평소 채소와 과일을 주로 먹고 꾸준히 운동하면 치매에 걸릴 위험이 낮아진다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 요크대 연구진은 2012년도 ‘캐나다 지역사회 건강조사’(CCHS)에 참여한 30세부터 80세 이상까지의 성인남녀 4만5522명에 관한 횡단 자료를 분석해 위와 같은 결과를 얻었다고 1일(현지시간) 밝혔다. 이 연구에서는 정상 체중을 비롯해 비만은 아니지만 과체중인 참가자 중 매일 채소와 과일을 10인분 이상 섭취하고 있으면 그렇지 않은 이들보다 인지 기능이 더 높은 것으로 나타났다. 또한 정기적으로 적당한 운동을 하는 참가자의 경우, 하루에 채소와 과일을 5인분 미만으로 먹어도 인지 기능이 더 높은 것으로 확인됐다. 즉 채소와 과일을 주로 먹고 신체 활동을 꾸준히 할수록 인지 능력이 더 높은 것과 연관성이 있다는 것. 반면 체질량지수(BMI)가 더 높고 신체 활동은 물론 채소와 과일 섭취마저도 낮으면 인지 기능이 떨어져 있는 것과 관련돼 있었다. 이에 대해 이번 연구를 이끈 앨리나 코헨 박사는 “예를 들어, 필수 영양소가 풍부한 식사를 하고 정기적으로 운동하며 심혈관 상태까지 좋을 정도로 건강한 생활 방식을 고수하는 것은 인지 기능의 감퇴를 늦추는 효율적인 방법”이라고 설명했다. 지금까지 연구에서는 청년과 중년, 그리고 노년에 이르기까지 모든 성인의 신체 활동은 물론 채소와 과일 섭취라는 요인이 뇌에 미치는 영향에 대해서는 거의 조사가 이뤄지지 않았다. 하지만 이제는 신체 활동이 부족하면 비만이 될 가능성이 커진다는 점이 점차 인정되는 추세다. 이에 대해 연구진은 이런 위험 인자가 인지 기능의 저하와 관련이 있는지를 비롯해 생활 방식의 요인이 인지 감퇴의 예방과 지연에 어떻게 도움이 될 수 있는지를 추가 조사할 계획이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘공중보건 저널’(Journal of Public Health) 온라인판 10월 30일자에 실렸다. 사진=ⓒ lenets_tan / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

암, 심장질환과 함께 한국인 3대 사망 원인으로 꼽히는 뇌졸중은 뇌혈관이 막히거나 터지면서 뇌 기능 장애가 발생하는 질환이다. 이 중 뇌혈관이 막혀서 생기는 뇌경색은 뇌졸중 원인 중 가장 큰 비중을 차지한다. 이런 가운데 한국표준과학연구원 국가참조표준센터와 동국대 일산병원, 분당서울대병원 등 11개 전국 대학병원 연구진이 ‘한국인 허혈뇌지도’를 개발해 주목받고 있다. 연구진은 뇌경색의 발생 가능성과 정도를 예측하는 ‘뇌 건강나이’ 측정 기술을 만들어 뇌경색을 사전에 인지하고 진행 정도를 추정할 수 있다는 사실을 증명했다고 8일 밝혔다. 이번 연구 성과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘브레인’ 2017년 1월호에 실릴 예정이다. ●뇌경색 환자 5035명 MRI 분석 뇌 허혈은 다양한 원인으로 인해 뇌혈관에 이상이 발생해 혈액의 흐름이 느려지는 상태로, 뇌 자기공명영상(MRI)을 찍으면 뿌옇게 나타난다. 연구진은 2014년 뇌경색 환자 2699명의 뇌 MRI 데이터를 활용해 ‘한국인 허혈뇌지도’를 1차 제작했다. 이어 연구진이 속한 병원들에 입원한 급성 뇌경색 환자 5035명의 MRI 영상 빅데이터를 분석해 정밀도와 신뢰도를 높여 허혈뇌지도를 완성하고 뇌 건강나이 지표도 만들었다. 뇌 건강나이 지표는 허혈이 가장 적은 영상부터 가장 많은 영상까지 표준화해 100등급으로 나눴다. 자신의 뇌 MRI를 허혈뇌지도와 비교해 등급을 파악하고 뇌 건강나이도 확인할 수 있다. ●100등급 표준화… 단계별 예방 활용 연구진에 따르면 81~100등급의 뇌경색 환자는 1~20등급인 환자보다 증상이 악화될 가능성은 1.5배 정도 높고 퇴원 후 3개월 동안 회복 정도도 30% 정도 낮은 것으로 밝혀졌다. 김동억 동국대 일산병원 신경과 교수는 “뇌졸중은 사망률과 영구 장애율이 매우 높아 예방이 중요한 질환”이라며 “한국인 허혈뇌지도와 뇌 건강나이 지표는 뇌경색 환자의 예후를 예측하는 데 활용할 수 있을 뿐만 아니라 뇌경색 발생을 사전에 예방할 수도 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

결혼 연령이 갈수록 높아지면서 여성의 출산 연령도 덩달아 높아지고 있다. 이에 대한 지금까지 우려와 달리 노산(老産)이 산모에게 장점을 가져다준다는 연구결과가 공개됐다. 미국 서던캘리포니아대학교 연구진이 폐경기를 맞은 여성 830명을 대상으로 아이를 출산한 시기 및 문제해결능력과 추론능력, 기억력 등 다양한 항목의 뇌 기능 상태를 분석했다. 이들에게 단어를 읽고 기억하기, 이야기를 듣고 이를 기억했다가 다시 설명하기 등의 테스트를 실시한 결과 첫 아이를 24~34세에 낳은 여성은 24세 이전에 낳은 여성에 비해 문제해결능력과 추론 능력이 더 뛰어난 것으로 파악됐다. 반면 35세 이후에 출산한 여성의 경우 34세 이전에 아이를 출산한 여성에 비해 인지능력 및 언어적 기억력이 뛰어난 것으로 나타났다. 또 아이를 2명 출산한 여성이 1명 출산한 여성에 비해 전반적으로 뇌 기능이 높은 것으로 조사됐다. 연구진은 이러한 현상의 원인이 호르몬에 있는 것으로 파악했다. 임신을 하면 호르몬 분비가 왕성해지면서, 혈액의 흐름을 타고 호르몬이 몸 곳곳으로 빠르게 전달되는데, 이러한 호르몬이 뇌의 화학적 성질과 기능을 활성화 하는데 도움이 된다는 것. 이렇게 활성화된 뇌 기능은 나이가 들어서까지도 영향을 미치며, 늦게 아이를 가진 여성의 경우 뇌 활성화가 가장 최근에 발생했기 때문에 특정 부분에서는 20대에 출산한 여성보다 뇌 기능이 더 뛰어나다는 것이 연구진의 설명이다. 다만 이번 연구가 출산 시기와 산모의 뇌 건강을 집중적으로 다뤘을 뿐, 노산과 태아 건강의 연관관계는 언급하지 않았다는 점에서 유의할 필요가 있다. 일반적으로 35세 이후 출산으로 고령출산으로 보고 있으며, 고령 임신부는 조산이나 임신성 당뇨, 임신성 고혈압, 태아 발육 지연 등의 위험이 높아지는 것으로 알려져 있다. 연구진은 “늦게 아이를 출산하는 것이 노년의 인지능력 감소 저하를 막아준다는 것은 일리가 있는 주장”이라면서 “추가 연구를 통해 첫 출산과 연령관의 정확한 연관관계를 밝힐 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 ‘미국노인의학회저널’(Journal of the American Geriatrics Society) 최신호에 실렸다. 　 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

수능이 열흘도 채 남지 않은 가운데, 절대로 들어서도 불러서도 안 되는 노래가 있다. 바로 ‘수능 금지곡’이다. 이는 짧은 후렴구에 반복된 가사를 가진 훅(hook)송 중에서도 특히 중독성이 강한 노래를 말한다. 그런데 만일 우연이라도 이런 수능 금지곡을 듣고 자신의 머릿속에 맴돌게 됐다면, 심할 경우 그날 하루 공부를 망치게 될지도 모른다. 많은 이들이 은근히 고통 받고 있는 이러한 현상에 대해 영국과 독일의 과학자들이 최초의 대규모 연구를 통해 그 원인을 분석한 연구결과를 내놓고, 나름의 해법까지 제시했다. 물론 해외에는 ‘수능 금지곡’이라는 말은 없다. 대신 머릿속에 계속 맴도는 노래나 구절을 뜻하는 ‘이어웜’(earworm·귀벌레 현상)이나 이보다 전문적으로 ‘비자발적 음악의 형상화’(Involuntary musical imagery·INMI)라는 용어가 쓰인다. 이는 마지막에 들은 노래가 온종일 머릿속에 맴돌아 흥얼거리게 된다고 해서 ‘라스트 송 신드롬’(last song syndrome)이라고도 부른다. 미국에서는 약 90%의 사람이 일주일에 1회 이상 경험하고 있다고 한다. 미국 과학전문 매체 사이언스데일리 보도에 따르면, 영국 더럼대와 골드스미스 런던대, 그리고 독일 튀빙겐대 공동 연구진은 2011년부터 2013년까지 일반인 3000명을 대상으로 중독성이 강한 노래에 관한 설문조사를 통해 ‘이어웜’ 100곡을 선정할 수 있었다. 참고로 이번 연구에 쓰인 음악은 영국 음악 차트에 오른 팝과 록, 리듬앤드블루스(R&B) 등 인기 장르로 제한됐다. 그 결과, 가장 중독성이 강한 노래는 레이디 가가의 ‘배드 로맨스’(Bad Romance)인 것으로 나타났다. 그다음으로는 영화 ‘브리짓 존스2: 열정과 애정’의 삽입곡으로 이른바 ‘라라라 송’으로 유명한 카일리 미노그의 ‘캔트 겟 유 아웃 오브 마이 헤드’(Can‘t Get You Out Of My Head)로 나타났다. 연구진은 이들 100곡을 분석해 꽤 빠른 템포(박자)와 다소 흔한 멜로디(선율), 특이한 음정 간격이라는 세 가지 공통점이 있다는 것을 알아냈다. 연구를 이끈 켈리 야쿠보프스키 더럼대 박사는 “음악적으로 귀에 달라붙는 이런 노래는 딥 퍼플의 명곡 ‘스모크 온 더 워터’(Smoke On The Water)의 기타 리프나 ‘배드 로맨스’의 코러스처럼 흔한 멜로디 형태를 가지고 있지만 ‘꽤 빠른 템포’와 ‘특이한 음정 간격’(반복)을 갖는다”고 설명했다. 야쿠보프스키 박사는 이번 연구를 골드스미스 런던대에 있을 때 진행했다. 또한 이런 노래가 라디오 등에 더 자주 등장하고 음악 차트 상위권을 차지할 가능성이 크다는 것은 그리 놀랄 일이 아니라고 한다. 물론 인기에 상관없이 기억하기 쉬운 노래를 만들거나 사람들이 얼마나 자주 듣는지에 관한 제한된 증거는 이전 연구를 통해서도 나왔다. 야쿠보프스키 박사는 “우리 결과는 이런 노래의 멜로디에 담긴 콘텐츠를 기반으로 해당 노래가 얼마나 사람들의 머릿속에 박히게 되는지를 예측할 수 있는 것을 보여준다”면서 “이번 연구는 며칠부터 몇 달이 지나도 기억할 수 있는 시엠송 등을 만드는 광고주나 싱어송라이터 지망생 등에게 도움이 될 수 있다”고 말했다. 또한 이번 연구에서는 중독성 강한 노래가 서양 대중음악에서 발견되는 흔한 멜로디 형태를 보이는 것이 발견됐다. 가장 일반적인 멜로디 패턴을 보이는 노래 중 하나인 ‘반짝, 반짝 작은 별’(Twinkle, Twinkle Little Star)이라는 어린이 동요처럼 멜로디가 올라가다가 내려오는 노래가 머릿속에 더 잘 각인된다는 것이다. 이뿐만 아니라 다른 유명 동요들 역시 같은 패턴을 따르고 있어 아이들이 기억하기 쉽다고 연구진은 설명했다. 이번 연구에서는 마룬 파이브의 명곡인 ‘무브스 라이크 재거’(Moves like Jagger)의 도입부가 이처럼 흔한 멜로디 패턴을 따르고 있다고 한다. 마지막으로 결정적인 요소는 일반적인 노래에서 당신이 듣길 기대할 수 있는 것보다 더 반복적이거나 절대 기대하지 못한 어떤 리프처럼 그 노래만의 특이한 음정 간격이 있다는 것이다. 더 넥의 ‘마이 쉐로나’(My Sharona)나 글렌의 ‘인 더 무드’(In The Mood)가 바로 이런 특징을 갖는 노래다. 연구진은 이번 연구성과에 대해 서로 다른 사람들 사이에서 직각과 감정, 기억, 저절로 일어나는 생각, 그리고 행동에 관한 뇌의 네트워크 방식을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 말했다. 이번 연구결과는 미국 심리학회(APA)가 발행하는 국제 학술지 ‘미학·창의성·예술 심리학’(Psychology of Aesthetics, Creativity, and the Arts) 최신호(11월 3일자)에 실렸다. 끝으로 야쿠보프스키 박사는 ‘이어웜’ 현상을 없애기 위한 팁을 다음과 같이 제시하기도 했다. • 해당 노래에 맞서라. 실제로 많은 사람은 이어웜 노래를 처음부터 끝까지 듣는 것으로 머릿속에 맴도는 현상을 없애는데 도움이 될 수 있다고 보고하고 있다. • 다른 노래를 듣거나 생각해서 자기 자신을 방해하라. • 해당 노래를 일부러 생각하지 않으려 노력하지 말고, 자연스럽게 노래 스스로 사라지도록 놔둬라. ※ 이번 연구에서 가장 중독성이 강한 노래 상위 10위 목록 1. ‘배드 로맨스’(Bad Romance) / 레이디 가가 2. ‘캔트 겟 유 아웃 오브 마이 헤드’(Can‘t Get You Out Of My Head) / 카일리 미노그 3. ‘돈 스탑 빌리빙’(Don’t Stop Believing) / 저니 4. ‘섬바디 댓 아이 유즈드 투 노우’(Somebody That I Used To Know) / 고티에 5. ‘무브스 라이크 재거’(Moves Like Jagger) / 마룬 파이브 6. ‘켈리포니아 걸스’(California Gurls) / 케이티 페리 7. ‘보헤미안 랩소디’(Bohemian Rhapsody) / 퀸 8. ‘알레한드로’(Alejandro) / 레이디 가가 9. ‘포커 페이스’(Poker Face) / 레이디 가가 10. ‘싱글 레이디스’(Single Ladies) / 비욘세 10. ‘롤링 인 더 딥’(Rolling in the Deep) / 아델 사진=ⓒ Olivier / Fotolia(위), Tabary javitrapero.com / Fotolia 윤태희 기자 th20022@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

우리 뇌의 독특한 메커니즘이 최신 연구로 밝혀졌다. 이에 따르면, 우리는 현재 의사결정으로 인한 결과를 ‘미래의 자신’ 입장에서 예상함으로써 자제력을 키운다는 것이다. 이런 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) 10월 5일자에 게재됐다. 사진=ⓒ francescopaoli / fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

　새사냥이 새들을 똑똑하게 진화하도록 만든다는 재미있는 연구결과가 나왔다. 사냥이나 낚시가 동물들의 개체수에 영향을 미친다는 연구는 이전에도 있었지만 지능의 진화에까지 작용할 수 있다는 연구는 이번이 처음이다. 프랑스 남(南)파리대와 덴마크 조류연구소 공동연구팀은 1960~2015년까지 덴마크 내 사냥된 조류의 숫자와 종류, 크기 등을 분석한 결과 사냥이 새들의 진화를 촉진시킨 중요한 원인 중 하나라는 사실을 밝혀내고 영국왕립학회에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’ 2일자에 발표했다. 　덴마크에서는 사냥할 경우 사냥날짜, 사냥수량, 잡은 동물의 종류와 크기를 신고하도록 돼 있다. 연구진은 이 자료를 바탕으로 197종의 새 3781마리 뇌 크기를 분석했다. 분석 결과 사냥꾼들이 그동안 잡은 새들은 머리보다 몸집이 큰 새라는 사실을 알게됐다. 본의 아니게 몸집에 비해 머리(뇌용량)가 큰 새들만 살아 남아 새들이 점점 똑똑하게 진화됐다는 것이다. 실제로 덴마크에서 사냥은 강력한 진화압(壓)으로 작용해 점점 머리가 큰 새들이 주류를 차지하게 됐으며 새사냥이 점점 어려워지고 있다고 연구진은 설명했다. 　앤더스 페이프 묄러 남파리대 교수는 “사냥이 새의 진화에 영향을 미친 유일하지는 않겠지만 중요한 요인으로 작용했을 것으로 추정되며 이런 진화압은 사냥이 성행하는 곳이라면 어디나 동일할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　신생아의 소두증(小頭症)을 유발한다고 알려진 지카바이러스가 성인 남성의 생식능력도 떨어뜨릴 것이라는 분석이 나왔다. 　미국 워싱턴대학교 의대 연구진은 수컷 쥐가 지카바이러스에 감염되면 고환(불알) 크기가 현격하게 작아지며 정자 수가 줄어들고, 성호르몬인 ‘테스토스테론’의 양도 감소한다는 연구 결과를 발표했다고 CNN 등이 31일(현지시간) 보도했다. 　지금까지 지카바이러스 연구는 태아와 여성의 생식기관 감염에 초점을 맞췄지만 워싱턴대 연구진은 이와 달리 지카바이러스가 남성의 생식기관에 미치는 영향을 분석했다. 　우선 첫 단계로 수컷 쥐에게 지카바이러스를 감염시키고 1주가 지나자 생식기관인 고환에서도 바이러스가 발견됐다. 　2주 뒤에는 수컷 쥐의 고환 크기가 눈에 띄게 줄고 무게도 감소했다. 일반 쥐의 고환 무게는 75㎎ 이상이지만, 바이러스에 감염된 쥐의 경우 50㎎도 되지 않았다. 3주 뒤 쥐의 고환 크기는 더욱 줄었고, 무게는 25㎎ 미만인 것으로 나타났다. 연구진은 고환을 구성하는 세포가 죽었고, 고환 내부의 구조도 망가진 것을 확인했다. 수컷의 핵심 생식기관인 고환이 지카바이러스의 공격으로 점차 기능을 상실하는 것이다. 고환은 생식세포인 정자와 성호르몬인 테스토스테론을 만드는 기관이다. 지카바이러스에 감염된 쥐는 고환의 크기가 작을 뿐 아니라 정자 수와 성호르몬 수치도 정상에 비해 적었다. 정자의 운동성도 현저히 떨어지는 것으로 나타났다. 　연구를 진행한 마이클 다이아몬드 교수는 “수컷 쥐에서 확인한 결과가 사람에게도 나타나는지는 아직 알지 못한다”며 “사람에게도 같은 영향이 있는지를 확인하기 위해서는 추가 연구가 필요하다”고 밝혔다. 　사람의 정자 속에서 지카바이러스가 발견된 적은 있다. 또 지카바이러스는 정액 속에서 수개월을 산다고 알려졌다. 이에 따라 세계보건기구(WHO)와 미국 질병예방통제센터(CDC)는 증상이 없더라도 지카 발생국가를 방문한 남성은 최소 6개월간 성관계 때 콘돔을 사용하라고 권고하고 있다. 　지카바이러스는 뎅기열바이러스, 웨스트나일바이러스 등 주로 모기를 통해 전파되는 플라비바이러스 속의 바이러스다. 감염자에게서 태어난 아이는 소두증 등 뇌 질환은 물론 시·청각 손상 등을 앓는 것으로 알려졌다. 소두증은 태아의 뇌가 다 자라지 않아 머리가 비정상적으로 작아지는 질환을 일컫는다. 최근에는 브라질 등 남미뿐 아니라 미국, 동남아시아에서도 환자가 발생하고 있다. 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

쭈글쭈글한 두부처럼 생긴 뇌가 ‘뉴런’이라는 신경세포로 이뤄져 있다는 사실이 알려진 지 불과 100여년이 지났을 뿐이지만 우리의 뇌에 대한 지식은 폭발적으로 늘었다. 분자 수준에서 시작해 행동에 이르기까지 다양한 측면에서 뇌 과학 연구가 진행되고 있고 뇌의 작동원리가 속속 밝혀지고 있다. 여기서 조금 생뚱맞은 질문을 하고자 한다. 대체 뇌는 왜 필요한 것일까. 무수히 많은 세균은 뇌가 없지만 지구와 역사를 같이하고 있다. 가을바람에 한들거리는 코스모스부터 거대한 몸집을 자랑하는 메타세쿼이아 나무까지 모두 뇌가 없지만 지구상의 한 식구로 우리와 당당히 살고 있다. 뇌과학계의 거장 로돌포 리나스 뉴욕대 교수는 뇌의 존재 이유를 ‘멍게’를 들어 설명했다. 일반적으로 멍게 성체는 딱딱한 바위에 붙어 바닷물을 걸러내며 영양을 공급받고 생존한다. 올챙이처럼 생긴 유충 상태에서는 물속을 떠다닌다. 유충은 ‘원시 신경계’를 갖고 있다. 원시 신경계는 균형을 유지하기 위한 평형기관, 빛을 감지하는 부분, 척삭 등으로 이뤄져 있다. 하루 남짓 유충 상태로 있으면서 부유하다가 적당한 서식장소에 부착해 나머지 삶을 살게 된다. 신기한 것은 멍게 유충이 일단 적당한 장소를 찾아 정착하면 자신의 뇌를 소화하기 시작한다는 점이다. 정착을 한 이후에는 더이상 뇌와 같이 에너지를 많이 쓰는 ‘호사스러운’ 기관은 유지할 필요가 없기 때문일까. 이어 척삭, 꼬리 근육 등을 흡수해 고착동물로서의 생활을 시작한다. 멍게의 생활사에서 유추할 수 있는 것은 뇌가 능동적인 운동을 위해 필요하다는 점이다. 능동적인 운동이 필요 없는 상황에 이르면 그 존재 이유가 없어지고 그에 따라 스스로 신경계와 운동계를 소화, 흡수한다. 2006년 ‘딥프리츠’라는 독일의 슈퍼컴퓨터가 체스에서 인간을 능가하더니 그로부터 10년이 지난 올해 영국의 ‘알파고’가 인간의 바둑 실력을 능가해 반향을 불러 일으켰다. 그러나 대니얼 월퍼트 케임브리지대 교수는 “체스판에서 체스 말을 옮기는 것은 5세 어린이가 로봇보다 훨씬 더 잘할 수 있다”고 역설한 바 있다. 간단한 동작에도 수많은 변수가 있기 때문에 체스나 바둑의 수를 읽는 것과 같은 알고리즘으로 해결할 수 없기 때문이다. 한 가지 동작이 이뤄지기 위해서는 감각기관으로부터 실시간으로 얻는 정보와 그동안의 경험으로 축적된 정보의 긴밀한 상호작용이 필요하다. 정보의 조정을 통해 부정적 결과가 적은 행동패턴으로 동작하게 된다. 우리가 외부 세상에 영향을 줄 수 있는 모든 활동은 근육 운동과 관련돼 있다. 말을 할 때도 성대 근육을 움직여야 하고 글을 쓰려 해도 손을 움직여야 한다. 제스처와 같은 좀 더 복잡한 수화를 구사하려고 해도 근육을 써야 한다. 근육 운동을 통해서만 외부세계와 의사소통할 수 있다는 점을 생각해보면 운동이라는 것은 체중감량이나 멋진 몸매를 만드는 것 이상의 깊은 의미를 담고 있다. 리나스 교수는 ‘자아’라는 개념의 출발점이 이 근육 운동에서 출발한다는 통찰력 있는 의견을 내놓았다. 근육 운동을 통해 외부세계와 소통하고 외부세계와의 상호작용을 예측하는 것이 뇌의 가장 중요한 기능이다. ‘우리에게 뇌가 왜 필요한가’라는 질문은 우리에게 왜 심장, 폐, 눈이 필요한지 묻는 것처럼 어리석은 질문일지 모르겠다. 하지만 이 질문을 통해 운동기능이 뇌기능의 핵심에 있으며 고차원적인 정신기능에도 밀접한 연관성을 가진다는 것을 생각해 볼 수 있는 의미 있는 질문이라고 생각한다.

매년 10월 31일 미국을 중심으로 열리는 ‘핼러윈 데이’. 괴물 분장을 하고 즐기는 축제지만 우주에서는 이보다 더 기괴한 형상을 한 천체가 지금도 유령처럼 빛나고 있다. 미국의 주요 과학매체들은 핼러윈 데이가 되면 매년 이를 기념하는 유령같은 천체사진을 공개한다. 　 이같은 천체는 사실 인간의 눈과 뇌가 특정한 모습으로 상상한 것이지만 적어도 어린이들에게 만큼은 무한한 영감을 준다. 으스스한 모습의 천체사진을 정리해왔다. - 비명을 지르는듯한 우주의 해골 지구에서 약 2억 4천만 광년 떨어진 곳에 위치한 페르세우스자리 은하단(Perseus cluster of galaxies). 페르세우스 자리에는 두 개의 산개성단이 서로 끌어당기고 있으며 수백 여개의 은하가 모여있는 거대 은하단이다. 마치 해골이 비명을 지르는듯한 모습 때문에 매년 핼러윈 데이가 되면 미 항공우주국(NASA)이 단골로 공개하는 이미지다. - 사우론의 눈 영화 ‘반지의 제왕’에 등장하는 사우론의 눈(Eye of Sauron)과 흡사한 별의 모습이다. 지구에서 약 237광년 떨어진 곳에 위치한 ‘HR 4796A’는 ‘사우론의 눈’ 처럼 기괴하게 생긴 모습이 가장 큰 특징이다. 그러나 우주를 노려보는듯 눈처럼 보이는 곳에 위치한 것이 바로 별에서 뿜어내는 빛이며 그 주위의 링은 중력에 끌린 먼지다. - 우주의 마녀 　 지구에서 900광년 떨어진 오리온 자리에 위치한 일명 ‘마녀머리 성운’(Witch Head nebula). 마치 마녀의 머리를 닮았다고 해서 특이한 이름이 붙여진 이 성운은 지난 2009년 발사된 지름 40㎝짜리 적외선망원경을 탑재한 NASA의 광역적외선탐사위성(WISE)이 촬영한 것이다. 이 성운의 정식명칭은 1C2118. - 유령 성운 우주에서 가장 추운 곳이라 불리는 ‘부메랑 성운’(Boomerang Nebula). 마치 유령이 떠있는 듯한 이 성운은 으스스한 모습만큼이나 온도가 -272°C에 이를만큼 우주에서 가장 추운 곳이다. 이는 이론적으로 가장 낮은 온도인 절대영도보다 1도 높은 값. 지구에서 센타우르스자리 방향으로 5000광년 떨어진 곳에 위치한 부메랑 성운은 중심에 있는 별에서 분출되는 가스에 의해 생성된 것으로 추정된다. - 죽은 은하에서 내뿜은 '유령 빛' 국제 천문학 공동연구팀이 허블 우주망원경으로 촬영한 ‘고스트 라이트’(Ghost Light). 약 40억 광년 떨어진 곳의 죽은 은하에서 흘러 나와 이같은 별칭이 붙었다. 이 빛이 뿜어져 나온 곳은 ‘아벨 2744’(Abell 2744)로 일명 판도라 성단(Pandora‘s Cluster)이라 불린다. 놀라운 사실은 이 성단이 약 500개에 달하는 은하들로 이루어진 상상을 초월하는 규모라는 것. 수십억년 전 유령 빛을 발한 이 은하는 주위 거대 은하단 중력에 의해 찢겨져 결국은 형체도 남지 않고 그들 속으로 흘러 들어간다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

새소리는 언제부터 들을 수 있었을까? 최근 고생물학자들은 중생대 말부터 가능했을지 모른다는 증거를 발견했다. 인간이 성대를 통해서 다양한 소리를 내는 것과 달리 조류는 명관(Syrinx)이라는 연골을 이용해서 다양한 소리를 만들 수 있다. 그런데 이 명관은 연골 조직이라 화석 기록으로 남기 힘들다. 따라서 그 진화과정을 이해하는 데 어려움이 있었다. 미국 텍사스대학의 고생물학자인 줄리아 클라크(Julia Clarke)와 그녀의 동료들은 비조류 공룡(non-avian dinosaur)이 멸종하기 직전 살았던 조류인 베가비스 이아이(Vegavis iaai) 화석에서 잘 보존된 명관을 찾는 데 성공했다. 본래 2005년 처음 화석이 발견되었을 때는 몰랐던 일이지만, 이 조류의 명관이 잘 미네랄화 되어 있어 그 형태가 보존된 것이다. 이를 고해상도 CT로 3차원적으로 보존하자 공룡이 살았던 시절 조류의 명관이 그 모습을 드러냈다. (사진) 새의 울음소리나 지저귀는 소리는 단순한 흥얼거림이 아니다. 이는 짝짓기와 무리 짓기에서 상대에게 신호를 보내는 매우 중요한 역할을 한다. 동시에 다른 새에게 신호를 전달하기 위해서는 명관뿐 아니라 뇌 역시 발달해야 한다. 이 시기에 이미 새는 뇌와 명관을 더 현생 조류에 가깝게 진화시켰던 것 같다. 과학자들은 이제 백악기 조류의 진화에 대해서 더 상세한 정보를 얻을 수 있게 되었다. 여기서 한 가지 더 흥미로운 부분은 조류와 아주 가까운 그룹인 수각류 공룡의 울음소리다. 공룡 영화에서 티라노사우루스 같은 대형 수각류 공룡이 한 치의 의심도 없이 야수 같이 으르렁거린다. 하지만 사실 이들이 어떻게 포효하거나 울었는지에 대한 정보는 없다. 확실한 것은 조류로 진화한 것 이외의 나머지 비조류 공룡에서 명관을 시사하는 소견이 발견된 바 없다는 것이다. 동시에 이들의 후두 구조 역시 조류와 달라서 적어도 티라노사우루스가 새처럼 울었을 가능성은 희박해 보인다. 공룡 영화 제작자에게는 희소식이다. 현재 연구팀은 이 명관 구조를 토대로 당시 조류가 어떻게 울었는지를 복원하고 있다. 가까운 미래에 우리는 백악기 공룡은 아니지만, 그 친척인 새의 울음소리는 들을 수 있을 것 같다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

바늘도둑이 소도둑 된다는 속담처럼 작은 거짓말을 반복하다 보면 갈수록 더 큰 거짓말을 하게 되며 죄책감도 못 느끼게 된다는 사실이 뇌과학적으로 밝혀졌다. 막말과 거짓말을 일삼는 정치인이나 연구 결과를 조작하는 학자, 불륜을 저지르는 배우자들이 양심의 가책 없이 거짓말을 하는 이유가 실험적으로 밝혀졌다는 평가다. 영국 런던대(UCL)와 미국 듀크대 공동연구진은 거짓말을 반복하다 보면 부정직한 행동을 제어하는 뇌의 부위가 무감각해진다는 사실을 밝혀내고 연구 결과를 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 24일자에 발표했다. 이번 연구에는 ‘상식 밖의 경제학’ 저자로 유명한 행동경제학자인 듀크대 댄 애리얼리 교수도 참여했다. ●英·美 연구진, 58명 대상 뇌 기능 연구 연구진은 18~65세의 건강한 성인 남녀 58명을 대상으로 거짓말에 따라 자신이나 상대방의 이해득실을 계산하도록 한 ‘거짓말-보상’ 게임을 시키면서 이들의 뇌 움직임을 기능성자기공명영상(fMRI)으로 촬영했다. 그 결과 처음 거짓말을 할 때는 측두엽 해마 끝부분에 붙어 있는 편도체가 활발하게 움직이는 것이 관찰됐다. 편도체는 학습과 감정, 정서기억과 관련한 정보를 처리하는 뇌 부위로 흔히 ‘감정과 정서의 브레이크’라고 불린다. 양심, 공포, 분노 등은 모두 편도체에서 관여하는 것으로 알려져 있다. 연구진은 거짓말이 반복될수록 편도체의 활성화 정도가 눈에 띄게 약해지는 것을 확인했다. 작은 거짓말이 성공하면서 감정의 브레이크가 느슨해지기 시작해 결국은 완전히 고장나게 된다는 말이다. 특히 자신에게만 이득이 되고 상대방이 손해를 본다고 생각되는 거짓말보다는 두 사람 모두에게 이득이 된다고 판단되는 거짓말을 할 때 편도체는 거의 움직이지 않았다. 서로에게 이득이 되는 거짓말은 ‘나쁜 것이 아니다, 양심에 걸릴 것이 없다’고 생각하기 때문에 편도체가 반응하지 않게 되는 것이다. ●“바늘도둑, 소도둑 된다” 뇌과학 증명 테리 샬럿 UCL 실험심리학과 교수는 “이번 연구는 부정직한 행위를 반복적으로 행할 경우 편도체의 반응과 활동량을 변화시켜 결국 감정에까지 영향을 미친다는 것을 보여 주는 첫 번째 실험 결과”라며 “사람들이 위험을 감수하고 무리하게 투자하는 행위나 반복적으로 폭력을 일삼는 행위 등 다양한 인간 행동의 이면을 읽을 수 있도록 도와준 연구”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

의학·영양학 전문가들이 한목소리로 ‘저탄수화물·고지방식’의 위험성을 경고한 것은 건강에 미치는 악영향을 더이상 방치해서는 안 된다는 판단에 따른 것이다. 특히 전문가들은 청소년부터 노인까지 모든 연령대에서 질병 위험이 높아진다는 점을 강조했다. 저탄수화물·고지방식 열풍이 불기 시작한 것은 지난달 한 TV 프로그램을 통해 다이어트에 효과가 있는 것으로 알려지면서부터다. 당뇨병 권위자인 김대중(아주대병원 교수) 대한비만학회 정책이사는 26일 인터뷰에서 “탄수화물 섭취를 극단적으로 줄이면 뇌로 가는 포도당이 줄어 청소년의 집중력이 저하되는 심각한 문제가 있다”고 지적했다. 또 “고기에 포함된 단백질을 과다하게 섭취하게 돼 신부전 환자의 콩팥이 망가지거나 당뇨병 환자가 탄수화물 부족으로 저혈당증에 빠질 위험이 있다”고 경고했다. 탄수화물 섭취를 줄이면 인체 성장에 필수 요소인 ‘복합당질’이 부족해지는 문제도 생긴다. 반대로 버터나 삼겹살에 많이 포함된 포화지방 섭취를 급격히 늘리면 건강에 해로운 저밀도(LDL) 콜레스테롤이 쌓이면서 혈관이 막히고 대장암, 유방암 등 일부 암 발병 위험도 높아진다. 전문가들은 저탄수화물·고지방식의 다이어트 효과에도 의문을 제기했다. 2000년대 이후 저탄수화물식과 저지방식의 효과를 비교하는 연구가 많이 진행됐지만 장기적으로 큰 차이는 없었다. 김양현 고대안암병원 비만대사센터 교수는 “저탄수화물·고지방식에서 단기간에 체중 감량 효과가 나타나는 것은 탄수화물을 극도로 제한하기 때문”이라며 “하지만 이런 식단을 장기적으로 유지할 수 있는 사람은 많지 않기 때문에 사실상 효과가 없다고 봐야 한다”고 설명했다. 전문가들은 비만을 예방하려면 꾸준히 적당한 운동을 하고 체내 영양의 균형을 맞추기 위해 하루 섭취 영양소 중 탄수화물 섭취량은 65%, 지방은 30%를 초과해서는 안 된다고 강조했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

영국 워릭대와 중국 푸단대의 공동 연구 덕분에 우울증의 근본적 원인이 되는 신체적 근원을 발견함으로써 그에 관한 이해가 깊어졌다. 이 연구로, 우울증이 뇌의 측면(lateral) 안와전두피질(lateral orbitofrontal cortex·OFC)에 있는 비보상 체계와 관련한 영역에 영향을 받는 것으로, 우울증 환자는 보상을 받지 못하는 것에서 상실감과 실망감을 느끼게 되는 것으로 밝혀졌다. 이는 보상을 받을 수 없을 때 활성화되는 영역으로, 자기 감각(sense of self)과도 관련이 있어 이런 이유로 상실감이나 자기 비하로 이어지는 것이다. 또 우울증은 뇌의 내부(medial) 안와전두피질(OFC)에 있는 보상 관련 영역과 기억 체계 사이의 연결이 떨어지는 것과도 관련돼 있었다. 이는 우울증 환자가 행복한 기억에 관심을 두기가 어렵다는 것을 설명할 수 있을지도 모른다. 이 같은 새로운 발견은 우울증의 근본 원인을 파악하고 부정적인 생각에 집중하는 것을 멈추는 우울증 치료의 새로운 방법을 예고할 수 있다. 이번 연구는 중국에 사는 우울증 환자 421명과 일반인 488명을 대상으로, 이들의 뇌를 고정밀 자기공명영상장치(MRI)로 스캔해 우울증에 영향을 받는 안와전두피질(OFC)의 측면과 내부의 관계를 분석한 것이다. 이에 대해 이번 연구에 참여한 펑젠펑 워릭대 및 푸단대 교수는 우울증은 점차 확산하는 추세에 있다고 지적했다. 펑 교수는 “10명 중 1명 이상이 살면서 걸리는 우울증은 현대 사회에서 매우 흔한 질병으로, 런던에서는 수돗물에서 항우울제인 프로작의 잔류 물질이 발견될 정도다”고 말했다. 또한 ““이번 결과는 세계에서 나온 많은 양의 자료를 새로운 방법으로 분석해 얻은 것으로, 우울증의 근원이 어디에 있는지를 알 수 있었다. 가까운 미래에 이 무서운 질병에 대한 새로운 치료 길을 열 수 있을 것”이라고 설명했다. 또 다른 연구 참여자인 에드먼드 롤스 워릭대 교수는 이번 연구로 만들어질 새로운 치료 방법에 기대감을 드러냈다. 롤스 교수는 “우울증이 관여하는 두 안와전두피질의 연결 상태에 관한 새로운 발견은 최근 우울증의 비(非)보상 끌개 이론(non-reward attractor theory of depression)을 고려한 치료법에 영향을 줄 것”이라고 말했다. 한편 이번 연구결과는 영국 옥스퍼드대가 발행하는 ‘뇌: 신경학 저널’(Brain: A Journal of Neurology) 10월 14일자 온라인판에 실렸다. 사진=ⓒAntonioguillem / fotolia(위), 워릭대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 높은 관심을 받고 있는 ‘저탄수화물·고지방 식사’에 대해 의학 및 영양학 전문가들이 건강에 위험을 초래할 수 있다며 경고했다. 의학·건강 관련 5개 전문학회(대한내분비학회, 대한당뇨병학회, 대한비만학회, 한국영양학회, 한국지질동맥경화학회)는 저탄수화물·고지방 식사가 장기적으로 체중감량 효과를 보기 어렵고 건강과 영양학적 문제를 일으킬 수 있다는 내용을 담은 공동 성명서를 26일 발표했다. ◆ 다이어트에도 효과 없고 영양 불균형 초래하는 ‘고지방 식사’ 학회는 이 방법이 다이어트에 효과 측면에서도 단기간에는 체중감량 효과가 크게 나타날 수 있지만, 장기적으로는 효과를 보기 어렵다고 지적했다. 전문가들은 “저탄수화물·고지방 식사의 체중감량 원리는 조기 포만감을 유도해 식욕을 억제하는 것”이라며 “섭취량이 줄어들어 체중이 줄 수 있지만, 이런 식사를 지속하기는 어려워서 선행연구에서도 중단율이 상당히 높은 것으로 보고됐다”고 설명했다. 무엇보다 저탄수화물·고지방 식사를 장기간 지속할 경우 심혈관질환이나 영양학적 불균형을 초래할 수 있다는 점이 심각한 문제로 제기됐다. 학회는 “지방 중에서도 특히 포하게 섭취하면 나쁜 콜레스테롤이라고 불리는 LDL 콜레스테롤 수치가 증가하면서 심혈관질환의 발생 위험이 커진다”며 “또 비정상적으로 지방을 많이 섭화지방을 과다취할 경우 다양한 음식 섭취가 어려워지면서 미량 영양소의 불균형과 섬유소 섭취 감소를 초래하게 된다”고 말했다. 이들은 “이렇게 과도한 지방 섭취와 섬유소 섭취 감소는 장내 미생물의 변화와 함께 산화 스트레스를 일으켜 우리 몸에 염증 반응을 증가시킨다”며 “탄수화물 섭취를 극도로 제한하는 것 역시 뇌로 가는 포도당이 줄어들면서 집중력이 떨어지는 부작용이 발생할 수 있고 우리 몸에 유익한 복합당질을 먼저 제한하게 된다”고 지적했다. ◆ 그럼 어떻게 먹어야 할까? ‘학회가 제시한 건강한 식단’ 이런 부정적 효과를 고려했을 때 저탄수화물·고지방 식사보다는 탄수화물, 지방, 단백질의 균형이 잘 잡힌 식단으로 적정 칼로리를 유지해야 한다고 게 학회의 권고다. 학회가 제시한 ‘건강한 식단을 만들기 위한 3가지 실천사항’은 △자신의 식사습관 정확히 파악하기 △몸에 좋지 않은 단순당과 포화지방을 우선적으로 줄이기 △고혈압·당뇨병·심혈관질환 환자는 식단 선택에 신중을 기하기 등이다. 학회는 “우리나라 식단은 성별, 연령별, 개인별 차이가 큰데 전체 섭취량에서 탄수화물은 65%, 지방은 30%를 초과하지 않도록 조절해야 한다”며 “탄수화물의 경우 식이섬유를 비롯한 영양성분이 풍부한 탄수화물 섭취를 늘리고 심장, 콩팥 등이 나쁘거나 당뇨병 환자는 한가지 영양소에 편중된 식사법을 함부로 따라 하지 않도록 특별히 주의를 기울여야 한다”고 조언했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

　 ‘알츠하이머’병으로 알려진 치매 환자의 뇌는 특정 부위의 좌우 반구가 심하게 비대칭적이라는 연구결과가 나왔다. 　미국 매사추세츠 종합병원(MGH) 마티노스 생의학영상센터의 마틴 로이터 박사는 치매 환자의 뇌가 기억을 관장하는 중추인 해마(hippocampus)와 정서기억을 관장하는 편도체(amygdala)의 좌우 반구가 심한 비대칭이라는 연구결과를 발표했다고 메디컬 익스프레스가 25일(현지시간) 보도했다. 　로이터 박사는 국립보건원(NIH)의 알츠하이머병 영상연구(ADNI)에 참가하고 있는 700명을 대상으로 인지기능 테스트와 함께 6~12개월 간격으로 찍은 MRI 뇌 영상에 나타난 뇌의 구조적 좌우 대칭성을 분석한 결과 이 같은 사실이 확인됐다고 밝혔다. 인지기능이란 뇌에 정보를 저장하고 저장된 정보를 끄집어내 사용하는 모든 행위, 즉 기억하고 생각하고 판단하고 실행하는 능력을 말한다. 　연구팀은 이들을 치매 가능성이 큰 그룹, 치매 징후가 없는 정상인 그룹, 2~3년 동안 안정된 상태를 보이는 경도인지장애(MCI) 그룹, 경도인지장애에서 치매로 이행된 그룹으로 나누어 분석했다. 경도인지장애란 기억력 등의 인지기능이 같은 연령대의 다른 노인들보다 떨어지는 경우로 일상생활에 큰 지장이 있을 정도는 아니지만 이런 노인들은 몇 년 안에 치매로 이행될 가능성이 큰 것으로 알려져 있다. 　결과는 치매 환자 그룹에서 해마와 편도체의 좌우 반구 비대칭이 가장 심하게 나타난 반면 정상인 그룹은 비대칭이 가장 미미했다. 　처음부터 경도인지장애가 있었던 사람 중에서는 경도인지장애 상태가 지속되고 있는 그룹보다 경도인지장애에서 치매로 진행된 그룹이 이 두뇌 부위의 좌우 비대칭이 심했다. 치매로 진행된 그룹은 치매 증세가 심해질수록 좌우 비대칭이 더욱 심해졌다. 　이 두뇌 부위의 좌우 비대칭은 또 인지기능 테스트 성적이 나쁠수록 정도가 심해지는 것으로 분석됐다. 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

세금 사기를 치든, 애인을 배신하든, 국민을 속이든 그 어떤 것이라도 한 번 거짓말을 시작하면 점점 심해져 걷잡을 수 없게 된다는 연구결과가 나왔다. 또한 그에 반비례해 거짓말에 대한 죄의식은 점점 줄어드는 것으로 나타났다. 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘네이처 뉴로사이언스’(Nature Neuroscience) 최신호에 실린 이 연구논문에 따르면, 또한 거짓말을 거듭할 경우 뇌에 나타나는 정서적 반응이 점차 약해질 수 있다. 특히, 이 같은 생화학적 관계는 매우 강해서 과학자들은 실험 참가자들을 대상으로 거짓말을 거듭하게 하는 실험에서 마지막에 거짓말을 한 사람의 뇌 스캔 자료를 검사하는 것만으로, 그다음에 얼마나 큰 거짓말을 하려는지를 정확하게 예측할 수 있었다. 연구를 이끈 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 실험심리학과의 닐 개릿 박사과정 연구원은 “이번 연구는 정직하지 못한 행동이 반복되면 그 정도가 증가한다는 것을 보여주는 최초의 실증적 증거다”고 말했다. 연구팀은 거짓된 행동을 막기 위해 사회적 규범이나 도덕이 존재하지만, 사람들의 악의 없는 거짓말이 엄청나게 부풀려지게 될 때까지의 구조를 이해하는 것은 학술적인 관심에 그치지 말아야 한다고 말했다. 연구에 참여한 같은 대학의 탈리 샤롯 연구원은 “불륜, 스포츠 도핑, 연구 자료 날조, 금융 사기 등 그것이 무엇이든지 간에 다른 사람을 속인 사람은 그 정직하지 못한 행위가 눈덩이처럼 불어나게 된다는 것을 종종 알게 된다”면서 “이들은 어느 순간 갑자기 자신이 꽤 큰 죄를 짓고 있다는 것을 발견한다”고 말했다. 연구팀은 이번 실험에서 참여자 80명에게 각기 다른 양의 동전이 들어있는 유리병이 보이게 촬영한 고해상도 사진을 개별적으로 보여주고 병 속에 어느 정도의 돈이 들어있는지 질문했다. 그다음으로는 이들에게 같은 유리병이 보이는 저해상도 사진을 보여주고 다른 장소에 있는 파트너에게 병 속에 돈이 얼마가 들어있는지를 컴퓨터를 통해 알려주게 했다. 사실, 이들 파트너는 연구팀에게 협력한 배우들로, 실험 참가자들에게는 그 사실을 알려주지 않았다. 처음 실험에서는 거짓말을 하지 않도록 하기 위한 장려금을 참가자들에게 줬다. 개럿 연구원은 “파트너가 추정한 금액이 더 정확할수록 두 사람이 받게 될 장려금이 많아진다는 것을 참가자들에게 통보했다”고 설명했다. 이는 거짓말로 장려금을 참가자들에게 통보하는 또다른 실험 시나리오에 관한 기준이 됐다. 한 실험에서는 고의적인 거짓말이 결과적으로 정보를 전달하는 참가자들과 이를 전해 들은 파트너들 모두에게 이익을 가져다줬다. 또 다른 실험에서는 이기적인 거짓말이 파트너의 희생이라는 결과를 만들었다. 이에 대해 샤롯 연구원은 “사람들이 거짓말을 가장 많이 할 때는 자신과 상대 모두에게 유리할 경우”라면서 “거짓말이 줄어들 때는 자신에게만 유리하고 상대방에게 손해를 끼칠 경우”라고 지적했다. 사실에서 어느 정도 벗어날지, 혹은 부정직함이 심해지는 정도에 대해서는 참가자의 성향에 따라 크게 달랐다. 또한 사전 질문에서 솔직한 정도가 낮은 것으로 파악된 참가자들은 실험 중 거짓말을 할 가능성도 컸다. 하지만 대부분 참가자는 속임수 패턴에 쉽게 빠질 뿐만 아니라 시간이 흐르면서 점점 대담한 거짓말을 하게 됐다. 연구는 참가자 25명에 대해서는 실험 중에 기능적 자기공명영상장치(fMRI)로 뇌 스캔을 시행했다. 그 결과, 감정을 처리하는 뇌 부위인 ‘편도체’(amygdala) 거짓된 행동이 발생할 때 강한 반응을 보였다. 적어도 처음에는 그랬다. 하지만 거짓말이 대담해질수록 편도체의 반응은 서서히 떨어졌다. 연구팀은 이 과정을 ‘정서적 적응’(emotional adaptation)이라고 불렀다. 샤롯 연구원은 “예를 들어, 처음으로 탈세할 때는 꽤 기분이 좋지 않을지도 모른다”면서 “이 불쾌한 감정은 부정직한 행동에 제동을 거는 것”이라고 설명했다. 이어 “하지만 다음에 속임수를 쓸 때는 이미 적응하고 있어 그 행동을 말리기 위한 부정적인 반응은 약해진다”고 덧붙였다. 뇌의 감정을 관장하는 부위의 활동 저하가 부정직하게 되는 경향을 조장하는 한 요인인지, 아니면 단지 그 추세를 반영하고 있는 것에 지나지 않는지에 대해서는 아직 알 수 없는 상태다. 하지만 이번 연구에서는 피할 수 없는 결론이 하나 도출됐다. 이는 거짓말을 많이 할수록 거짓말이 능숙해진다는 것이다. 샤롯 연구원은 “만일 당신이 감정적인 흥분을 억제하면 다른 사람들이 그 거짓말을 간파할 가능성은 떨어질 수 있다”고 지적했다. 사진=ⓒ 포토리아(위), 네이처 뉴로사이언스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

수전 서랜던과 닉 놀테가 주연한 1992년 영화 ‘로렌조 오일’은 ‘부신백질이영양증’(ALD)이라는 불치병에 걸린 아들을 낫게 하는 방법을 찾기 위해 동분서주한 아우구스토 오도네와 미카엘라 부부의 실화를 바탕으로 했다. 국내 연구진이 역분화줄기세포(iPSC) 기술을 활용해 영화의 소재로 쓰인 ALD의 원인을 최초로 밝혀냈다. ●원인 몰라 2년 내 식물인간 돼 사망 줄기세포기반 신약개발연구단 김동욱 단장(연세대 의대 교수)과 유제욱 연세대 의대 교수 공동연구팀은 ALD 환자에게서 체세포를 떼어내 처음으로 역분화줄기세포를 만들고 이 줄기세포를 이용해 질병의 발병 과정과 핵심 물질을 찾아내는 데 성공, 기초과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 25일자에 발표했다. ALD는 염색체 이상으로 인해 몸속에서 긴사슬지방산이라는 물질이 분해되지 않고 뇌로 들어가 염증을 일으켜 신경세포를 파괴하는 희귀질환이다. 보통 10세 이하 남자아이에게서 주로 발생하고 첫 증세가 나타난 지 6개월 만에 시력과 청력을 잃고 2년 내에 식물인간이 돼 사망하게 된다. 지금까지는 긴사슬지방산이 어떻게 뇌 염증을 유발하는지 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않아 치료제를 개발하는 데 어려움을 겪었다. 연구팀이 ALD 환자의 체세포에서 역분화줄기세포를 만들어 세포 변화를 관찰한 결과 이들 세포는 긴사슬지방산을 분해하지 못하고 축적하는 것을 알 수 있었다. 또 연구팀은 ALD 환자의 뇌에 염증이 발생하는 직접적인 원인은 긴사슬지방산이 아니라는 것도 밝혀냈다. 긴사슬지방산이 분해되지 못하고 축적되면서 과다 생성된 ‘25-HC’이란 물질이 뇌에 염증을 일으킨다는 것이다. ●뇌 염증 원인 찾아 치료제 개발 기대 실제로 연구팀은 실험용 생쥐에게 25-HC를 과다 투입하면 ALD 현상이 나타나고 이 물질을 차단하면 뇌 염증이 줄어드는 것도 관찰했다. 김동욱 교수는 “이번 연구를 통해 ALD의 핵심 증상인 뇌 염증이 25-HC에 의해 생긴다는 것을 확인한 만큼 이를 차단하는 물질을 찾으면 효과적인 ALD 치료제로 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중요한 기억은 ‘저장’ 버튼을 눌러 영구 보존하고, 필요 없는 기억은 ‘삭제’ 버튼을 이용해 바로바로 지울 수 있는 세상이 온다? 뇌에 이식하는 일명 ‘브레인 칩’이 지금과는 완전히 다른 기억력과 정보력을 가져다 줄 것으로 기대를 모으고 있다. 서던캘리포니아대학 연구진이 연구중인 이것은 공상과학영화에나 등장할 법한 획기적인 기술을 내포한다. 작은 칩을 뇌에 이식하면 특정 정보를 영구 기억하거나 삭제하는 것이 가능하며, 영화 ‘매트릭스’의 한 장면처럼 특정 기술에 대한 정보를 뇌에 ‘다운로드’하는 것 역시 가능해진다. ‘브레인 칩’은 이미 쥐와 원숭이 등을 이용한 동물실험에서는 성공적인 결과를 보인 상태. 기억력과 정보력을 증폭시킬 수 있는 칩을 뇌에 이식하고 이를 통해 '슈퍼 휴먼'(Super Human)이 탄생할 날이 얼마 남지 않았다는 뜻이다. 연구를 이끌고 있는 티어더르 베르거 박사는 지난 20년 간 뇌에 삽입하는 인공기관 연구에 매달려 왔다. 이중 하나인 ‘브레인 칩’은 컴퓨터와 연결돼 있으며, 특정 소프트웨어를 이용해 기억이 지속되는 시간을 늘리는 것을 목적으로 한다. 단기 기억을 장기 기억으로 전환하기 위해, 뇌에 이식된 칩은 전자기적 신호를 보낸다. 우리 뇌가 이 신호를 받으면 장기 기억과 관련한 뇌 작용이 시작되면서 기억력이 강화되는 효과를 볼 수 있다. 연구진은 “이미 쥐와 고양이를 대상으로 ‘브레인 칩’ 실험을 실시했고, 그 결과 기억력이 강화된 것을 확인했다”면서 “현재는 간질 환자를 대상으로 인체 실험을 준비 중”이라고 밝혔다. 이어 “우리의 최종 목적은 브레인 칩을 상업화해 많은 환자들의 치료용으로 쓰일 수 있도록 하는 것”이라면서 “이번 연구는 우리가 기억력을 잃게 된 뒤에 기억을 재생시키거나 강화시키는데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr