 강한 물질들이 우리 몸을 더욱 빨리 원상태로 회복시킨다고 ‘잘못’ 인식하고, 이러한 물질들을 자발적으로 더 찾는 현상을 보인다. 이 때문에 스트레스를 받는 동안에는 알코올 섭취가 증가하며, 이것은 알코올 중독 등의 악영향으로 이어질 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 연구진은 “스트레스를 받을 때 생성되는 호르몬이 뇌의 신경세포에 닿지 않도록 차단시킨다면 우리는 스트레스 때문에 술을 더 많이 마시게 되는 행동을 방지할 수 있을 것”이라면서 “이러한 방법을 찾는 것은 외상후스트레스장애(PTSD) 등으로 인한 알코올 중독을 치료하는데도 도움이 될 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제 학술지 ‘신경 저널’(Journal Neuron) 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@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

이민자에 강경·과학엔 무관심 뇌연구 등 기초연구 지원 줄 듯 “전 세계 과학연구에 재앙 될 것” “트럼프는 역사상 첫 반과학적 대통령(the first anti-science president)이 될 것이며, 그에 따른 결과는 놀라울 정도로 매우 심각할 것이다.” 기업인이자 리얼리티쇼 진행자인 도널드 트럼프가 9일 새벽(현지시간) 미국의 제45대 대통령에 당선되면서 지구촌의 많은 과학자가 충격과 불안감에 휩싸였다. 과학자들은 대통령 선거운동이 벌어졌던 18개월 동안 트럼프는 과학계와 어떤 접촉도 갖지 않았고 과학 이슈에 대해서도 무관심했다는 사실에 주목하고 있다. 이 때문에 세계적 과학저널 양대 산맥인 ‘네이처’와 ‘사이언스’도 트럼프의 대통령 당선이 확정되자 이례적으로 신속하게 과학계의 이런 분위기를 전했다. 특히 미국 내 연구자들 사이에서는 “과학과 연구, 교육은 물론 지구의 미래를 고려했을 때도 트럼프 대통령은 최악의 상황”이라는 반응이 팽배해 있는 것으로 알려졌다. 연구자들은 트럼프가 선거 기간 “무슬림이 미국에 들어오지 못하게 하겠다”, “멕시코 국경에 벽을 쌓겠다”는 등 이민자에 대한 강경한 입장을 표시한 데 대해 우려를 표시하고 있다. 현재 미국 과학계를 떠받치고 있는 것은 재능 있는 외국인 과학자들인데 트럼프의 이민정책이 현실화될 경우 이들이 미국 내 연구기관이나 대학에서 연구하는 게 사실상 불가능해질 수 있기 때문이다. 미국 세포생물학회 공공정책 분과의 케빈 윌슨 박사는 “트럼프의 당선이 미국행에 관심 있는 유능한 외국 과학자들에게 찬물을 끼얹는 효과를 가져올 것”이라고 걱정했다. 에머리대에서 환경과학을 연구하는 머리 러드 박사도 네이처와의 인터뷰에서 “본국인 캐나다로 돌아갈 생각”이라며 “과학계에서는 이미 트럼프가 대통령이 될 경우 기초과학에 대한 예산은 물론 범정부적 지원이 줄어들 것이라는 이야기가 있었다”고 전했다. 버락 오바마 정부는 뇌 연구를 위한 ‘브레인 이니셔티브’, 유인 화성탐사, 마이크로바이옴 연구 프로젝트, 친환경 에너지 개발 등 굵직굵직한 연구계획을 발표하는 등 과학연구에 적극적이었다. 반면 트럼프는 선거 기간 내내 놀라울 정도로 과학 분야에 대한 언급이 없었으며, 현재 진행 중인 주요 과학 프로젝트에 대한 폄하만 있었다고 네이처와 사이언스는 지적했다. 트럼프는 지구온난화에 따른 기후변화는 ‘중국의 거짓말’이라며 클린에너지 정책을 폐기하고 석유, 석탄 같은 화석연료의 지속적 사용을 강조하는 한편 파리 기후협약 탈퇴를 주장해 왔다. 이뿐만 아니라 ‘미국항공우주국(NASA)은 지구 저궤도에서 활동하는 군수기지’라는 표현을 쓰면서 현재 유인 화성탐사나 심우주 탐사 같은 기초연구보다는 상업적 우주산업의 역할 확대를 언급하기도 했다. 마이클 오펜하이머 프린스턴대 교수는 “트럼프의 당선은 생물학을 비롯한 기초과학과 기후변화, 우주탐사 분야 지원 등 미국 내 문제가 아니라 전 지구적인 과학연구에 악영향을 미치는 재앙이 될 것”이라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr