19세기 이전까지 외과 의사의 가장 중요한 덕목은 빠른 수술이었다. 마취를 할 수 없던 당시 상황에서 환자의 고통을 최소화하고 출혈 및 통증으로 인한 쇼크와 탈진을 방지하기 위해서다. 특히 전쟁이나 사고로 인해 팔다리에 큰 상처를 입은 경우 빠른 사지 절단술이 매우 중요한 치료로 여겨졌다. 지금 생각해 보면 다친 사람의 팔이나 다리를 마취도 없이 절단하는 일이 끔찍하게 여겨지지만, 항생제가 없던 시절 감염이 온몸으로 퍼져 패혈증으로 사망하는 것을 막을 수 있는 유일한 방법이었다. 감염된 상처 위쪽을 깨끗하게 절단하면 감염을 예방할 수 있기 때문이다. 그런데 놀랍게도 과학자들은 비슷한 의료 행위를 개미 사회에서 발견했다. 나무에 굴을 파는 목수개미(학명 Camponotus fellah)는 동료가 다리를 다치면 큰 턱으로 해당 부위를 물어뜯어 절단한다. 이는 감염을 사전에 차단하여 개체와 군집 전체를 보호하기 위한 ‘예방적 절단’이다. 심지어 외과 수술을 집도한 목수개미는 상처 부위에 항균 물질을 분비해 감염을 예방하는 재주도 있다. 이렇게 응급 사지 절단술을 시행받은 개미의 생존 확률은 두 배 높은 것으로 알려져 있다. 이렇게 전문적인 치료 실력을 보면 목수개미 군집에는 치료를 전담하는 의사 개미가 따로 존재하는 것이 아닐까 하는 생각이 들 정도다. 독일 뷔르츠부르크 대학교의 에릭 프랑크 박사팀은 실제로 의료진 개미가 존재하는지 검증하기 위해 실험을 진행했다. 연구팀은 660마리의 개미가 포함된 6개의 군집을 대상으로 수 주간 완전 자동화된 추적 시스템을 가동했다. 수십만 건의 상호작용을 정밀 분석한 결과, 개미 군집에는 별도의 의사 개미가 존재하지 않는 것으로 밝혀졌다. 대신 유충을 돌보는 단계에서 먹이를 찾아 나서는 단계로 넘어가는 ‘전환기’에 있는 일꾼 개미들이 의료진 역할을 한다. 이들은 둥지 안팎을 자유롭게 오가며 활동 범위가 넓기 때문에 상처 입은 동료를 마주칠 확률이 다른 개체보다 훨씬 높다. 다만 단순히 활동 범위가 넓다고 해서 모두가 의료진이 되는 것은 아니었다. 연구팀은 상처를 돌볼지 말지를 결정하는 핵심 요인으로 ‘친밀도 지수’가 중요하다는 사실을 발견했다. 평소 같은 공간에 머문 시간, 더듬이를 통한 사회적 접촉, 마주치는 빈도 등이 높았던 개체일수록 상처 입은 동료를 돌볼 확률과 시간이 유의미하게 높았다. 이번 연구의 공동 저자인 알바 모테스-로드리고는 “상처를 돌보는 행위는 이전의 공간적 겹침과 사회적 상호작용에 의해 결정된다”며 “개미 개체 간의 관계가 의료 처치를 결정하는 핵심 요소”라고 밝혔다. 물론 이는 개미가 친한 친구들만 챙기기 때문은 아니다. 같은 군집의 개미라는 확신이 있어야 중요한 치료를 결정할 수 있고, 상대의 다리를 잘랐을 때 상대도 나를 동료로 인식하고 반격하지 않아야 하기 때문이다. 결론적으로 개미 군집은 중앙 통제 시스템이나 전문 인력 없이도, 개체 간의 사회적 상호작용과 활동 패턴을 통해 고도의 ‘사회적 면역’ 시스템을 유지하는 것으로 밝혀졌다. 작은 뇌를 지닌 단순한 곤충이지만, 단순한 원칙을 통해 고도의 의료 서비스를 제공하는 개미의 능력은 다시 한번 우리의 감탄을 자아낸다.

최근 40대에 접어든 방송인 서동주가 자신의 SNS를 통해 건강 관리 근황을 전하며 ‘식후 루틴’을 공개해 눈길을 끌고 있다. 시험관 시술 준비 과정에서 영양 섭취와 컨디션 관리에 공을 들이고 있는 그는 불규칙한 식사와 외식 환경 속에서도 자신만의 관리법을 통해 균형을 유지하고 있다고 밝혔다. 서동주는 “촬영이나 미팅 등 바쁜 일정으로 외식이 잦지만 먹는 즐거움을 무조건 포기하기보다는 식후 관리에 집중하는 편”이라며 최근 가방에 챙겨 다니며 식사 직후 효소를 챙기는 습관을 소개했다. ◆ 나이 들수록 줄어드는 체내 효소… 소화불량의 원인일까?체내 효소는 섭취한 음식물을 잘게 분해해 영양소 흡수를 돕는 핵심 역할을 하지만 나이가 들수록 그 양은 점차 감소한다. 체내 효소가 부족해지면 음식물이 제대로 분해되지 않은 채 장에 오래 머물러 가스를 유발하거나 소화불량, 복부 팽만감 등으로 이어질 수 있다. 특히 탄수화물과 단백질 섭취가 많은 식단이라면 식후 외부에서 효소를 보충하는 것이 소화 효율을 높이는 대안이 될 수 있다. 실제 국제 약물대사학회지(Current Drug Metabolism) 연구에서도 노화로 줄어든 소화 효소를 보충할 경우 위장관 증상 완화 및 영양소 흡수율 개선에 도움을 줄 수 있다고 밝힌 바 있다. ◆ ‘식후 효소 보충’… ‘캡슐레이션 효소’로 장까지 안전하게최근 건강 관리에 관심이 많은 이들 사이에서 주목받는 방법 중 하나는 효소 성분의 안정성을 높인 ‘캡슐레이션 효소’를 활용하는 것이다. 효소는 온도와 산도에 예민한데 이를 보호막으로 감싸 위산을 견디고 장까지 안정적으로 도달하게 돕는 방식이다. 이러한 형태의 효소 보충제는 식후 탄수화물과 단백질, 지방의 분해를 도와 장내 환경을 개선하는 데 도움을 준다. 단순히 소화를 돕는 것을 넘어 장내 미생물 균형을 유지하고 영양소 활용도를 높여 바쁜 직장인이나 탄수화물 섭취가 많은 사람들의 컨디션 관리 루틴으로 자리 잡고 있다. ◆ 장은 ‘제2의 뇌’… 올바른 생활 습관으로 관리해야미국 존스 홉킨스 의과대학(Johns Hopkins Medicine) 등 현대 의학계는 장을 단순히 음식물을 소화하고 배출하는 기관이 아닌 전신 면역과 신체 컨디션, 심지어 감정까지 제어하는 ‘제2의 뇌’로 규정하고 있다. 장과 뇌는 신경계와 면역계(장-뇌 축)를 통해 긴밀하게 소통하기 때문에 장내 환경이 무너지면 전반적인 신체 활력이 떨어지고 만성 피로감이나 무기력증을 느끼기 쉽다. 따라서 건강한 장을 유지하기 위해서는 효소 보충과 같은 보조적인 수단뿐만 아니라 평소의 생활 습관 관리가 반드시 병행되어야 한다. 우선 채소와 과일, 통곡물 등에 풍부하게 함유된 식이섬유를 충분히 섭취하는 것이 좋다. 식이섬유는 장내 유익균의 먹이가 되어 건강한 장내 환경을 조성하는 데 도움을 주기 때문이다. 여기에 충분한 수분 섭취와 규칙적인 식사 시간을 유지하는 것은 원활한 장 운동을 활성화하는 가장 기본적인 수칙이다. 또한 의학계에서는 장과 뇌가 밀접하게 연결되어 있다고 보는 만큼 스트레스 관리 역시 간과해선 안 된다. 수면 부족이나 만성 스트레스를 줄이고 충분한 휴식을 취하는 것이 장 건강 관리의 진정한 시작점이라 할 수 있다. 결국 건강 관리는 단기적인 요행이 아닌 꾸준한 습관의 영역이다. 자신의 식습관을 객관적으로 파악하고 불규칙한 일상 속에서도 올바른 생활 관리와 효소 보충 등 자신만의 건강 루틴을 꾸준히 실천하는 것이 신체 건강을 지키는 가장 확실한 길이라고 전문가들은 조언하고 있다.

그동안 수면 중에 주로 활성화되는 것으로 알려졌던 뇌척수액 순환과 뇌 노폐물 배출이 깨어 있는 상태에서의 특정 호흡 훈련을 통해서도 촉진될 수 있다는 인체 연구 결과가 나왔다. 메이요 클리닉(Mayo Clinic) 폴 민(Paul H. Min) 영상의학과 교수 연구팀은 의식이 있는 상태에서의 호흡이 뇌척수액(CSF)의 순유량(Net Flow)을 유의미하게 증가시킬 수 있음을 인체 대상을 통해 확인했다고 밝혔다. 이번 연구 성과를 담은 논문은 세계적인 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다. 기존의 뇌척수액 역학 연구는 주로 심장 박동에 따른 맥동(pulsation) 모델이나, 깊은 수면 중에 활성화돼 뇌의 노폐물을 청소하는 ‘글림프(glymphatic) 시스템’을 중심으로 이뤄져 왔다. 즉, 뇌척수액의 실질적인 이동과 대사산물 제거 기능은 수면이라는 특정 생리 상태에 의존한다는 것이 학계의 주된 이해였다. 그러나 폴 민 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 수면 상태가 아닐지라도 특정한 호흡 패턴이 두개강 내 압력 환경과 정맥 환류를 변화시켜 뇌척수액의 실제 이동을 직접 유도할 수 있다는 사실을 규명했다. 이번 연구 설계의 특징은 학제적 성격에 있다. 폴 민 교수 연구팀은 유체 흐름 측정 MRI 기법(PC-MRI)을 활용해 뇌척수액의 유체역학적 변화를 정밀 계측했고, 이와 함께 횡격막 움직임과 자율신경계 리듬을 분석해 생리적 기전을 규명했다. 연구에 사용된 호흡 수련 모델은 한국의 석문도문이 제공한 석문호흡(Seokmun Hoheup) 프로그램이다. 논문에서는 호흡이 기계적 경로(정맥 환류 촉진)와 자율신경 경로(호흡성 동부정맥을 통한 심박수 변조)를 통해 뇌척수액 역학 조절을 구조방정식 모델링(SEM) 분석으로 확인했다. 이를 통해 장기간에 걸친 호흡 기술(Respiration Technology, RT) 훈련이 의식적 행위인 호흡을 통해 뇌척수액 순환과 같은 불수의적 생리 기능에 영향을 줄 수 있음을 기술하고 있다. 또한 논문의 디스커션(Discussion) 후반부에서는 뇌척수액 속도가 노화에 따라 감소하는 것으로 알려져 있으며 고혈압이나 정맥 순응성 저하 같은 조건도 뇌척수액 역학을 손상시킬 수 있다고 밝히면서, “호흡 훈련이 특히 심혈관 기능이 저하된 이들에게 뇌척수액 역학을 보완하는 실현 가능하고 유망한 접근이 될 수 있다(These results position respiratory training as a feasible and promising intervention to support macroscopic CSF dynamics, especially in individuals with compromised cardiovascular function)”고 기술했다. 연구진은 이러한 연구 결과가 향후 고령층 뇌 건강 관리와 인지 기능 저하 예방 연구의 변수로 다뤄질 수 있음을 시사하며 후속 임상 연구가 진행되고 있음을 밝혔다.

스트레스를 이기려고 마신 술이 뇌 구조를 아예 바꿔놓을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 젊은 시절 스트레스 해소용으로 술을 마신 경험은 수십 년이 지나 술을 끊은 뒤에도 뇌에 흔적을 남기고 치매 초기 증상과 비슷한 인지 기능 저하로 이어질 수 있다는 것이다. 3일 과학 전문 매체 사이언스데일리는 최근 국제 학술지 ‘알코올 임상 및 실험 연구’에 실린 미국 매사추세츠대 애머스트 캠퍼스 연구진의 논문을 인용해 이같이 보도했다. 스트레스와 음주는 서로를 부추기는 관계로 알려져 있다. 술을 마시면 잠시 스트레스가 풀리는 듯하지만 이런 음주가 반복되면 뇌가 스스로 스트레스를 다스리는 능력이 약해진다. 결국 같은 정도의 안도감을 얻기 위해 점점 더 자주, 더 많은 양의 술을 찾게 되는 것이다. 과음은 잘못된 판단과 그로 인한 여러 문제를 낳아 오히려 스트레스를 키우기도 한다. 연구팀은 이런 악순환이 장기적으로 뇌에 어떤 흔적을 남기는지 알아보고자 했다. 인간과 뇌 회로 구조가 비슷한 쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 그 결과 스트레스와 음주가 동시에 작용할 때 뇌에 가해지는 영향이 둘 중 하나만 있을 때보다 훨씬 컸다. 청년기에 해당하는 젊은 생쥐에게 스트레스를 주며 술을 많이 먹였더니 이들이 중년이 되어 오랜 기간 술을 끊은 후에도 다시 스트레스를 받으면 술을 찾는 모습을 보였다. 특히 뇌의 ‘유연성’이 크게 떨어졌다. 흔히 나이가 들면 예상치 못한 상황이 펼쳐졌을 때 빠르게 대처하거나 새로운 결정을 내리기 어려워지는데, 젊을 때 스트레스를 술로 풀었던 생쥐들에게서 이러한 증상이 도드라졌다. 연구진은 이것이 초기 치매 환자들에게서 나타나는 전형적인 인지 기능 저하 모습과 일치한다고 설명했다. 이러한 현상이 일어나는 원인은 의사결정을 담당하는 뇌간의 작은 부위인 ‘청반’이 손상되기 때문이다. 건강한 뇌는 스트레스를 받을 때만 청반을 활성화하고 상황이 지나가면 다시 전원을 끈다. 반면 스트레스로 인해 술을 많이 마신 생쥐는 청반의 전원을 끄는 분자 장치가 고장 나 있었다. 이 때문에 뇌가 계속 혼란스러운 상태에 머물러 의사 결정 능력이 떨어지는 것이다. 게다가 청반 부위에서는 세포를 파괴하는 ‘산화 스트레스’가 높은 수준으로 발견됐다. 이는 알츠하이머 환자의 뇌에서 흔히 볼 수 있는 세포 손상 형태다. 오랜 시간 술을 끊어도 중년이 된 생쥐의 뇌는 이 손상을 복구하지 못했다. 연구를 이끈 엘레나 베이지 매사추세츠대 생물학과 부교수는 “젊은 시절 스트레스를 받았다고 술을 마시면 뇌 회복에 엄청난 어려움을 겪게 된다”며 “술을 끊지 못하고 올바른 선택을 내리지 못하는 것도 단순한 의지력 부족이 아니라 뇌의 신경망이 이미 손상됐기 때문”이라고 전했다.

헬스장에서 운동을 하다가 예상보다 조금 힘들게 느껴질 때가 있다. 특히 하체 운동은 쉽지 않다. 그런데 과학자들이 하체 운동의 고통을 덜어줄 손쉬운 방법을 찾아내 눈길을 끈다. 말레이시아 말라야대 스포츠·운동과학부 연구팀은 무게를 들기 전에 다크초콜릿 냄새를 30초 동안 맡은 것만으로도 힘든 느낌은 그대로지만 근력운동 반복 횟수가 평균 18번 더 늘어났다고 밝혔다. 심지어 실험 참가자들은 10시간 넘게 아무것도 섭취하지 않은 빈속이었다. 이 연구 결과는 생리학 분야 국제 학술지 ‘프론티어스 인 피지올로지’ 7월 9일 자에 실렸다. 연구팀은 건강하고 적당히 운동을 한 20대 초중반의 남성 23명을 세 집단으로 나눴다. 세 집단은 각각 코코아 함량 90%의 다크초콜릿을 녹인 것, 코코아 함량 60%의 밀크초콜릿을 녹인 것, 물 냄새 시료를 제공받았다. 연구팀은 참가자들에게 레그 익스텐션을 수행하기 전 최소 10시간 동안 공복 상태를 유지하도록 했다. 레그 익스텐션은 앉은 자세에서 무릎 아래 다리를 뻗어 무게추를 위로 들어 올리는 저항운동이다. 수행 능력은 훈련 전과 도중에 각각 측정됐다. 배고픔, 포만감, 먹고 싶은 욕구, 가까운 시일 내에 식사할 계획이 있는지 여부를 하체 운동 전에 보고하도록 했다. 운동 세트를 진행하는 동안에는 배고픔과 먹고 싶은 욕구만 측정했다. 각 측정은 냄새 시료에 30초간 노출된 뒤에 이뤄졌다. 연구 결과, 두 종류의 초콜릿 시료는 식욕 관련 지표에 뚜렷하지만 서로 다른 영향을 미치는 것으로 나타났다. 물이나 밀크초콜릿 시료와 비교했을 때 다크초콜릿 냄새를 맡은 실험 참가자들은 일관되게 운동 전 배고픔이 덜하고 먹고 싶은 욕구와 식사하고 싶은 마음이 줄었고 포만감은 더 크다고 보고했다. 다크초콜릿 냄새는 배고픔을 줄이고 포만감을 높이는 방식으로 식욕을 억제한 것이다. 반면 밀크초콜릿 시료 냄새를 맡은 참가자들은 다크초콜릿이나 물 시료보다 냄새가 더 기분 좋게 느껴진다고 답했지만 배고픔이나 식욕에는 영향을 미치지 않았다. 또 초콜릿 시료 냄새는 식욕 관련 지표뿐 아니라 운동 수행 능력에도 영향을 줬다. 90% 다크초콜릿 냄새를 맡았을 때 참가자들의 레그 익스텐션 반복 횟수는 물 냄새를 맡았을 때보다 약 18회, 60% 밀크초콜릿 냄새를 맡았을 때는 약 9회가 더 늘었다. 참가자들이 아무 것도 먹지 않은 상태에서 이런 효과가 관찰됐다는 점에서 음식을 ‘먹으리라는 기대’만으로도 실제로 먹는 것과 비슷한 효과가 나타날 수 있음을 시사한다. 음식 냄새는 소화 과정을 미리 가동시키거나 식사를 앞두고 몸과 마음에서 일어나는 변화를 촉발할 수 있고 이는 음식을 먹었을 때 나타나는 심리적·생리적 변화 일부와 매우 흡사하다고 연구팀은 설명했다. 또 이런 식욕 인식의 변화가 어릴 때부터 냄새에 대해 학습해 온 내용과 관련이 있을 것으로 보인다. 예전에 먹어본 음식처럼 학습된 신호(cue)는 ‘먹고 난 뒤에 일어날 일’에 대한 기대를 만들어내고, 이 기대가 배고픔에서 ‘포만감을 느끼는 상태’로 감각을 옮겨 놓을 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 무함마드 나슈루딘 빈 나하루딘 말라야대 박사는 “후각은 뇌의 식욕·감정 회로와 강력하게 연결돼 있다”며 “이번 연구는 선수들이 더 힘들게 애쓴다는 느낌 없이도 반복 횟수가 크게 증가한 것을 확인한 것인데 이는 심리와 생리가 맞물려 나타난 대단히 흥미로운 결과”라고 설명했다.

최근 코스피 변동성이 확대되면서 개인투자자들의 불안 심리도 커지는 가운데, ‘남보다 덜 벌었다’는 생각에 사로잡히는 포모(FOMO·소외 공포) 심리가 장기적인 자산 관리와 노후 준비까지 흔들 수 있다는 진단이 나왔다. 이상건 미래에셋투자와연금센터장은 지난 8일 공개된 서울신문 유튜브 채널 ‘시냅스-당신을 깨우는 지식’ 영상에서 “주가가 반토막 난 기억보다 일찍 팔았는데 이후 크게 오른 경험이 훨씬 오래 남는다”며 “투자에서 시기심은 정상적인 감정이지만 그 감정의 노예가 되어서는 안 된다”고 강조했다. 반토막보다 더 괴로운 건 ‘너무 일찍 판 주식’ 이 센터장은 투자자들이 느끼는 포모 심리를 행동경제학 관점에서 설명했다. 손실을 본 경험보다 수익을 일찍 확정한 뒤, 주가가 크게 상승한 경험이 더 오래 심리적 부담으로 남는다는 것이다. 이 센터장은 “주식을 샀다가 반토막이 나면 처음에는 화가 나지만 시간이 지나면 감정이 무뎌지고 결국 비자발적인 장기 투자자가 되는 경우가 많다”며 “반면 2배 수익을 내고 팔았는데 이후 10배까지 오르면 그 기억은 쉽게 잊히지 않는다”고 말했다. 이어 “요즘에는 일찍 판 투자자들이 심리적인 어려움을 호소하는 경우도 적지 않다”며 “결국 돈을 벌었는데도 ‘더 벌 수 있었는데’라는 생각 때문에 포모가 생기는 것”이라고 설명했다. 그러면서 “투자에서 인간의 시기심은 지극히 정상적인 감정”이라며 “그 감정을 인정하되, 그 감정에 끌려다니는 노예가 되어서는 안 된다”고 강조했다. 돈 벌고도 괴롭다…FOMO에 빠지는 투자자들 이 센터장은 투자 판단을 흔드는 핵심 요인으로 시장 전망보다 인간의 비교 심리를 꼽았다. 남들이 돈을 버는 장면을 지켜보는 순간, 합리적인 투자 판단보다 ‘나만 뒤처지고 있다’는 불안감이 앞설 수 있다는 설명이다. 이 센터장은 “포모는 내가 놓쳤다는 두려움에서 비롯된다”며 “남들은 다 부자가 되고 있는데 나만 가난해지고 있다고 느끼는 것이 포모”라고 말했다. 이어 “행동경제학자 대니얼 카너먼은 세상을 움직이는 것은 탐욕이 아니라 시기심이라고 봤다”며 “사람들은 자신의 수입 자체보다 옆 사람보다 얼마나 더 벌었는지에 더 민감하게 반응한다”고 설명했다. 이 센터장은 카너먼의 마지막 인터뷰를 언급하며 “평생 인간의 편향을 연구한 카너먼조차 자신의 편향을 완전히 극복하지는 못했다고 했다”며 “다만 실수를 빨리 인정하는 법을 배웠다고 말한 점이 중요하다”고 전했다. 그러면서 “시기심과 원망, 복수심, 자기연민은 모두 투자 판단을 흐릴 수 있는 감정”이라며 “특히 자기 자신을 불쌍하게 여기는 사고방식은 매우 파괴적일 수 있다”고 강조했다. 국장·미장 다 걸쳐라…포모 줄이는 투자법 이 센터장은 개인투자자들에게 시장의 흐름을 완벽하게 맞히려 하기보다 꾸준히 시장에 남아 있는 전략이 현실적이라고 조언했다. 특히 국내 증시와 미국 증시 등에 나눠 투자하는 자산 배분이 포모를 줄이는 데 도움이 된다고 봤다. 이 센터장은 “시장의 바닥에서 사고 꼭대기에서 파는 능력이 있다면 그렇게 하면 되지만 대부분의 투자자는 그렇게 하기 어렵다”며 “그럴수록 비겁하게 투자해야 한다. 국내 증시와 미국 증시에 다리를 걸쳐놓고 살아야 한다”고 말했다. 이어 “미국 증시가 아무리 좋아도 국내 증시에 일부는 발을 담그고, 반대로 국내 증시가 좋아도 미국 증시에 일부는 발을 담가야 한다”며 “자산 배분을 해놓고 투자하면 포모도 덜 온다”고 설명했다. 그러면서 “자산을 분산하면 큰돈을 벌 가능성은 줄어들 수 있지만, 길게 보면 가난해지지도 않는다”며 “투자에서 기회가 없어서 돈을 벌지 못했던 적은 거의 없다”고 강조했다. 이 센터장은 개별 종목 투자보다는 펀드나 상장지수펀드(ETF)를 활용한 분산 투자를 대안으로 제시했다. 그는 “직접 투자도 좋지만 먼저 자산 배분을 해나가는 습관을 들이는 것이 중요하다”며 “국내 증시와 미국 증시를 50대 50으로 나눠 투자했다면 매일 비율을 조정할 필요 없이 1년에 한 번이나 큰 이벤트가 있을 때 조정하면 된다”고 설명했다. 그러면서 “사람들이 살면서 가장 돈을 많이 버는 것 중 하나가 월급이라는 사실을 잊지 않았으면 좋겠다”며 “눈앞의 수익에 조급해하기보다 자신이 편안하게 오래 이어갈 수 있는 투자 방식을 찾아야 한다”고 덧붙였다. [시냅스] 서울신문 영상디지털센터가 선보이는 지식 교양 채널입니다. 뇌의 신경세포를 잇는 시냅스처럼, 세상 곳곳의 흩어진 정보와 이야기를 연결하고자 합니다. 지식은 연결될 때 힘이 됩니다. 지금, 당신의 시냅스를 깨워드립니다.

올해 여름은 온난화에 엘니뇨 현상까지 겹쳐 평년보다 덥고 극한 기상이 빈번해질 것으로 전망됩니다. 지구가 뜨거워지면 ‘더워서 생활하기 불편한 것 빼고는 크게 달라지는 것이 있을까’라는 생각을 하곤 합니다. 실제로는 우리가 알지 못하는 많은 변화를 유발합니다. 대기 중 이산화탄소 농도 상승으로 인한 해양 산성화는 다양한 바다 생물에 심각한 위협이 된다는 사실은 잘 알려져 있습니다. 캐나다 아카디아대 생물학과, 대만 중앙연구원 해양연구소 공동 연구팀은 온난화로 인해 바닷물에 녹아드는 이산화탄소 농도가 계속 높아질 경우 오징어를 비롯한 두족류의 뇌 부피가 절반으로 줄어들 수 있다고 밝혔습니다. 이는 이탈리아 피렌체에서 7~9일 열리는 ‘실험생물학 2026 컨퍼런스’에서 발표됐습니다. 두족류는 좌우 대칭형이며 몸통이 머리 위에 붙어 있고 머리 밑에 다리가 존재하는 동물로 1000~1200종에 이릅니다. 개와 비슷한 개수의 신경세포(뉴런)를 지녀 바다에서 가장 지능이 높은 동물로도 유명합니다. 연구팀은 부화 순간부터 무늬오징어를 두 집단으로 나눠 한쪽은 현재 바다와 비슷한 수준의 pH(산도) 8.20 수준의 수조에, 다른 쪽은 기후변화 예측 시나리오에 따라 2100년의 바다를 상정한 pH 7.80의 수조에 넣었습니다. 90일 후 오징어를 수조에서 꺼내 머리를 보존 처리해 확산형 자기공명영상(dMRI)으로 촬영했습니다. 연구팀은 몸통 크기에 따른 뇌 부피 변화도 살펴봤습니다. 그 결과, 이산화탄소 농도가 높은 곳에 있었던 오징어들의 뇌 부피가 감소한 것이 확인됐습니다. 감소 폭이 가장 컸던 뇌 부위는 시력과 관련 있는 곳으로 나타났습니다. 현재 바다 환경과 비슷한 수조에서 자란 오징어에 비교했을 때 시각 관련 뇌 부위가 52~62% 작았습니다. 바다의 이산화탄소 농도가 높아지면 오징어의 사냥 행동이 감소하는 이유도 시력이 나빠지기 때문이라고 연구팀은 설명했습니다. 연구를 이끈 개럿 앨런 캐나다 아카디아대 교수는 “이번 연구는 두족류를 대상으로 했지만 이산화탄소 농도 증가는 다른 동물들에게도 심각한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다”고 밝혔습니다.

부모라면 자녀가 분가해 나가기 전까지는 나이가 많든 적든 간에 양육 관련한 스트레스를 받을 수밖에 없다. 국내 연구진이 부모가 받는 양육 스트레스가 뇌 기능과 구조를 바꿀 수 있다고 밝혀 놀라움을 주고 있다. 한국뇌연구원 인지과학연구그룹은 육아 과정에서 겪는 스트레스와 우울이 부모 뇌의 구조와 기능을 완전히 바꿔버릴 수 있다고 8일 밝혔다. 이 연구 결과는 정신과학 분야 국제 학술지 ‘정서 장애 저널’(Journal of Affective Disorders)에 실렸다. 자녀 양육은 부모에게 기쁨과 동시에 스트레스가 된다. 양육 관련한 기존 연구들은 주로 출산 전후 산모나 영유아기 부모의 초기 양육 스트레스와 우울에만 집중했다. 이에 연구팀은 자녀가 성장함에 따라 오랜 기간 육아 환경에 노출된 평균 9.2세의 학령기 자녀를 둔 어머니들의 스트레스에 주목했다. 연구팀은 정신질환 경험이 없는 학령기 자녀의 어머니 167명을 대상으로 정밀 심리 검사와 뇌 자기공명영상(MRI)을 실시해 정밀 분석했다. 부모의 정서 상태를 객관적으로 평가하기 위해 표준 양육 스트레스 검사, 우울증 척도, 불안 척도를 활용해 자녀의 특성과 부모의 심리적 부담감을 정량화했다. MRI를 이용해 부모의 뇌 구조와 기능을 측정해 양육 스트레스, 우울, 불안이 어떻게 최종적으로 뇌 변화로 이어지는지 신경생물학적 연결 고리를 분석했다. 그 결과, 우울이 심한 부모는 우울이 거의 없는 부모와 비교해 기억과 정서 처리의 관문 역할을 하는 ‘좌측 내후각피질’ 표면적이 작아지고 기능적 연결이 약해진 것으로 나타났다. 통계 모형 분석으로는 부모의 우울 정도에 따라 양육 스트레스에 따른 뇌 구조와 기능 변화량이 달라진다는 것을 파악했다. 양육 스트레스가 뇌를 변화하도록 하는 핵심 매개체 역할을 한다는 것을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 정민영 박사는 “이번 연구 결과는 양육 스트레스가 부모의 뇌에 남기는 흔적이 우울증이라는 정서 상태를 통해 구체화될 수 있다는 것을 보여준다”며 “양육자의 정신건강, 특히 우울에 대한 관심과 관리가 부모 개인뿐만 아니라 가정 전체의 정신적 평안으로 이어질 수 있음을 의미한다”고 밝혔다.

사람들은 매일 오감을 통해 수많은 정보를 경험하고 받아들이지만 어떤 정보는 오랫동안 남는 반면 어떤 것은 돌아서면 잊어버리기도 한다. 오래 남는 기억은 학습과 경험 축적의 기반이 되고 노화로 인한 치매 같은 인지 저하와도 밀접한 연관이 있다. 기초과학연구원(IBS) 기억 및 교세포 연구단, 한국뇌연구원 공동 연구팀은 기억을 오래 유지하는 핵심은 뇌 속 ‘별세포’에 있다는 사실을 확인했다. 연구팀은 별세포 내 단백질 ‘Ank2’가 장기 기억 유지에 필수적인 역할을 하며 별세포 신호만 선택적으로 조절해 기억을 더 오래 유지할 수 있다는 것을 동물실험으로 밝혀냈다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 7월 7일 자에 실렸다. 뇌과학이 발전하면서 기억 연구도 활발하지만 대부분 정보를 전달하는 신경세포(뉴런)를 중심으로 진행됐고 뇌 속 다른 세포들의 역할은 충분히 규명되지 않아 기억의 장기 유지와 관련한 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 신경세포 주변 환경을 조절하고 항상성을 유지하는 별세포에 주목했다. 별세포는 뉴런 보조 세포로만 알려졌다가 최근 시냅스 기능 조절, 신경회로 유지에 적극 관여한다는 사실이 속속 밝혀지고 있다. 연구팀은 별세포에서만 Ank2를 제거한 생쥐로 기억 행동 실험을 했다. 그 결과, Ank2 제거 생쥐는 최근 기억은 정상 유지됐지만 2주 뒤 측정한 장기 기억은 눈에 띄게 감소한 것이 확인됐다. 또 Ank2가 없는 별세포는 구조가 단순해지고 기억을 저장하는 신경세포 집단인 엔그램 신경세포와의 물리적 접촉도 크게 줄어든 것으로 나타났다. 학습과 기억 형성에 핵심인 장기강화 유지 능력의 저하도 관찰됨으로써 별세포가 단순히 신경세포 보조 역할을 넘어 기억을 장기간 안정적으로 유지하는 데 직접 관여한다는 점을 파악할 수 있었다. 연구팀은 분자 단위로 기억 유지 과정을 분석했는데 Ank2가 별세포 내 칼슘 신호 전달에 중요한 역할을 하는 것을 확인했다. Ank2가 제거되면 세포 내 칼슘 신호가 약화되고 이에 따라 신경세포 간 연결을 강화하고 기억 형성을 돕는 핵심 단백질인 뇌유래신경영양인자(BDNF)에 반응성이 줄었다. 연구팀은 광유전학 기법으로 별세포 내 BDNF 관련 신호 경로를 자극하자 기억이 오래 유지되는 것을 관찰하기도 했다. 연구를 이끈 고우현 IBS 기억 및 교세포 연구단 박사는 “이번 연구 결과는 그동안 신경세포 중심으로 살펴본 기억 연구의 관점을 확장했다는 점에서 의미가 크다”며 “노화나 우울증으로 인한 인지 저하나 알츠하이머 같은 다양한 기억 관련 뇌 질환 연구와 치료의 새로운 방향을 제시할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

뇌과학자들이 ‘나이가 들수록 뇌가 굳어진다’는 속설과 달리 뇌 노화를 최대 13년까지 늦출 방법을 찾았다. ●AI·미세자기장으로 뇌활동 측정 스페인, 칠레, 아르헨티나, 아일랜드 공동 연구팀은 두 개 이상 언어를 구사하는 사람들의 뇌는 한 개 언어 사용자보다 훨씬 젊다는 사실을 확인했다. 특히 구사하는 언어 수가 많을수록 뇌는 젊어지고 나이가 어릴 때 언어를 여러 개 배우면 뇌 노화 속도가 상당히 늦춰진다고 연구팀은 밝혔다. 이 연구 결과는 6일(현지시간)부터 닷새간 스페인 바르셀로나에서 열리는 ‘유럽 신경과학 연합 2026 연례 컨퍼런스’에서 발표됐다. 연구팀은 스페인어, 바스크어, 프랑스어, 영어 등 최대 4개 언어를 구사하는 스페인 바스크 지역 거주자 728명을 대상으로 인공지능(AI)과 미세 자기장으로 뇌 활동을 측정하는 뇌자도(MEG) 기술로 ‘뇌 노화 시계’를 구축했다. AI에게 각 연령대의 뇌 활동 특질을 가르친 셈이다. 이렇게 만든 뇌 노화 시계로 성인 남녀 144명의 뇌 연령을 측정하고 실제 나이와 비교했다. 그 결과 두 개 언어를 구사하는 사람은 단일 언어 구사자보다 뇌가 평균 6년 정도 더 젊은 것으로 나타났다. 세 개 언어 구사자는 7~8년, 네 개 언어 구사자는 13년 정도 더 젊었다. ●능숙도·시기 등도 뇌 노화와 관련 연구팀에 따르면 구사하는 언어 수뿐 아니라 능숙하게 구사하는 정도, 언어 학습을 시작한 시기도 뇌의 노화 지연과 연관이 있었다. 연구를 이끈 루치아 아모루소 스페인 바스크 인지·뇌·언어 연구센터 박사는 “뇌 노화에는 생활습관, 식단, 사회적 관계 등 다양한 요소가 관여하지만 학습이 미치는 영향은 특히 중요하다”고 밝혔다.

앉아 있는 시간이 1시간을 넘을 때마다 스마트워치가 알람을 보낸다. 화면에는 ‘움직일 시간이에요’라는 문구까지 뜬다. 바쁘지 않을 때는 일어나려는 시늉이라도 해 보지만 그런 경우는 많지 않다. 대부분은 알람을 끄고 하던 일을 계속한다. 오래 앉아 있는 것이 건강에 해롭다는 건 이미 널리 알려진 상식이다. 앉아 있는 시간이 길수록 혈액순환과 대사 기능이 떨어져 심혈관질환 위험이 높아지고, 척추와 근골격계에 부담을 준다. 뇌 건강에도 악영향을 끼친다. 이제는 1시간 대신 ‘30분 알람’으로 바꿔야 할 것 같다. 30분 이상 앉아 있거나 누워 있는 시간이 길수록 암으로 사망할 위험이 커진다는 최신 연구 논문이 발표됐다. 영국 글래스고대 연구진이 12년 동안 참가자 9만명을 추적 분석한 결과다. 책상 앞에 오래 앉아 있는 자세는 집중력과 끈기, 인내심의 상징으로 여겨져 왔다. 하지만 이제는 자주 움직이는 것이 건강을 지키는 바람직한 습관이다. “공부는 머리가 아니라 엉덩이로 한다”는 어른들의 말도 더는 설득력을 갖기 어렵게 됐다.

뇌·컴퓨터 인터페이스 난제 해결“정년제 개선해 원로도 연구기회를” “과학자의 길은 굉장히 길고 끊임없는 도전과 시행착오가 따르기 마련입니다. 이를 극복할 방법은 동료 과학자와 멘토를 통해 과학적 문제뿐 아니라 과학자로서 삶의 문제를 같이 공유하고 논의할 수 있는 ‘연대 의식’입니다.” ‘대한민국최고과학기술인상’ 수상자로 6일 선정된 천진우(62) 연세대 언더우드 특훈교수(화학과)는 이날 서울 종로구 정부서울청사에서 밝힌 수상소감에서 이렇게 말했다. 이는 과학기술인의 명예와 자긍심을 높이려 2003년부터 수여한 국내 최고 권위의 상으로 지난해까지 총 48명이 수상했다. 천 교수는 연세대 화학과를 졸업하고 미국 일리노이대 어바나-샴페인에서 무기화학으로 박사학위를 받았다. 2002년부터 연세대 화학과 교수로 재직하며 나노화학에 생명공학을 융합했고 이를 통해 질병 진단, 세포 치료, 뇌 회로 교정 등 기존 의학 분야의 한계를 뛰어넘었다. 나노의학 분야를 개척한 천 교수는 나노-자기 유전학 기술을 개발해 자기장으로 살아있는 동물의 뉴런 활성을 무선·원격 조절이 가능하다는 것을 증명했다. 이는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 분야의 오랜 난제를 해결한 것이었다. 또 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단을 설립했고 국제 막스 플랑크 연구센터를 유치했다. 이를 통해 국제 연구 협력과 국내 연구 기반을 강화하며 우리나라를 ‘세계 나노의학 연구 허브’로 이끌고 있다는 평가를 받는다. 천 교수는 이날 기초과학 분야에 젊은 인재를 끌어들이는 방안도 제언했다. 그는 “과학을 하고 싶은 인재들에게 중요한 것은 꿈을 펼칠 안정된 환경 제공”이라며 “과학자의 정년 제도를 개선해 원로 석학들이 걱정 없이 한국 과학 발전에 이바지하는 풍토를 바꾸는 등 장기적이고 충분한 보상제도를 갖춰야 한다”고 말했다. 이어 “무엇보다 기초과학에 대한 국가의 적극적인 제도적 지원이 필요하다”고 강조했다. 천 교수는 7일 서울 강남 과총회관에서 열리는 ‘2026 세계한인과학기술인대회’에서 대통령 상장과 함께 상금 3억원을 받는다.

코골이는 기도 좁아져 나는 소리수면 질 해쳐 권태감·기억력 감퇴 뇌졸중·치매 발생 위험까지 높여체중 10% 빼면 증상 곧바로 호전건보 적용되는 양압기 치료 권장 충분히 잠을 잤는데도 아침에 눈을 뜨기 힘들다. 입안은 마르고 머리가 지끈거린다. 낮이 되면 쏟아지는 졸음을 참을 수 없어 일에 집중하기 힘들다. 단순한 만성 피로일 것 같지만 아니다. 자신의 자는 모습을 보면 비밀이 풀린다. 갑자기 숨을 멈췄다가 ‘컥’ 소리와 함께 숨을 몰아쉬는, 자도 자도 피곤한 ‘수면무호흡증’이 닥친 것이다. 많은 사람이 코골이를 단순한 잠버릇이나 피곤해서 나타나는 생리 현상 정도로 가볍게 여긴다. 하지만 심한 코골이는 생명을 위협하는 수면무호흡증의 위험 신호일 수 있다. 코골이는 코에서 나는 소리 같지만 실제로는 목 부위에서 난다. 들숨과 날숨이 지나는 숨길인 기도가 좁아지거나 막히면서 나는 소리다. 수면 중 10초 이상 숨이 멈추는 상태가 반복되는 수면무호흡증은 나이가 들면 흔하게 나타난다. 과거에는 그냥 넘어갔지만 최근에는 ‘수면의 질’을 중시하는 경향이 강해지면서 병원을 찾는 사람이 급증했다. 지난해 수면무호흡증으로 병원을 찾은 환자는 20만명에 육박한다. 수면무호흡증은 크게 중추성, 폐쇄성, 혼합형으로 나뉜다. 이 중 폐쇄성 수면무호흡증이 전체의 85%를 차지한다. 불면증 환자와 달리 수면무호흡증 환자는 눕자마자 깊은 잠에 빠지는 것처럼 보인다. 그러나 정작 잠이 든 후 기도가 막히며 뇌가 ‘산소를 공급하라’는 각성 작용을 계속 일으킨다. 깊은 잠을 유지하지 못해 겉으로는 잘 자는 것 같아도 밤새 수십, 수백 번씩 잠에서 깨어나는 셈이다. 잠을 제대로 자지 못하다 보니 낮 동안 심한 졸음과 권태감, 기억력 감퇴가 찾아온다. 졸음운전이나 산업재해의 위험도 키운다. 특히 신체 건강에 악영향을 준다. 고혈압, 당뇨병, 대사증후군은 물론 심부전이나 부정맥, 심근경색, 뇌졸중 등 치명적인 심뇌혈관질환의 발생 위험을 높인다. 최근에는 인지 기능을 떨어뜨려 치매 발생 위험을 증가시킨다는 연구 결과도 보고됐다. 어린아이에게는 성장장애와 학습 능력 저하, 집중력 장애, 주의력 결핍 과잉행동장애(ADHD)를 불러올 수 있다. 수면무호흡증을 유발하는 대표적인 원인은 비만이다. 목 주변에 지방이 축적돼 기도를 압박하면서 나타난다. 턱이 작거나 뒤로 밀린 구조, 늘어진 연구개 등도 원인이다. 의학이 발달하면서 병원에서 하룻밤을 자며 뇌파, 호흡, 산소포화도 등을 측정하는 수면다원검사를 통해 수면무호흡증을 진단할 수 있다. 치료를 하거나 증상을 완화하려면 일상적인 생활 습관을 개선해야 한다. 비만 환자는 체중을 10%만 감량해도 무호흡 증상이 눈에 띄게 호전된다. 똑바로 눕기보다 옆으로 30도 정도 비스듬히 누워 자는 자세를 유지하는 것이 좋다. 자는 동안 자세 유지를 위해 테니스공 하나를 등 뒤에 받쳐 고정하는 것도 도움이 된다. 수면이 부족하다고 술을 마시거나 수면제를 먹고 자는 것은 금물이다. 기도를 유지하는 근육의 긴장이 풀어져 오히려 증상을 악화시킨다. 코에 끼우는 클립이나 입을 막는 테이프 등 시중에 판매되는 코골이 방지 기구는 과학적 근거가 부족하다. 기도가 심하게 좁아진 환자는 압축된 공기를 마스크로 불어 넣어 기도를 넓히는 양압기(CPAP) 치료가 권장된다. 최근 건강보험이 적용되며 환자의 부담도 줄었다. 아래턱을 앞으로 당겨 혀가 목구멍을 막지 않게 돕는 구강 내 장치를 활용하는 방법도 있다. 김경수 강남세브란스병원 이비인후과 교수는 “폐쇄성 수면무호흡증 환자는 항상 산소가 부족한 상태로 잠에 쉽게 빠지지만 잠을 자도 잔 것 같지 않게 된다”며 “방치하면 심각한 건강 문제를 불러올 수 있어 정확한 진단과 치료를 받아야 한다”고 강조했다. 정진혁 한양대구리병원 이비인후과 교수는 “코골이는 단순한 잠버릇이 아니라 건강을 지키기 위해 반드시 관심을 가져야 할 증상”이라며 “방치하지 말고 적극적으로 치료해야 한다”고 조언했다.

외로움과 고립, 고독은 혼재돼 사용되는 경우가 많지만 명백히 다른 개념이다. 외로움은 다른 사람과 함께 있을 때도 느낄 수 있는 주관적 감정 상태이며 고립은 상호 작용할 사람이 거의 없는 객관적 상태를 말한다. 고독은 자발적으로 선택한 혼자 있음 상태다. 한국뇌연구원 정서·인지질환 연구그룹, 강원대 생물공학전공 공동 연구팀은 단 하루의 사회적 고립만으로도 뇌를 변화시킨다고 6일 밝혔다. 연구팀에 따르면 짧은 시간의 사회적 고립만으로도 뇌 속 특정 세로토닌 수용체가 증가하고 이 변화가 사회적 대상에 대한 가치 판단을 바꿔 익숙한 개체를 더 선호하게 만든다. 이같은 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 외로움과 사회적 고립은 우울증, 불안장애 같은 다양한 정신질환의 주요 위험요인으로 알려져 있다. 그렇지만 짧은 기간의 고립이 사회적 의사결정에 어떤 영향을 미치고 그런 변화가 뇌에서 어떻게 발생하는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 생쥐를 24시간 동안 홀로 격리해 가둔 뒤 익숙한 개체와 새로운 개체를 동시에 만나게 했다. 보통 생쥐는 새로운 개체에 더 많은 관심을 보이지만 사회적으로 고립된 생쥐는 익숙한 개체에게 더 많이 접근하는 행동을 보였다. 연구팀은 사회적 고립이 단순히 사회성을 변화시키는 것이 아니라 사회적 대상의 가치를 평가하는 기준 자체를 변화시킬 수 있음을 의미한다고 설명했다. 사회적으로 고립된 생쥐의 뇌를 분석한 결과 외측고삐핵에서 세로토닌 수용체 중 하나인 ‘5-HT4R’ 발현이 정상 생쥐보다 2.5배 이상 증가한 것으로 확인됐다. 세로토닌은 감정과 기분 조절에 중요한 역할을 하는 신경전달물질이다. 또 사회적 고립 상태에서는 외측고삐핵으로 전달되는 세로토닌 신호가 줄었고 증가한 5-HT4R은 줄어든 세로토닌 신호를 보완하기 위한 뇌의 적응적 반응이라는 점을 밝혀냈다. 연구팀은 5-HT4R을 활성화하는 약물로 처리하고 살펴본 결과 사회적 고립으로 손상된 신경세포 간 연결 조절 기능이 회복되고 과도하게 증가한 신경세포의 흥분성도 정상 수준으로 회복되는 것으로 나타났다. 살아 있는 생쥐의 외측고삐핵에 동일한 약물을 투여하면 고립 이후 나타났던 익숙한 개체 선호 현상 역시 정상적인 사회적 선호 패턴으로 회복됐다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 우울증과 불안장애 등 사회적 고립과 관련된 질환의 새로운 치료 전략 개발에 도움을 줄 것으로 보고 있다. 연구를 이끈 김정연 한국뇌연구원 박사는 “사람 역시 누구나 짧은 기간의 고립만으로도 사회적 관계를 바라보는 방식이 달라질 수 있다”며 “이번 연구가 외로움과 사회적 고립으로 인한 정신건강 문제를 이해하고 치료하는 데 새로운 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

나이 들수록 휴대전화를 놔둔 곳이 헷갈리고 사람 이름이 얼른 생각나지 않아 당황스러울 때가 잦아진다. 많은 사람이 그저 노화의 과정이라고 생각하고 영양제나 약물에 의존하지만 현재 의학 기술로 인지 기능 저하나 치매 발병을 늦출 수 있는 기간은 길어야 수개월에 불과하다. 그런데 나이 들면 뇌가 굳어진다는 속설과 달리 ‘이것’은 뇌 노화를 최대 13년까지 늦출 수 있는 방법이 있다. 전 세계 뇌신경과학자들이 입을 모아 극찬하는 뇌의 안티에이징 비법은 외국어 학습이다. 스페인 바스크 인지·뇌·언어 연구센터, 칠레 아돌포 이바네즈대 라틴아메리칸 뇌 건강 연구소, 아르헨티나 산안드레스대 인지 신경과학 연구센터, 아일랜드 트리니티 칼리지 더블린 뇌 보건 연구소 공동 연구팀은 두 개 이상 언어를 구사하는 사람들의 뇌는 한 개 언어만 사용하는 사람보다 훨씬 젊다는 사실을 확인했다. 특히 구사하는 언어 수가 많을수록 뇌는 젊어지고 나이가 어릴 때 언어를 여러 개 배우면 뇌 노화 속도가 상당히 늦춰진다고 연구팀은 밝혔다. 이 연구 결과는 6~10일 스페인 바르셀로나에서 열리는 ‘유럽 신경과학 연합 2026 연례 컨퍼런스’(FENS)에서 발표됐다. 인간의 뇌는 수십억 개의 신경세포(뉴런)로 이뤄져 있으며 이들은 서로 소통을 한다. 그러나 나이가 들면서 뇌 연결성이 떨어지고 결국 기억력과 사고의 속도가 감퇴하게 된다. 연구팀은 스페인어, 바스크어, 프랑스어, 영어 등 최대 4개 언어를 구사하는 스페인 바스크 지역 거주자 728명을 심층 분석했다. 이들은 뇌 세포가 활성화될 때 발생하는 미세 자기장으로 뇌 활동을 측정하는 뇌자도(MEG) 기술과 인공지능으로 다양한 나이대 사람들의 뇌 활동 데이터를 분석해 ‘뇌 노화 시계’를 구축했다. 이를 통해 특정 나이대에서 정상적인 수준의 뇌 연결성이 어느 정도인지 밝혀냈다. 이어 이렇게 만든 뇌 노화 시계로 144명의 성인 남녀로 구성된 두 번째 집단의 뇌 연령을 측정하고 실제 나이와 비교했다. 연구 결과, 두 개의 언어를 구사하는 사람은 단일 언어만 구사하는 사람보다 뇌가 평균 6년 정도 더 젊은 것으로 나타났다. 세 개 언어를 구사하는 사람의 뇌는 7~8년, 네 개 언어를 구사하는 사람들의 뇌는 13년 정도 더 젊은 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 더 많은 언어를 구사하는 사람은 실제 나이를 바탕으로 추정되는 것보다 더 젊어 보이는 뇌를 갖는 경향을 보인다. 언어의 숫자뿐만 아니라 언어를 더 능숙하게 구사하는 능력과 이른 시기에 언어 학습을 시작하는 것도 뇌 노화의 지연과 연관이 있는 것으로 나타났다. 즉 다중언어 구사 여부와 함께 언어 경험의 깊이와 지속 시간도 중요하다는 것이다. 연구를 이끈 루치아 아모루소 스페인 바스크 인지·뇌·언어 연구센터 박사는 “뇌 노화에는 흡연, 식단, 사회적 관계 등 다양한 요소가 관여하지만 뇌를 활성화하는 데 필요한 학습이 미치는 영향은 특히 중요하다“며 “이번 연구는 2~4개의 언어를 배우는 것이 뇌를 더 오래, 더 젊게 유지하는 데 도움을 주고 일찍 시작할수록 더 좋다는 것을 보여준다”고 밝혔다.

방송인 랄랄(33)이 임신 직전까지 전자담배를 하루 두 갑씩 피웠다고 고백한 뒤 “정말 반성한다”고 사과하면서 임신 전후 흡연이 태아 건강에 미치는 영향에도 이목이 쏠린다. 랄랄은 최근 유튜브 채널을 통해 “임신 직전까지 전자담배를 하루 두 갑씩 피웠던 것이 사실”이라며 “지금은 전혀 다른 삶을 살고 있고 정말 반성한다”고 밝혔다. 의학계에서는 임신 중 흡연이 저체중아 출산, 조산, 태아 성장 지연 위험을 높인다는 사실이 잘 알려져 있다. 최근에는 임신 중뿐 아니라 임신 전 흡연 이력까지 자녀의 장기적인 건강과 연관될 수 있다는 연구 결과도 잇따라 발표되고 있다. 고려대학교 구로병원 정신건강의학과 장문영 교수 연구팀은 서울대학교병원, 숭실대학교 연구진과 함께 2009~2018년 출생한 영아 86만여 쌍의 모자 데이터를 분석한 전국 단위 인구 기반 코호트 연구를 진행했다. 연구팀은 국민건강보험공단 일반건강검진 자료를 토대로 출산 전 2년 이내 산모의 흡연 여부를 비흡연, 과거 흡연, 현재 흡연으로 구분한 뒤 자녀를 평균 8년 이상 추적 관찰하며 지적장애, 자폐스펙트럼장애(ASD), 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 발생 여부를 분석했다. 분석 결과, 과거 흡연 경험이 있는 산모의 자녀는 비흡연 산모의 자녀보다 지적장애 발생 위험이 21%, 자폐스펙트럼장애는 29%, ADHD는 18% 높았다. 현재 흡연 중인 산모의 경우에는 지적장애 44%, 자폐스펙트럼장애 52%, ADHD 35% 높은 위험을 보였다. 특히 흡연량이 가장 적은 그룹에서도 비흡연군과 비교해 지적장애 위험은 35%, 자폐스펙트럼장애는 55%, ADHD는 33% 높은 것으로 나타났다. 연구팀은 흡연량이 많지 않더라도 태아의 신경발달에 영향을 미칠 가능성을 시사하는 결과라고 설명했다. 장 교수는 “이번 연구는 임신 중 흡연뿐 아니라 임신 전 흡연 이력까지 자녀의 신경발달과 관련이 있을 수 있음을 보여준다”며 “적은 양의 흡연 경험이라도 영향을 미칠 가능성이 있는 만큼 임신을 계획하는 단계부터 금연하는 것이 중요하다”고 강조했다. 흡연은 태아의 신경발달뿐 아니라 임신 과정에도 영향을 줄 수 있다. 차의과학대학교 분당차병원 산부인과 류현미 교수 연구팀이 국내 임신부 3457명을 대상으로 분석한 결과, 임신 전 흡연력이 있는 여성은 비흡연 여성보다 인슐린 치료가 필요한 중증 임신성 당뇨병(A2형) 위험이 약 4배 높았다. 특히 임신 사실을 인지한 이후에도 초기까지 흡연을 지속한 경우에는 그 위험이 약 10배까지 증가한 것으로 나타났다. 누적 흡연량이 많을수록 위험도 커졌다. 연구에서는 하루 한 갑을 1년간 피운 양을 의미하는 ‘갑년(pack-year)’을 기준으로 분석한 결과, 누적 흡연량이 증가할수록 중증 임신성 당뇨병 위험도 가파르게 상승하는 경향을 보였다. 전자담배라고 해서 안전한 것은 아니다. 대부분의 전자담배에는 니코틴이 포함돼 있으며, 니코틴은 태반 혈관을 수축시키고 태아에게 전달되는 산소와 영양 공급을 감소시킬 수 있다. 이로 인해 태아의 뇌와 폐 발달에 영향을 미칠 가능성이 제기되고 있으며, 현재까지 전자담배의 임신 중 안전성은 충분히 입증되지 않았다. 남성의 흡연도 예외는 아니다. 중국 베이징 국립 가족계획 연구소가 56만여 쌍의 부부를 분석한 결과, 임신 전 아버지의 흡연은 자녀의 선천성 심장질환과 사지 기형, 신경관 결손 위험 증가와 관련이 있는 것으로 나타났다. 반면 임신 전 금연하거나 흡연량을 줄인 경우에는 이러한 위험이 낮아지는 경향을 보였다. 전문가들은 건강한 임신을 위해서는 임신 사실을 확인한 이후가 아니라 임신을 계획하는 단계부터 금연을 실천하는 것이 중요하다고 강조한다. 여성뿐 아니라 배우자도 최소 3개월 전부터 금연을 시작하고, 간접흡연을 피할 수 있는 환경을 만드는 것이 태아 건강을 위한 가장 효과적인 예방법 중 하나로 꼽힌다.

스페인에 거주하는 60대 남성이 뇌 검사에서 여러 개의 혹이 발견돼 전이성 뇌암 의심 진단을 받았으나, 실제로는 뇌 속에 기생충이 살아 있었던 것으로 드러났다. 미국 질병통제예방센터(CDC)의 학술지 ‘신종 감염병’에 지난달 24일 발표된 사례 보고서에 따르면 스페인 카스테욘에 평생 거주해 온 이 남성은 2주간 두통이 심해지고 행동 변화 증상이 나타나 병원을 찾았다. 의료진이 컴퓨터단층촬영(CT)을 진행한 결과 뇌에서 여러 개의 병변이 발견됐으며 다른 장기에서 시작된 암이 뇌로 퍼진 ‘전이성 뇌암’일 가능성이 높다는 소견이 나왔다. 그러나 전신 스캔과 대장내시경 등 정밀 영상검사를 모두 진행했음에도 몸 어디에서도 암의 흔적은 발견되지 않았다. 이에 의료진은 뇌 자기공명영상(MRI)을 추가로 촬영했다. 그러자 뇌 안에서 액체가 차 있는 낭종 여러 개가 포착됐다. 일부 낭종에서는 촌충의 머리 부분이 확인됐으며, 이어진 혈액검사를 통해 기생충 질환인 ‘신경낭미충증’ 확진 판정이 내려졌다. 신경낭미충증은 돼지촌충(갈고리촌충)에 감염돼 발생하는 중추신경계 기생충 질환이다. 증상이 심할 경우 발작이나 뇌졸중을 일으킬 수 있고, 신경계에 손상을 남기거나 인지 능력을 저하시키는 위험한 질병이다. 통상 덜 익힌 돼지고기를 섭취하면 장 속에 촌충이 자리 잡지만, 감염자의 대변 등으로 오염된 음식이나 물을 통해 촌충의 알을 삼키게 되면 유충이 혈관을 타고 이동하다가 뇌 등 다른 장기에 낭종을 형성하게 된다. 연구진은 이 남성이 수년 전 눈에 보이지 않을 정도로 미세한 촌충 알을 자신도 모르게 삼켰을 것으로 봤다. 환자가 과거에 이 질병이 흔한 국가 출신의 이주노동자들과 건설 현장에서 함께 지내는 과정에서 감염됐을 가능성이 크다고 추정했다. 그는 구충제와 염증을 가라앉히는 스테로이드제를 처방받아 치료를 진행했으며 큰 후유증 없이 완전히 회복한 것으로 전해졌다. 연구진은 “해외 여행력이 없다고 해서 신경낭미충증의 가능성을 처음부터 배제해서는 안 된다”며 “발병 통계상 전이성 암일 확률이 압도적으로 높은 지역이라 할지라도 기생충 감염 가능성을 염두에 둬야 한다”고 강조했다.

사람의 성인 뇌는 평균 무게 1.2~1.5㎏에 불과하지만 인간을 인간답게 만드는 신체 기관이다. 진화적 관점에서 인간의 뇌는 진화 후기에 뇌 자체 크기는 물론 신체 대비 크기 면에서도 급격한 증가를 겪었다. 뇌의 폭발적 증가 이유에 대해서는 여러 가설이 있지만 그중 하나가 ‘뇌 지연 가설’이다. 인간과 뇌가 큰 다른 영장류의 경우 일반적으로 신체 크기가 먼저 증가하고 뇌 크기는 나중에 커졌다는 것이다. 영국 옥스퍼드대 실험심리학과 연구팀은 일부 영장류 혈통에서 더 큰 신체 크기로의 진화가 더 큰 뇌로 진화보다 선행했다는 ‘뇌 지연’ 가설을 증명했다. 인간의 경우는 뇌 크기가 실제 예상되는 기준선을 넘어 계속 성장했다는 점도 밝혀냈다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행한 국제 학술지 ‘플러스 원’ 7월 2일 자에 실렸다. 연구팀은 뇌 지연 가설을 검증하기 위해 1999년 31쌍의 영장류 표본으로 영장류의 뇌 및 신체 크기에 대한 진화 타임라인을 분석한 연구를 다시 정밀 분석했다. 당시에는 주로 영장류 화석의 연대 측정에서 도출된 타임라인과 해부학적 특성에만 의존했다. 이후 분자 유전학 기술의 발달로 등장한 ‘분자 유전학적 분기 연대’ 기술로 더 정확한 진화 타임라인을 확보하고 축소주축(RMA) 회귀분석이라는 통계 분석을 사용했다. 또 뇌 크기, 신체 질량, 사회적 집단 크기 간의 진화적 선후 관계를 규명하기 위해 경로 분석, 소벨 매개분석을 실시했다. 연구팀은 이를 이용해 1999년 분석에 사용했던 것과 동일한 데이터셋을 재분석했다. 최신 분기 연대와 RMA 회귀분석을 적용한 결과, 인류를 포함한 일부 영장류 혈통에서 뇌 크기는 신체 크기 증가보다 뒤처졌지만 다른 영장류 혈통과 비교해 예상되는 신체와 뇌 크기 간 기준선 관계까지 따라잡는 현상에 대한 증거를 발견함으로써 ‘뇌 지연 효과’가 존재한다는 것을 확인했다. 연구팀은 인류와 침팬지, 고릴라, 오랑우탄 같은 대형 유인원, 구세계와 신세계에 서식하는 원숭이를 포함하는 ‘인류형 영장류’는 단순히 뇌 크기가 신체 크기 증가에 버금가게 커지는 것을 넘어 지속적으로 커지는 초과 성장 양상을 보임으로써 더 높은 인지 수준에 진입했다고 밝혔다. 뇌가 초과 발달한 영장류는 포식자에 대항하기 위한 보호 전략으로 대규모 사회 집단을 형성하도록 진화한 것으로 보인다고 설명했다. 사회적 유대는 복잡한 인지적 요구를 필요로 하기 때문에 결과적으로 뇌 크기는 더 커지게 됐다. 또 커진 뇌의 에너지 수요를 감당하기 위해 초기 영장류처럼 나뭇잎 위주 식단에서 벗어나 과일, 씨앗, 견과류 등 영양 밀도가 높은 식단으로 전환했으며 인류는 약 250만 년 전부터 고기 섭취를 시작하면서 뇌는 더욱 폭발적으로 커지게 됐다. 연구를 이끈 로빈 던바 옥스퍼드대 명예교수는 영장류 행동 전문가로 생물인류학, 진화심리학 분야 석학이다. 던바 교수는 “이번 연구는 뇌 지연이 진화적 한계를 뚫고 한 차원 높은 인지적 등급으로 도약하기 위한 필수적인 생태적, 신경학적 메커니즘이었음을 증명했다”고 밝혔다. 그는 “포유류, 특히 몸집이 큰 영장류에서는 신체 크기와 뇌 크기 성장이 분리될 수 있는 만큼 현재 진화생물학 등에서 널리 쓰이는 대뇌화 지수(EQ)를 지능의 기준으로 삼는 관행은 오류를 만들 수 있다”고 경고했다.

IBM이 세계 최초의 ‘sub-1㎚’(1나노미터 미만) 공정인 0.7나노(7옹스트롬) 노드 기술을 공개했습니다. 현재 반도체 최첨단 기술은 2㎚ 혹은 18A 공정에 도달한 상태인데, 최근 점점 더 공정 미세화가 어려워지면서 1㎚ 혹은 10A 이하 공정 진입이 쉽지 않은 상태입니다. 실제로 TSMC의 최신 로드맵을 보더라도 2029년까지 12A, 13A 계획만 잡혀 있고 그 이후 공정은 없습니다. 따라서 IBM의 발표는 2030년대 반도체 업계가 서브 1㎚ 혹은 10A 이하 공정에 도달할 수 있다는 점을 보여줬다는 데서 주목됩니다. 물론 현재 반도체 업계에서 관행으로 사용하는 ㎚나 옹스트롬은 모두 실제 물리적 크기와 연관이 없습니다. 과거에는 반도체 노드(Node) 명칭이 트랜지스터의 실제 물리적 크기(게이트 길이 또는 하프 피치)에서 유래됐지만, 현재는 물리적 크기를 줄이기 힘들어지면서 실제 크기가 아닌 이전 세대 대비 성능 향상을 의미하는 마케팅 용어로 변했습니다. 예를 들어 ‘우리의 5㎚ 공정은 10㎚ 공정보다 회로폭이 절반인 건 아니지만, 성능을 두 배 높였다’라는 식입니다. IBM의 0.7㎚ 공정 공개에 대해 일론 머스크가 “이런 명명 방식은 전혀 의미가 없고 오해를 불러일으킨다. 원자 수로 노드를 명명해야 한다”라고 지적한 것도 이 때문입니다. 다만 원자 수로 명명하더라도 0.7㎚ 공정은 첨단 반도체 공정의 극한을 보여주고 있습니다. 실제 회로에서 0.7㎚인 부분은 존재하지만, 않지만, 5㎚에 불과한 나노시트의 실리콘 원자 두께는 15개에 불과합니다. IBM 0.7㎚ 공정의 핵심은 ‘나노스택’(Nanostack) 아키텍처에 있습니다. 이는 기존의 나노시트 GAA(Gate-All-Around) 구조를 한 단계 더 발전시킨 3D 트랜지스터 기술입니다. 트랜지스터를 단순히 평면적으로 배치하는 것이 아니라, 수직으로 쌓아 올리면서 서로 어긋나게 배치하는 방식으로, 초미세 구조에서도 실제 작동 가능한 트랜지스터를 구현했습니다. 제조 방식도 혁신인데, IBM은 서로 다른 웨이퍼에서 n형과 p형 트랜지스터를 각각 제작한 뒤, ‘초박막 유전체 본딩’(ultra-thin dielectric bonding) 기술을 통해 결합하는 3D 순차적 집적 방식을 사용했습니다. 이를 통해 수평적 축소로 인한 물리적 한계를 수직 방향의 밀도 향상으로 극복한 것입니다. 덕분에 손톱 크기의 칩 하나에 거의 1000억 개의 트랜지스터를 탑재할 수 있어, IBM이 2021년 발표된 2㎚ 공정 대비 트랜지스터 밀도가 거의 2배에 달합니다. 또 기존 2㎚ 공정과 비교해 성능은 최대 50% 높이면서도 에너지 효율은 70%까지 끌어올렸다는 게 IBM의 설명입니다. 그리고 고대역폭을 요구하는 AI 워크로드에 유리하도록 SRAM(정적 랜덤 액세스 메모리) 밀도를 40% 정도 더 높였습니다. 실제 회로에서 0.7㎚인 부분은 없어도 0.7㎚ 공정이 반도체 기술의 혁신인 이유입니다. 참고로 IBM은 2014년 15억 달러를 주고 글로벌 파운드리에 반도체 생산 시설을 매각한 상태입니다. 그럼에도 과거 반도체를 포함해 IT 산업 전반에 지대한 영향력을 끼친 기업으로 각종 특허가 많기 때문에 여기서 나오는 라이선스 수입이 적지 않습니다. 반도체 생산 시설을 매각한 후에도 IBM은 최첨단 반도체 공정 기술을 계속 개발하고 있으며 주요 반도체 생산 기업들에게 도움을 주고 있습니다. 다만 0.7㎚ 공정의 상용화까지는 넘어야 할 산이 많습니다. 현재 이 기술은 기능적 CMOS 인버터 등을 통해 실험적 검증을 마친 단계로, 실제 양산에 적용되기까지는 최소 5년 정도의 시간이 소요될 전망하고 있습니다. 단순히 샘플을 제작하는 것이 아니라 웨이퍼를 대량 생산하기 위해서는 적합한 신소재 발굴부터 새로운 리소그래피(노광) 장비 설계, 그리고 대규모 생산 라인 구축에 이르기까지 방대한 공정 최적화 과정이 필수적이기 때문입니다. 이번 연구 결과는 반도체 업계가 1㎚의 벽을 뚫을 수 있다는 점과 함께 이제 물리적 한계가 다가오고 있다는 점 역시 같이 보여주고 있습니다. 지금도 회로 선폭이 너무 좁아서 트랜지스터의 안정적인 작동을 보장하기 어려운데, 실리콘 원자 15개 이하에서는 더 힘들 것이고 나중에는 원자 몇 개 정도만 남을 수 있기 때문입니다. 따라서 양자 컴퓨터처럼 완전히 다른 형태의 컴퓨터나 혹은 실제 뇌를 모방한 뉴로모픽 칩 같이 새로운 시도가 이어지고 있습니다. 점점 원자의 물리적 한계에 도달하고 있는 시대에 미래 반도체와 IT 산업이 어떻게 변모할지 주목됩니다.

손끝으로 느끼는 ‘촉감’이 커피 맛을 바꾼다는 연구 결과가 나왔다. 컵 홀더(슬리브) 재질을 거친 것에서 매끄러운 것으로 바꿔 잡는 것만으로도 똑같은 커피의 신맛이 다르게 느껴진다는 것이다. 29일 마이니치신문에 따르면 일본 주오대학 연구팀은 컵을 잡는 손의 촉감이 커피 맛을 바꿀 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 해당 연구 결과는 지난 3일 국제 학술지 ‘멀티센서리 리서치’(Multisensory Research)에 게재됐다. 과거에도 컵이나 잔의 색깔, 모양, 재질이 음료의 맛 평가에 영향을 미친다는 연구는 있었다. 그러나 손으로 느끼는 촉감이 맛에 어떤 영향을 미치는지 명확히 규명된 바는 없었다. 기존 연구들로는 시각이나 입술 감각이 미치는 영향을 완전히 배제하기 어려웠기 때문이다. 이에 연구팀은 까칠한 사포 재질과 매끄러운 크라프트지 재질 등 두 종류의 슬리브를 준비했다. 이어 섭씨 68도로 맞춘 블랙커피 컵에 각각 슬리브를 씌운 뒤, 눈을 가린 참가자 92명에게 순서대로 커피를 마시게 했다. 실험 결과 거친 슬리브를 먼저 만진 뒤 매끄러운 슬리브를 씌운 커피를 마신 참가자들은 두 번째 커피의 신맛을 확실히 약하게 느꼈다. 반면 매끄러운 슬리브를 먼저 만지고 거친 슬리브로 넘어간 참가자들에게서는 이러한 맛의 변화가 나타나지 않았다. 연구팀은 이 같은 현상을 인간의 연상 작용으로 설명했다. 거친 질감은 ‘강한 신맛’을, 매끄러운 질감은 ‘약한 신맛’을 머릿속으로 떠올리게 만든다는 것이다. 거친 촉감을 느낀 뒤 매끄러운 촉감을 접하면 ‘약한 신맛’이라는 인상이 뇌에 자리 잡는다. 여기에 반복해서 맛을 보며 신맛에 둔감해지는 ‘감각 적응 효과’까지 더해져 커피가 실제보다 덜 시게 느껴진다는 분석이다. 반대로 매끄러운 촉감 다음에 거친 촉감을 느낄 경우에는 ‘강한 신맛’이라는 인상이 감각 적응 효과를 상쇄하기 때문에 신맛이 약해졌다고 느끼지 못하게 된다. 연구를 이끈 인지심리학자 아리가 아쓰노리 교수는 “이번 발견은 개인의 입맛에 맞는 컵이나 슬리브를 선택하는 새로운 기준이 될 수 있다”며 “자신만의 컵이나 슬리브를 직접 챙겨 다니는 습관이 친환경 소비 행동으로 이어질 수도 있을 것”이라고 밝혔다.