‘노래하는 뇌’(미래엔, 388쪽, 2만 2000원)를 쓴 대니얼 J 레비틴은 괴짜다. 인지심리학자이며 신경과학자인데 전에는 스티비 원더와 블루 오이스터 컬트 (BOC) 등의 음반을 프로듀스했다. 세션 연주와 음향 엔지니어 일도 했단다. ‘그래미’와 ‘빌보드’ 등 음악잡지와 과학 저널에 글을 싣고 있다. 캐나다 맥길대학 명예교수이며 부설 벨 연구소 소장으로 일한다. 국내에서는 ‘정리하는 뇌’가 번역돼 제법 읽혔다. 엮은이 김성훈 씨도 못잖다. 치과의사의 길을 버리고 과학의 매력을 세상 사람과 나누는 번역가로 살고 있다. 중학생 시절부터 궁금한 것들을 적어둔 노트를 보물 1호로 여긴다. 미국인은 평균적으로 하루에 다섯 시간 넘게 음악 소리를 듣는다는 통계가 있다. 처방약이나 섹스에 쓰는 것보다 훨씬 많은 돈을 음악에 쓰는데 지은이는 인간의 기원을 연구하는 학자들이 음악의 역할에 주목하지 않는 점을 늘 의아하게 생각했다고 털어놓는다. 음악과 인류의 공통된 역사를 이해하면 음악이 어떻게 변화의 원동력으로 작용했는지, 음악이 어떻게 인간 본성의 발달을 안내하는 길잡이 역할을 했는지 이해하는 데 도움이 될 것이라고 단언했다. 레비틴이 보기에 음악은 기분 전환거리나 취미가 아니라 인류라는 종으로서 정체성을 빚어낸 핵심 요소다. 언어, 대규모 협동 작업, 한 세대에서 다음 세대로 이어지는 중요한 정보 전달 등 한결 복잡한 행동으로 나갈 수 있는 길을 닦아준 것이 음악이었다. 지은이는 세상의 모든 음악을 여섯 가지로 나눌 수 있다고 본다. 우정, 기쁨, 위로, 지식, 종교, 사랑이다. 1장 ‘인류와 노래’가 50쪽가량 되는데 꼼꼼이 두고두고 읽으면 좋을 것 같다. 나머지 여섯 장은 그 때 그 때 기분에 맞춰 읽으면 되겠다. 제목에 ‘뇌’가 들어가 있다고 겁 먹지 않았으면 좋겠다. 워낙 음악을 좋아하고, 직접 만들었던 이라 낯익은 노래와 음악을 예로 들어 재미있게 풀어간다. 음악학, 미학, 심리학을 넘나드는 통찰이 오롯하다. 비틀스의 프로듀서였던 조지 마틴이 책을 추천한 것도 어쩌면 자연스럽다. “음악이 없다면 인간은 동물에 지나지 않을 것이다. 래비틴은 이 사실을 아름답게 증명해 준다.” 일간 뉴욕 타임스(NYT)는 “생동감이 어마어마한 책이다. 래비틴의 음악에 대한 열정과 타고난 재능은 가히 찬탄할 만하다”며 누구라도 이 책에 빠져들 수 밖에 없을 것이라고 했다. 15쪽에 이런 대목이 눈에 들어온다. ‘나중에 내가 알고 보니 내가 자기중심적 혹은 자민족중심적인 사고방식에 빠져 있더라는 사실을 알고 싶지는 않았다. 나는 암암리에 문화적 편견에 빠져 있는 것도 싫고, 성, 장르, 세대에 대한 편견, 심지어 음정이나 리듬에 대한 편견에 사로잡히는 것도 싫었다. 그래서 나는 몇몇 음악가 친구와 과학자 친구에게 모든 음악의 공통점이 무엇이라 생각하는지 물어봤다.’ 이어 스탠퍼드 대학을 찾아 짐 퍼거슨 인류학과장에게 물었더니 그는 인류학자 클리퍼드 기어츠의 말을 인용하며 음악의 보편성을 이해하고자 할 때 던져야 할 올바른 질문은 모든 음악의 공통점이 아니라 차이점을 묻는 것이라고 답했다는 것이다. 퍼거슨의 답을 곱씹으며 책을 읽으면 더 좋을 것 같다.

방역 완화 후 코로나19가 급속히 확산하는 상황 속에도 연일 낙관론 일색의 목소리가 쏟아지는 현 상황을 비판하는 내부 성찰의 목소리가 제기됐다. 중국의 저명한 신경생물학자인 라오이 서우두 의대 박사는 “모르는 것은 모른다고 말하는 것이 진정한 과학자”라면서 일침을 놓았는데 이 글이 소셜미디어에서 확산되면서 연일 화제가 된 분위기다. 라오이 박사는 미국 샌프란시스코 캘리포니아 대학에서 신경과학 박사학위를 받고, 이후 하버드대에서 척추동물의 신경유도분자역학 등을 연구하면서 그 실력을 입증했다는 평가를 받아온 인물이다. 그런 라오이 박사가 최근 들어와 중국 관변 방역 전문가들 사이에서 주장된 ‘코로나19 정점의 시기가 임박했다’는 낙관론을 정면에서 반박한 것. 이에 앞서 지난 18일 장원훙 국가전염병의학센터장이 광둥성 공중보건 포럼에 등장해 “이번 코로나19 파동의 정점은 한 달 내에 올 것이며, 빠르면 3개월 내에 진정될 것”이라면서 “인간의 면역력은 갈수록 증강되기 때문에 백신 접종이 일정한 수준에 도달하면 중국은 코로나19에서 완전히 벗어나게 될 것”이라고 예측한 바 있다. 또 지난 17일에도 중국의 대표적인 방역 전문가이자 공정원 소속 리란쥐안 원사가 항저우에서 열린 국제 바이오테크 세미나에 참석해 “방역의 최후 승리가 눈앞에 있다. 코로나19를 불안해할 필요가 전혀없다”면서 코로나19 확산이 머지않아 진정될 것이라고 발언했다. 중국 방역의 최고 권위자들이 잇따라 코로나 낙관론에 힘을 실었던 것. 하지만 이에 대해 라오이 박사는 지난 19일 중국 소셜미디어 위챗에 해당 권위자들의 발언이 담긴 글을 공유하며 “어제 한 의사가 무책임한 발언을 했다”고 공개 저격했다. 라오이 박사는 “지금은 어느 누구도 코로나19가 어떻게 변할지 단정지을 수 없다. 인류와 영원히 함께 할 가능성도 전혀 배제할 수 없는 상황”이라면서 “코로나19는 일반적인 유행성 바이러스와는 다르다. B형 간염처럼 변화가 매우 적지 않고, 매년 출현하는 유행성 독감 바이러스도 아니며 사스(SARS·중증급성호흡기증후군)처럼 쉽게 사라지는 것은 더욱 아니다”고 했다. 그러면서 “과학에 대해 진정 아는 자라면 모르는 것을 당연히 모른다고 시인해야 한다”면서 “모르는 것은 모르는 것”이라고 거듭 강조했다. 

공감은 다른 사람의 사고나 감정을 자기 내부로 옮겨 타인의 체험과 동질적 심리 과정을 만드는 일이다. 쉽게 말하면 ‘나는 당신의 상황을 알고 당신의 기분을 이해한다’는 식으로 다른 사람의 상황이나 기분을 함께 느낄 수 있는 능력이다. 세계적 미래학자 제러미 리프킨은 ‘공감의 시대’라는 책을 통해 공감은 인간의 생존에 있어서 중요한 수단이라고 평가하기도 했다. 그렇지만 최근에는 공감 능력이 떨어지는 이들도 적지 않게 눈에 띈다. 공감 능력을 갖도록 하고 어떤 방식으로 공감 능력이 형성되는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 공감 능력을 형성하는 뇌 신경회로에 관한 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 연구팀은 생쥐를 이용해 우뇌의 뇌파 동기화가 공감 기능을 유도한다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 12월 2일자에 실렸다. 이번 연구는 공감 능력 장애를 보이는 자폐스펙트럼장애, 사이코패스, 조현병 같은 정신신경질환 치료 연구에 기여할 것으로 기대된다. 생쥐는 공포를 느끼면 동작을 멈춘다. 연구팀은 상자 모양의 실험 장치 속에 생쥐 두 마리를 넣고 한 쪽 생쥐에게만 전기 충격을 주고, 다른 쪽 생쥐는 이를 관찰하게 했다. 생쥐의 공포 공감 능력은 상대의 고통 관찰 시 동작을 멈추는 행동의 정도와 공포 기억 회상 정도로 나타난다. 생쥐의 공포 공감능력은 인간의 공감 패턴과 비슷한 것으로 알려져 있다. 광유전학적 기법과 뇌파 측정을 통해 생쥐가 공포 공감을 할 때 관여하는 우뇌 신경회를 발견했다. 생쥐 우뇌 대뇌피질-편도체 간에 연결된 신경회로를 억제하자 생쥐의 관찰 공포 행동이 감소하고 신경회로를 강화하면 관찰 공포 행동이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 연구팀은 이를 통해 우뇌의 대뇌피질-편도체 상호 간에 연결된 뇌신경회로가 공감 기능에 관여한다고 설명했다. 또 생쥐의 관찰 공포 행동 중에 우뇌의 대뇌피질-편도체에서 5~7㎐ 진동수의 뇌파 동기화가 관찰됐다. 즉 해당 주파수의 뇌파를 억제하면 관찰공포 행동이 모두 억제된다는 것이다. 대뇌피질-편도체 뇌파의 근원은 해마 세타파라는 사실도 연구팀은 밝혀냈다. 뇌 해마 영역에서 관찰되는 세타파는 인지, 정서, 선천적 공포 불안장애 등 뇌기능과 관련돼 있는 것으로 알려져 있다. 연구를 이끈 신희섭 IBS 명예연구위원은 “이번 연구는 공감 능력 조절 메커니즘을 뇌신경 회로, 뇌파 수준에서 처음으로 규명했다”며 “추가 연구를 통해 공감 기능에 관여하는 유전자 및 유전자, 새로운 신경회로를 찾아내 뇌기능 장애 동물모델에 적용해 정신질환 치료에 기여할 것”이라고 설명했다.

13년 전 놀라운 영상과 아이디어로 전 세계인을 놀라게 한 SF영화 ‘아바타’의 속편이 다음달 개봉된다고 합니다. ‘아바타’에는 부상으로 다리가 움직일 수 없는 군인이 가상현실(VR)과 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 이용해 자신의 뇌와 연결된 또 다른 자아를 움직이는 모습이 나옵니다. 영화 ‘매트릭스’ 역시 BCI 기술로 만들어진 가상현실이 등장합니다. 생각만으로 의사소통을 하고 사물을 움직이는 BCI 기술은 1970년대 초 처음 등장했지만 가시적 성과를 내놓기 시작한 것은 뇌신경과학, 전자공학 기술이 빠르게 발전하기 시작한 21세기부터입니다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대, 웨일 신경과학연구소, UC버클리 전기·전자·컴퓨터공학과 공동 연구팀은 뇌의 움직임을 한 글자가 아니라 한 단어로 인식해 실시간으로 빠르게 문장으로 바꿔 주는 새로운 ‘신경보정술’을 개발했습니다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 11월 9일자에 실렸습니다. 신경보정술은 상실된 신경계 기능을 대체하는 장치입니다. 마비로 인해 말하거나 글씨를 쓸 수 없는 사람들의 의사소통을 돕기 위한 기술입니다. 기존에도 생각을 글자로 옮겨 주는 ‘포인트 앤드 클릭 타이핑’이라는 기술이 있었습니다. 스티븐 호킹 박사가 생전에 사용했던 것처럼 사지마비 환자가 눈동자의 움직임으로 컴퓨터 화면에 표시된 가상 키보드나 마우스를 원하는 글자로 이동시켜 타이핑하는 방식입니다. 엄격히 따지자면 생각이 바로 문장으로 전환되는 것이 아닐 뿐만 아니라 익숙해지는 데 시간이 오래 걸리고 타이핑 정확도는 50% 이하인 것으로 알려져 있습니다. 최근에는 눈동자 움직임이 아니라 환자의 생각을 모니터나 휴대전화에 표시할 수 있는 기술 연구가 활발하지만 해독 가능한 어휘가 제한적이라는 단점이 있습니다. 연구팀은 일반인을 대상으로 단어, 문장과 관련된 뇌 활동을 해독하는 장치를 개발했습니다. 이전처럼 알파벳 단위가 아닌 단어를 인식하는 방식으로 확장한 것입니다. 연구팀은 우뇌와 좌뇌를 연결해 주는 뇌교 부위에 뇌졸중이 생겨 심각한 경련성 사지마비와 언어장애를 겪는 36세의 남성을 대상으로 이번 기술을 실험했습니다. 그 결과 환자는 분당 29.4자의 속도로 1152개 단어로 된 문장을 컴퓨터에 띄우는 데 성공했습니다. 단어 오류율은 6.13%였으며 9000개 단어로 구성된 문장을 표시하는 데도 오류율이 단지 8.23%에 불과한 것으로 나타났습니다. 연구를 이끈 에드워드 창 UCSF 의대 교수(신경외과·신경학)는 “이번 연구의 궁극적 목표는 사지마비나 언어 구사에 문제 있는 환자도 의사소통할 수 있는 능력을 회복시켜 주는 것”이라고 설명했습니다. 이번 연구를 보면서 문득 SF에서처럼 다른 사람의 뇌를 해킹해 무슨 생각을 하고 있는지 빼낼 수 있는 기술도 나오지 않을까 하는 생각이 듭니다. 휴대전화는 보안프로그램으로 차단할 수 있겠지만 작정하고 뇌를 해킹하겠다고 하면 어떻게 해야 할까요. 좋은 의도가 반드시 좋은 결과만 가지고 오는 것이 아닌 것처럼 몸이 불편한 사람을 위한 기술을 나쁜 마음을 먹고 사용하려는 사람이 나타나면 어떻게 막을 수 있을까 하는 생각이 듭니다.

점잖은 사람도 신나는 음악을 들으면 자신도 모르게 어깨가 들썩거리고 발을 흔들게 되는 것을 느끼게 된다. 음악의 어떤 측면이 사람을 이렇게 들썩거리게 만드는 것일까. 캐나다 맥매스터대 심리·신경과학·행동학과, 맥매스터 연구중심 연주장 및 측정센터(라이브랩), 토론토 로트만연구소, 미국 피츠버그주립대 보건·자연과학대 공동 연구팀은 사람이 들을 수 없는 낮은 주파수의 음이 나올 때 더 즐거워한다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 11월 8일자에 실렸다. 진화생물학자들에게 여전히 풀리지 않은 수수께끼로 남아있는 것은 다름 아닌 음악이다. 고대 인류의 기준으로 볼 때 음악은 재생산이나 먹잇감을 찾는데 도움을 주지 않고 천적으로부터 보호를 해주지도 못한다. 그런데도 음악을 좋아하고 음악을 진화시켜 온 이유는 여전히 밝혀지지 않고 있다. 연구팀은 음악의 다른 측면이 신체에 어떤 영향을 미치는지 파악하기 위해 전자 음악 콘서트장을 실험 대상으로 했다. 연구팀은 음향과학 연구와 라이브 공연이 가능하도록 만들어진 맥매스터 라이브랩에서 사람이 들을 수 없는 영역의 초저주파를 낼 수 있는 강화 스피커를 설치했다. 그다음 연구팀은 전자 음악 연주자들을 불러 45분 동안 콘서트를 진행하도록 했다. 연구팀은 콘서트 시간 동안 초저주파 스피커를 2분마다 켰다 껐다 했다. 연구팀은 콘서트에 참석한 관객들에게 움직임을 감지할 수 있는 머리띠를 착용하도록 하고 콘서트 시간 동안 움직임의 크기를 측정하는 한편 콘서트가 끝난 다음에는 설문지를 작성하도록 했다. 그 결과 초저주파 스피커가 켜지는 동안 콘서트 참가자들의 움직임의 크기가 11~12% 정도 커졌다는 것을 확인할 수 있었다. 연구팀에 따르면 초저주파가 피부와 내이 전정기관에 진동을 전달해 뇌에 영향을 미쳤을 것으로 보고 있다. 저주파가 그루브라고 부르는 리듬 지각에 영향을 미쳤을 것이라는 설명이다. 연구를 이끈 로엘 트레이너 맥매스터대 교수(신경과학)는 “극저주파는 우리 귀의 전정기관 민감도에 영향을 미쳐 사람들의 움직임을 유도하는 것으로 보인다”라며 “저주파가 전정기관, 촉각, 청각경로와 뇌에 미치는 메커니즘을 정확히 파악하기 위해 추가 연구를 진행 중”이라고 설명했다.

올해 가장 주목받았던 드라마는 ‘이상한 변호사 우영우’일 것이다. 드라마의 주인공은 자폐스펙트럼 장애를 갖고 있는 변호사 우영우이다. 자폐스펙트럼 장애는 정확한 분자 진단법이 없어 조기 진단이 늦어 주로 아동기에 발견되는 경우가 많고 적당한 치료법도 없다. 이런 상황에서 경희대, 대구경북과학기술원(DGIST), 서울대 의대, 한국기초과학지원연구원, 인하대병원, 건국대, 고려대, 미국 존스홉킨스대 의대 공동 연구팀은 자폐스펙트럼 장애를 유발시키는 세포 특이적 분자 네트워크를 밝혀냈다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’에 실렸다. 자폐스펙트럼 장애는 사회적 의사소통과 상호작용 관련 행동에 문제가 생겨 행동 패턴, 관심사나 흥미, 활동 범위가 제한적이고 반복적인 행동을 보이는 신경발달 장애이다. 영화나 드라마와 달리 대부분의 자폐스펙트럼 장애를 겪는 이들은 행동 장애와 함께 다른 발달 장애가 동반되는 경우도 많다. 연구팀은 생쥐에게 자폐스펙트럼 장애를 유발시킨 다음 뇌의 전전두엽 조직을 추출해 질량분석법 기반 정량단백체 및 대사체 통합 분석을 실시했다. 이를 근거로 기존에 알려진 자폐스펙트럼 장애 환자의 증상 및 유전자 데이터를 비교 분석했다. 그 결과 흥분성 뉴런에서 물질대사와 시냅스 등 뇌신경 세포의 네트워크에 문제가 있다는 사실을 확인했다. 연구팀 관계자는 “이번 연구에서 활용한 다중오믹스 통합 분석기술은 특정 자폐 유전자로 유도된 분자 수준의 세포 분화와 생체정보 등에 이르는 통합네트워크 발굴을 가능케 해줬다”며 “자폐스펙트럼 장애의 핵심 네트워크를 밝혀냄에 따라 이를 이용한 추가 연구를 통해 치료 타겟을 발굴할 것”이라고 말했다.

정신건강의학과 전문의 오은영 박사가 화장이 학업 성적 향상에 영향을 줄 수 있다고 밝혔다. 오은영 박사는 13일 자신의 유튜브 채널에 ‘청소년들이 화장을 하면 성적이 오르는 이유’라는 제목의 영상을 올리고, 메이크업아티스트 정샘물과 이야기를 나눴다.  오은영 박사는 청소년기 메이크업 이후 외모 만족도가 높아지면 학업성적이 오른다는 연구 결과가 있다는 것을 소개한 뒤 “근거가 있다고 본다. 내가 나를 바라보는 데 있어 느끼는 자기 만족감이 잘 쌓이면 자긍심을 느낀다”고 설명했다. 오은영 박사는 “청소년들이 틴트를 바른다든가, 톤업크림을 발라 안색이 환해진 것 같을 때 자기 만족감이 상승한다. 이러한 과정을 하는 사람들은 다른 영역에서도 열심히 할 가능성이 높다. 메이크업을 챙겨서 한다는 게 부지런해야 가능한 일”이라고 강조했다. 오 박사는 어린아이가 화장하는 것을 혼내서는 안 된다고 강조했다. 약간의 조언을 하고, 스스로 받아들일 수 있게 도와야 한다고 조언했다. 오 박사는 “애들은 종종 계절에 안 맞는 옷을 입겠다고 우기거나, 이상한 화장을 하기도 한다. 이건 위험한 것도, 나쁜 것도, 잘못하는 것도 아니다. 이럴 때는 어울리지 않는 것 같다고 약간의 조언만 하는 게 좋다. 이렇게 하고 보내면 또래들이 꼭 이상하다고 한마디씩 해준다. 또래로부터 피드백을 받다 보면 아이들도 잘 받아들인다”고 말했다. 오 박사는 “아이들이 주도적으로 뭔가를 해보겠다고 하는 것이 어른들의 마음에 안 들더라도 지적과 명령, 지시를 너무 많이 하는 것은 고려해봐야 한다”고 말했다.심리적 안정과 시험 성적 향상 실제로 하버드 의과대학 인지 신경과학자인 로코 팔럼보 박사의 과거 연구에 따르면 화장을 한 그룹의 여대생들이 심리적 안정뿐 아니라 시험 성적에서도 가장 좋은 결과를 냈다. 당시 심리학 개론을 듣는 186명의 이탈리아 키에티 대학 여대생은 기분에 영향을 미치는 행위를 했다. 음악 듣기, 얼굴 그리기, 화장 등 세 분류로 나눠진 학생들은 행위를 한 뒤 일반 심리학 과목의 객관식 시험을 치렀다. 이중 화장을 한 학생들이 가장 좋은 성과를 냈다. 해당 연구 결과는 공개 저널인 코전트 사이콜로지(Cogent Psychology)에 게재됐다. 화장을 하면 외모가 더 돋보이게 되고 스스로도 매력적이라고 느끼며 자존감도 높아져, 화장을 한 사람의 심리에 긍정적인 영향을 미친다는, 이른바 ‘립스틱 효과’는 그간 많은 연구결과로 입증됐다. 연구진은 ‘립스틱 효과’가 여성의 자존감과 학업 성취 면에서 긍정적인 효과를 미친다는 사실을 입증하는 현상으로 발전했다고 소개했다.중고등학생 70% 넘게 화장한다 녹색소비자연대전국협의회 소속 녹색건강연대가 2017년 전국의 초·중·고등학생 4736명을 대상으로 ‘어린이·청소년 화장품 사용 행태’를 조사한 결과 색조 화장을 한 경험이 있는(여학생만) 초등학생은 42.7%, 중학생 73.8%, 고등학생 76.1%로 조사됐다. 전문가들은 어린 학생들은 아직 피부가 어떤 반응을 일으킬지 다 모르고, 어른들이 바르는 화장품에 들어있는 미백·주름·각질 개선 등 성분들이 피부를 더 자극할 수 있으니 초등학생까지는 어린이용 메이크업 제품을 사용하는 것이 좋다고 조언한다. 색조 화장품 적정 사용 연령은 개인의 판단 문제이지만 12살 정도까지는 사용하지 않는 것이 안전하다고 말한다. 또한 어린이와 청소년은 성인보다 피부가 얇고 충분한 면역력을 갖추지 않았기 때문에 순한 제품을 바르는 게 좋다고 강조한다. 유아용이나 패밀리용 브랜드 제품을 구매해 피부에 부담을 주지 않는 순한 성분으로 화장을 하는 것이 좋다고 조언한다. 

로맨스 영화를 보면 중간 줄거리는 가지각색이지만 첫눈에 반한 남녀의 사랑이 이뤄지는 것으로 끝나는 경우가 많다. 많은 청춘남녀들은 영화나 드라마 같은 로맨스, 사랑을 꿈꾸지만 실현되는 경우는 적다. 많지는 않지만 현실의 로맨스가 이뤄지려면 필요한 요소가 무엇인지 사회심리학자, 뇌과학자, 행동과학자 등이 밝혀냈다. 미국 캘리포니아 국립영장류연구센터 신경과학·행동부, 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스), 노스웨스턴대, 노스웨스턴대 켈로그경영대학원, 뉴질랜드 오클랜드대, 캐나다 토론토대 공동 연구팀은 좋은 첫인상이 두 번째 만남을 촉진하고 로맨스로 이어질 가능성을 높인다고 7일 밝혔다. 다소 뻔한 결과 같지만 실제로 첫인상과 로맨틱한 사랑의 상관관계를 분석한 것은 처음이다. 이와 함께 다른 사람에게 인기 있는 사람이 둘만의 로맨스를 이어갈 때도 도움이 되는 것으로 확인됐다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11월 1일자에 실렸다. 연구팀은 온라인 데이트 사이트를 이용한 적이 있는 미국과 캐나다에 사는 성인 남녀 550명을 대상으로 약 6600건의 스피드 데이트 데이터를 활용했다. 연구팀은 실험 참가자들을 대상으로 스피드 데이트를 통해 2~3개월 동안 만났던 사람은 몇 명인지, 얼마나 오래 만났는지, 로맨틱한 감정이 시간이 지남에 따라 어떻게 변했는지 설문조사를 실시했다. 연구팀은 선택성, 인기성, 양립성 또는 궁합(Compatibility)이라는 세가지 요소가 만남의 결과에 어떻게 영향을 미치는지에 주목했다. 선택성(Selectivity)은 모든 사람을 좋아하기 때문에 그 중 한 명을 선택해 좋아한다는 것이며 인기성(Popularity)은 모든 사람이 좋아하는 사람에게 호감을 갖는 것을 의미한다. 양립성 또는 궁합은 설명할 수는 없지만 자신과 맞는 부분이 많다고 여겨 좋아하게 되는 것을 뜻한다. 분석 결과 사람들은 모든 사람들에게 인기가 있는 사람을 좋아하며 로맨틱한 관계를 추구할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 그런데 인기성보다는 궁합이 로맨틱한 관계에 더 큰 영향을 미치는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 인기성이나 궁합에 미치는 가장 중요한 배경은 첫인상인 것으로 확인됐다. 다른 사람에게 인기가 있는 사람을 주목하고 만났을 때 로맨스로 이어지는 것은 타인의 관심이라는 첫인상이 긍정적으로 영향을 미치기 때문이라는 설명이다. 연구를 이끈 캐나다 토론토대 에밀리 임페터 심리학과 교수(사회·성격심리학)는 “첫인상이 중요하다는 것은 잘 알려져 있지만 경연대회뿐만 아니라 남녀간 만남이 어느 정도 진행된 뒤에도 영향을 미친다는 사실은 이번에 처음 밝혀졌다”며 “남녀관계는 물론 대인관계에서도 첫인상은 오랜 동안 영향을 미친다”고 설명했다.

흥겨운 음악을 들으면 저절로 어깨를 들썩이게 된다. 그런데 사람뿐만 아니라 동물들도 음악을 몸으로 즐기는 것으로 알려졌다. 네덜란드 막스플랑크 심리언어학연구소 비교생물음향연구그룹, 마스트리히트대 심리·신경과학부, 독일 뮌스터대 행동생물학과, 덴마크 아르후스대 임상의학과 공동 연구팀은 바다표범도 음악을 들으면 리듬을 타고 즐기는 행동을 보인다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’ 10월 27일자에 실렸다. 음악을 만들고 즐기는 동물은 사람이 사실상 유일하다. 과학자들에 따르면 물론 사람 이외에 영장류들도 음악에 반응하도록 훈련할 수는 있지만 사람과 비슷한 리듬 능력을 갖도록 가르치지는 못한다. 연구팀은 바다표범도 음성 학습이 가능한 동물이라는 점에 착안해 바다표범의 음악 인식 능력을 실험했다. 이를 위해 사람 목소리나 음악에 익숙한 성인 바다표범이 아닌 야생에서 태어난 지 10개월 미만의 어린 바다표범 20마리를 대상으로 했다. 과학자들은 사람의 유아를 대상으로 한 실험방법을 활용했다. 음악이 흘러나올 때 몸을 움직이거나 소리가 나는 쪽으로 고개를 몇 번이나 돌리는지를 기록하는 식이다. 이런 행동은 자극에 대해 흥미를 느낀다는 의미로 어린 바다표범도 리듬을 인식할 수 있다면 고개를 돌리는 횟수나 시간이 길어질 것이라는 가정이다. 실험을 위해 연구팀은 템포, 길이, 규칙성을 다양하게 만든 리듬을 만들었다. 그 결과 바다표범은 리듬이 길거나 빨라지고 규칙적일 때 몸을 들썩이거나 고개를 돌리는 행동을 더 많이, 더 길게 했다. 이런 행동은 바다표범이 음의 규칙성·불규칙성, 짧고 긴 음, 빠르고 느린 템포를 구분할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 연구를 이끈 막스플랑크 심리언어학연구소 라우라 베르가 박사는 “이번 연구 결과는 영장류 이외의 다른 포유류도 리듬을 처리하고 발성 학습이 가능하다는 것을 보여준다”며 “특히 사람이 사용하는 언어와 음악성의 진화적 기원에 대한 연구에도 도움이 될 것”이라고 말했다.

영국 요크대 심리학과, 런던대(UCL) 인지신경과학연구소, 신경학연구소, 의생명과학연구소, 서식스대 심리학부 공동 연구팀은 자는 동안 특정한 소리를 들려주면 나쁜 기억을 지울 수 있다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘학습과 기억’ 10월 17일자에 실렸다. 수면 중에 특정 음악이나 소리를 들려주면 기억력을 높일 수 있다는 연구는 있었다. 이에 연구팀은 29명의 건강한 성인 남녀를 대상으로 잠들기 직전 특정 단어를 외우도록 했다. 그다음 두 집단으로 나눠 한쪽은 자는 동안 특정 주파수의 소리를 들려줬다. 그 결과 소리 자극을 받은 집단은 그렇지 않은 집단과 달리 암기했던 단어 대부분을 기억하지 못했다. 이번 연구 결과는 트라우마에 시달리는 사람들의 나쁜 기억을 지우는 데 도움이 될 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

엄청난 피해를 입힌 대지진이 발생하고 나면 지진 이전에 새나 박쥐, 생쥐 같은 동물들이 이상 행동을 보였다는 ‘세상에 이런 일이’식의 이야기를 쉽게 들을 수 있다. 과학자들에 따르면 동물들이 지진 같은 대형 자연재해 발생을 사전에 인지한다는 것은 아직 과학적으로 증명되지 않았다. 그럼에도 불구하고 분명한 것은 사람이 아무리 시력이 좋고 귀가 밝아도 동물의 입장에서 본다면 ‘그런 것을 감각이라고 할 수있나’라고 콧방귀를 뀔 수준이라는 점이다. 박쥐가 초음파를 이용해 동굴 속 장애물을 피해 나는 것은 너무도 유명하다. 생쥐 같은 설치류, 돌고래도 초음파로 의사소통을 한다. 황금색 거미줄을 만드는 네필라 클라비페스라는 거미는 8개 다리에 달려 있는 감각기를 통해 4m 떨어져 있는 곳에서도 미세한 진동을 알아차린다. 화려한 색깔의 갯가재는 서로 다른 민감한 12종의 수용체를 갖고 있어 편광까지 볼 수 있다고 한다. 불과 100년 전만 해도 동물의 감각 세계에 대한 인간의 지식은 ‘0’에 가까웠다. 동물생태학, 동물행동학, 신경과학 등 과학기술의 발달 덕분에 동물들의 신비한 감각 세계 비밀을 벗겨 나갈 수 있게 된 것이다. 저자인 마틴 스티븐스 영국 엑서터대 교수는 동물 감각과 진화에 대한 세계적 연구자이다. 동물 감각과 관련해 120편이 넘는 논문과 2권의 교과서를 썼다고 하면 머리를 끄덕이게 된다. 덕분에 최신 연구성과를 책 곳곳에서 볼 수 있다. 저자는 동물의 놀라운 감각이 히어로 영화 속 주인공들처럼 갑자기 갖게 된 것이 아니라 수백만년에 걸쳐 진화된 생존의 결과물이라고 설명한다. 그런데 최근 가속화되는 기후변화와 심각한 환경파괴가 동물의 감각을 교란시키고 훼손시킨다는 게 저자의 지적이다. 저자는 그 어떤 동물도 갖지 못한 인간의 ‘의식’이 해법의 단초라고 말한다. 진화의 산물인 의식으로 우리 인간이 동물에게 치명적 고통을 준다는 점을 인식하고 지구 생태계의 행복을 위해 무엇을 할 것인지 고민하고 행동하라는 것이다.

21세기 접어들면서 가장 눈부시게 발전한 연구 분야는 다름 아닌 뇌과학 분야이다. 뇌과학 연구가 활발하면서 그동안 베일에 싸여있던 뇌 작동 메커니즘이 하나 둘씩 풀리고 있다. 그렇지만 우리가 알고 있는 부분보다 모르는 부분이 더 많다. 이 같은 상황에서 뇌신경과학자들이 마치 SF에서나 볼 수 있는 것처럼 육체에서 분리해 따로 떼어놓은 뇌세포로 컴퓨터 게임을 작동시킬 수 있다는 사실을 확인했다. 호주 합성생물학기업 코티컬 랩스, 허드슨 의학연구소, 모나쉬대 재료과학과, 인공지능·데이터과학과, 터너 뇌·정신보건연구소, 모나쉬 의생명영상학센터, 멜버른대 의생명공학과, 영국 런던대(UCL) 신경학연구소, 캐나다 고등과학연구소 공동 연구팀은 실험용 접시에 담은 인간과 생쥐의 뇌세포가 단순한 컴퓨터 게임을 할 수 있다는 것을 확인했다. 접시에 담긴 뇌세포조차 시간이 지남에 따라 행동을 수정하는 지능을 나타낼 수 있다는 의미이다. 이 같은 놀라운 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 10월 13일자에 실렸다. 연구팀은 배양접시에 쥐의 뇌 세포와 인간 뇌 세포를 추출해 뇌 세포의 움직임을 읽을 수 있는 미세전극 배열 위에서 배양했다. 연구팀은 이들 뇌세포에 약한 전기자극을 가해 예전 오락실에서 볼 수 있는 ‘퐁’이라는 공 주고받기 게임을 할 수 있는지 실험했다. 특히 게임을 진행하면서 뇌 세포내 신경세포(뉴런)이 상호작용을 통해 세포를 변화시킬 수 있는지 관찰했다. 그 결과 게임을 처음 시작할 때는 전기자극을 통해 컴퓨터 화면에 공이 어느 쪽에 있고 얼마나 떨어져 있는지 신호를 가했는데 시간이 지날수록 신경세포간 상호작용을 통해 스스로 게임을 진행하는 놀라운 현상을 발견했다. 일반적으로 동물을 이용해 뇌신경, 또는 행동실험을 할 때는 보상, 처벌을 통해 학습을 시키기 때문에 뇌의 상호관계와 발달정도를 정확히 파악하기 어려웠다. 연구팀은 한 발 더 나아가 뇌 세포가 있는 배양접시에 농도가 다른 에틸알코올을 가해 약물이나 알코올이 뇌에 미치는 영향을 관찰했다. 알코올이 가해지면 뇌세포의 게임 능력이 현저하게 떨어지는 것이 확인됐다. 사람이 술을 마시면 뇌 활동이 둔감해지는 것과 같은 원리라는 것이다. 연구팀은 이번 연구 결과가 신약개발 과정에서 동물실험 없이 뇌 독성이나 작용메커니즘을 파악하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 또 인공지능(AI) 기술 개발에도 활용될 수 있을 것으로 예상하고 있다. 연구를 이끈 코티컬 랩스의 최고과학책임자(CSO) 브랫 케이건 박사는 “이번 연구는 뇌가 어떻게 작동하는지, 뇌전증이나 치매 같은 뇌질환이 어떻게 발생하게 되는지 이해시켜주는 새로운 통찰력을 제시하고 있다”라고 말했다. 케이건 박사는 또 “그동안 인공지능 연구자들은 실리콘 기반의 칩을 이용해 인간의 뇌와 비슷한 전자뇌를 만들려는 시도를 했는데 이번 연구를 통해 실리콘 기반 시스템과 실제 인간의 뇌세포는 전혀 다른 방식으로 작동한다는 것을 알 수 있다”고 덧붙였다.

SF영화 ‘엑스맨’에는 다른 사람의 머릿속을 읽을 수 있는 ‘프로페서 X’ 자비에 박사가 나온다. 2001년 영화 ‘왓 위민 원트’에는 낙상사고 이후 여자들의 마음을 읽게 된 남자 주인공이 등장한다. 농담처럼 ‘갖고 싶은 초능력이 뭐냐’고 물으면 어린아이일수록 슈퍼맨 같은 초인적 힘을 원하지만 나이를 먹을수록 타인의 생각을 읽을 수 있는 능력을 원하는 경향이 있다는 이야기를 들은 적이 있다. 인간은 자기와는 다른 사람들과 함께 살 수밖에 없는 사회적 동물이기 때문에 갈등을 줄이고 유리한 위치를 점하기 위해 마음을 읽는 능력을 욕망해 왔다. 그렇다면 상대의 생각을 읽는다는 것은 SF나 사이비 종교인의 주장에서나 찾을 수 있는 황당한 이야기일까. 저자인 존-딜런 헤인즈 박사와 과학저널리스트 마티아스 에콜트는 그렇지 않다고 단언한다. 이런 주장에 대해 신뢰를 가질 수밖에 없는 건 헤인즈 박사가 독일 베를린 고등신경영상연구센터 소장이자 ‘브레인 리딩’이라고 불리는 생각 읽기 연구를 선도하는 세계적인 신경과학자라는 점 때문이다. 헤인즈 박사는 현대 과학의 최전선이라는 뇌신경과학 중 뇌영상, 브레인 리딩 분야에 대한 다양한 연구 성과를 알기 쉽고 재미있게 풀어내고 있다. 책을 따라가다 보면 뇌신경영상 분야의 최신 동향을 쉽게 이해할 수 있다. 헤인즈 박사는 연구 성과를 보여 주는 것만으로 끝내지 않는다. 그는 기술의 발전으로 생각 읽기의 적중률을 높이는 데 집중하기보다는 ‘왜 생각을 읽으려 하는가’라는 윤리적 문제가 더 중요하다는 점을 시종일관 강조하고 있다. 뇌병변, 뇌졸중 같은 뇌질환으로 고통받는 사람들에게는 브레인 리딩이 새로운 소통 방법이 될 수 있다. 그렇지만 특정인의 생각을 읽을 수 있는 브레인 리딩도 다른 정보통신기술(ICT)처럼 매우 심각한 개인정보 유출 문제를 일으킬 수 있다. 이 책이 진정 목적하는 방향은 최신 과학기술에 대한 대중의 무비판적 수용이 아닌 깊은 성찰을 요구하는, 바로 그 지점이다.

나이를 한살, 두살 먹어가면서 휴대전화를 어디에 뒀는지, 방금 하려고 했던 것이 뭔지를 깜박할 때가 늘어난다. 이럴 때마다 농담처럼 ‘치매아냐’라고는 하지만 진짜 그럴까봐 걱정이 앞서는 것도 사실이다. 의학자와 생물통계학자로 구성된 연구진이 기억력 저하 같은 인지기능 장애가 걱정되는 중년부터는 반드시 오메가3를 섭취해야 한다고 조언했다. 미국 과학자들은 인지기능 저하와 치매 발생을 걱정하는 중년이라면 반드시 ‘오메가3 지방산’을 섭취하는 것이 섭취하지 않을 때보다 인지기능이 더 우수하고 뇌의 형태적 구조 변화도 덜 하다고 밝혔다. 이번 연구에는 미국 텍사스대 샌안토니오병원 알츠하이머·퇴행성신경질환 연구소, 공중보건과학부, 보스턴대 의대 신경과, 의생명통계학과, 역학과, 보스턴대 컴퓨터전산과학센터, 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 신경과, 치매 및 노화영상연구실, 사우스다코타대 의대, 포화지방연구소 연구진이 참여했다. 이 같은 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 10월 6일자에 실렸다. 흔히 영양제로 불리는 건강보조식품에 대한 연구는 많지만 조사대상에 따라 그 효과는 차이를 보이고 있다. 이달 초 의학분야 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’에 실린 미국 보스턴 보훈병원, 브리검여성병원, 하버드대 의대 공동연구팀 연구에 따르면 비타민D3와 오메가3 지방산 보충제는 노화를 막는데 도움이 되지 않고 종합비타민은 인지기능 저하를 막는데 도움을 준다는 연구결과를 발표했다. 그런데, 이번에는 오메가3 지방산 보충제가 인지기능 저하를 막는데 도움이 된다는 연구 결과를 내놓은 것이다. 대신 복용 적정 나이가 ‘중년’으로 한정돼 있다는 점이 차이를 보인다. 오메가3 지방산은 연어, 정어리, 송어, 참치 같은 생선에서 많이 발견되는 것으로 많은 사람들이 건강보조식품 형태로 복용하고 있다. 연구팀은 치매나 뇌졸중 같은 퇴행성 뇌질환을 앓은 경험이 없는 40~50대 성인남녀 2183명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 실험 전 혈액검사로 체내 오메가3 지방산 수치를 측정하고, 뇌의 부피와 구조를 알아보기 위해 뇌 자기공명영상(MRI)을 촬영하고, 인지기능 측정까지 실시했다. 체내 오메가3 지방산 최적 함량은 전체 지방산 중 평균 8%이다. 그러나 실험 참가자들은 평균 3.4%로 매우 낮았고, 높은 사람들도 5.2% 안팎에 불과했다. 연구팀은 두 그룹으로 나눠 한 집단은 평소와 똑같은 식단과 생활을 하도록 하고 다른 집단은 매일 오메가3 지방산을 섭취하도록 했다. 몇 달이 지난뒤 다시 체내 오메가3 지방산 수치와 뇌 부피, 인지기능을 다시 측정했다.그 결과 오메가3 지방산을 규칙적으로 섭취한 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 체내 오메가3 지방산 함량이 최적치인 8%에 가깝게 상승한 것으로 확인됐다. 또 오메가3 지방산을 섭취한 사람들은 기억력과 학습에 중요한 역할을 하는 뇌의 해마 부위 평균 부피가 훨씬 큰 것으로 나타났고 인지기능 측정 점수도 10% 가량 높게 나왔다. 연구를 이끈 클라우디아 사티자발 텍사스대 의대 교수(생물통계학)는 “뇌 건강을 증진시키는데 가장 좋은 방법 중 하나는 식단 변화”라며 “이번 연구 결과는 중년 이후에는 오메가3를 약간만 섭취하더라도 뇌기능 퇴화를 막고 유지하는데 도움이 된다는 것을 보여주고 있다”고 설명했다. 사티자발 교수는 “미국심장협회에서도 심혈관 건강을 위해서는 일주일에 최소한 2마리 이상의 생선을 섭취하라고 권고하고 있는데 이는 뇌건강을 위해서도 적용할 수 있는 기준안”이라고 덧붙였다.

2023학년도 대학수학능력시험(수능)이 45일 앞으로 다가왔다. 많은 수험생이 수능 당일까지 1점이라도 더 올리기 위해 책상 앞에 좀더 오래 앉아 있고, 조금이라도 더 기억하려고 반복해서 외우고 공부한다. 많은 학부모와 교사들은 공부를 잘할 수 있는 비결을 ‘반복 학습’과 ‘무거운 엉덩이’로 알고 있다. 오랜 시간을 투자해 학습 내용이 몸에 체화되는 게 중요하다는 의미다. 학습심리학자, 뇌신경학자, 수학자들도 이런 방식이 맞는지 궁금했던 것 같다. 미국 미시건대, 펜실베이니아대, 텍사스 오스틴대, 스탠퍼드대 심리학과와 펜실베이니아 웨스트체스터대 수학과 연구자로 구성된 연구팀은 순수한 의지력에 의존해 억지로 참고 공부하는 학생들보다 목표 의식을 갖고 전략적으로 자기통제를 할 수 있는 학생들의 성적이 더 높은 것을 확인했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 9월 28일자에 실렸다. 연구팀은 미국의 대학입학자격시험 SAT를 앞두고 있는 1만 9882명의 고등학생을 대상으로 추적 조사를 했다. 연구팀은 SAT를 보기 전 학생들에게 주변의 수많은 유혹을 어떻게 피하고 공부했는지, 공부에 대한 동기부여는 어떤 방식으로 했는지와 관련한 설문조사를 했다. 그다음 학생들의 SAT 성적과 설문조사 결과를 비교 분석했다.그 결과 무조건 ‘참고 견디며’ 오랜 시간 공부한 엉덩이 무거운 학생들은 학습 일정과 시간을 짜 일정 시간 집중적으로 공부한 학생들에 비해 성적이 낮았다. 뻔한 얘기 같지만 자신이 집중할 수 있는 시간과 장소를 파악해 공부 시간만큼은 주변의 모든 유혹을 떨치고 집중적으로 공부하는 것이 학습효율을 높인다는 것이다. 앤절라 더크워스 펜실베이니아대 교수(행동심리학)는 “이번 연구 결과는 학습효율을 높이기 위해서는 목표 달성을 위한 계획과 전략적 자기통제 전략을 갖고 있어야 한다는 것을 보여 주고 있다”고 말했다. 인내심처럼 기억에도 전략이 필요하다는 연구 결과도 나왔다. 뉴욕대 신경과학연구센터, 인문학연구센터 연구팀은 장기기억은 경험의 반복 횟수만큼이나 자극의 강도 순서에 따라 결정되는 경향이 크다고 이날 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 9월 27일자에 실렸다. 연구팀은 캘리포니아 바다민달팽이에게 전기충격을 주면서 장기기억 형성 실험을 했다. 캘리포니아 바다민달팽이는 기억 메커니즘을 분자·세포 수준에서 파악할 때 많이 쓰이는 동물이다. 실험 결과 반복 자극보다는 자극 패턴에 따라 장기기억이 훨씬 쉽게 형성되는 것으로 확인됐다. 자극의 순서가 ‘약-강’일 때가 ‘강-약’보다 쉽게 장기기억으로 바뀐다는 것이다. 사람의 학습에 적용한다면 자신이 좋아하는 공부를 한 뒤 어려운 공부로 넘어가는 것이, 어려운 과목 공부로 힘을 뺀 뒤 쉬운 과목을 공부하는 것보다 학습효율이 높고 내용도 오래 기억할 수 있다는 말이다. 토머스 카레브 뉴욕대 교수(신경과학)는 “이번 연구에서 장기기억은 사건이 단순히 반복되면서 축적돼 생기는 게 아니라 어떤 순서로 자극을 주는가에 영향을 받았다”며 “사람의 학습에 적용한다면 무조건 반복해 외운다고 잘 기억할 수 있는 게 아니라 강약 조절을 통한 전략적 기억법을 사용해야 한다는 것”이라고 설명했다.

자녀가 있는 부모들이라면 누구나 한 번쯤 ‘백일의 기적’이라는 말을 들어봤을 것입니다. 울고 보채며 밤낮이 바뀌어 엄마, 아빠를 힘겹게 만드는 아이들도 생후 100일이 지나면 먹이고 재우는 일이 훨씬 쉬워진다고 해서 나온 말입니다. 물론 모든 아이들에게 해당되는 것은 아닙니다. 실제로 온라인 맘카페에는 ‘100일이 지났는데 육아가 더 힘들어진 것 같다’는 식의 글이 꽤 많습니다. 그래서 ‘100일의 기적’이 아닌 ‘100일의 기절’이라고 말하는 이들도 있습니다. 아이 키우는 것에 정답은 없겠지만, 과학자 부모들도 비슷한 고민을 했었나 봅니다. 세계적인 기초과학 연구기관으로 꼽히는 일본 이화학연구소(리켄·RIKEN)의 뇌과학센터와 소피아대 심리학과, 사이타마 심혈관·호흡기센터, 사이타마 아동병원, 이탈리아 트렌토대 심리학·인지과학과, 아일랜드 더블린 트리니티칼리지 신경과학연구소 공동 연구팀은 심하게 울고 보채는 영유아를 쉽게 달래 재울 수 있는 간단한 방법을 제시했습니다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 권위지 ‘커런트 바이올로지’ 9월 14일자에 실렸습니다. 이번 연구를 이끈 리켄의 쿠미 쿠로다 박사는 오랜 기간 포유류의 부모-자녀 관계, 친밀적 사회 행동을 연구해온 의과학자이면서 네 자녀를 키우는 엄마입니다. 쿠로다 박사는 “많은 부모들이 밤낮이 바뀐 영유아 때문에 육아를 힘들어 한다”며 “특히 경험이 없는 부모들에게는 스트레스를 유발시키고, 극히 소수이지만 영유아 학대로 이어지는 경우도 있어 쉽게 볼 문제가 아니다”라고 지적하며 연구 배경을 설명했습니다. 연구팀은 생후 0~7개월 사이 아이와 엄마를 대상으로 했습니다. 아이들이 미친듯이 울고 보챌 때 엄마가 ▲아이를 안고 걷기 ▲안고 앉아있기 ▲요람에 눕혀놓기 ▲요람에 눕히고 흔들어주기 4가지 방식으로 대응하도록 한 뒤 관찰했습니다. 실험 결과, 엄마가 아이를 안고 걷는 것이 가장 효과적이라는 사실을 확인했습니다. 요람에 눕히고 흔드는 것도 아이를 진정시키는데 도움이 되지만 안고 걷기보다는 효과가 절반 수준이며, 그냥 안고 앉아있거나 요람에 눕혀 놓기만 하는 것은 달래는 데 전혀 도움이 되지 않는 것으로 나타났습니다. 연구팀에 따르면 엄마가 아이를 안고 걸으면 30초 이내에 아이의 심장 박동수가 느려지면서 진정됐습니다. 5분이 지나면 모든 아기가 울음을 그쳤고, 그 중 절반 이상이 잠드는 것도 볼 수 있었다고 합니다. 그렇지만 잠들었다고 해서 요람이나 잠자리에 눕히면 3분의1 아이들이 20초 내에 다시 잠에서 깨 보채는 것으로 확인됐습니다. 아기가 잠들었더라도 5~10분 더 안고 걸으면서 아이가 완전히 잠들도록 하는 것이 좋다고 조언했습니다. 이는 사람 뿐만 아니라 쥐, 개, 원숭이 등 많은 포유류들의 경우, 선천적으로 어미에 안겨서 이동할 때 편안함을 느끼는 ‘수송 반응’ 때문이라고 연구팀은 설명했습니다. 이번 연구자들도 언급하고 있지만 아이들의 행동은 생각보다 훨씬 복잡하고 다양합니다. 그렇기 때문에 육아는 정답이 없고 미국 시인 로버트 프로스트가 이야기한 ‘한 번도 가보지 않은 길’일 것입니다. 아이들의 미래를 위해 아무도 가보지 않은 새로운 길을 개척하고자 매일 고군분투하는 세상의 모든 부모에게 격려의 박수를 보냅니다.

신약개발 기업인 ‘지엔티파마’의 뇌졸증 치료제인 ‘넬로넴다즈’가 중국 임상 3상이 속도를 내는 등 신약 개발에 속도를 내고 있다. 이에 따라 지엔티파마가 국내외에서 진행 중인 임상 3상을 성공적으로 완수해 2025년까지 혈관 재개통 치료를 받은 뇌졸중 환자의 치료제를 세계 최초로 출시할지 국내뿐 아니라 다국적 제약사들의 관심이 집중되고 있다. 지엔티파마가 과학정보통신부 등의 지원을 받아 개발한 넬로넴다즈는 안전한 ‘N-메틸 D-아스파르트산염(NMDA)’ 글루타메이트 수용체 억제제로 칼슘 신경독성을 막고 동시에 뇌신경세포에서 생성되는 활성산소를 제거하는 다중표적 뇌신경세포 보호 약물이다.  지엔티파마는 독립적 데이터 모니터링 위원회(IDMC)로부터 뇌졸중 치료제 ‘넬로넴다즈’의 중국 임상 3상에 대해 계획 변경 없이 진행해도 된다는 권고를 받았다고 29일 밝혔다. IDMC는 진행 단계 임상에서 환자의 안전과 약물 효능을 독립적으로 모니터링하는 전문가 그룹으로 △임상 지속 △임상 디자인 수정 △임상 중단 등을 결정해 임상 주체(신약개발사)에 권고한다. IDMC는 이번에 뇌졸중 환자 227명을 대상으로 넬로넴다즈의 약효와 안전성에 대한 중간 결과를 심층 평가한 결과, 임상 디자인 수정 없이 남은 임상 3상을 진행하라고 권고했다. 지엔티파마의 중국 파트너사 아펠로아제약에서 진행 중인 넬로넴다즈 중국 임상 3상은 총 948명의 환자 등록을 목표로 하고 있다. 현재는 34%인 323명의 환자를 등록했다. 발병 후 8시간 이내에 혈전용해제 ‘tPA’를 투여받은 중증 뇌졸중 환자를 대상으로 넬로넴다즈의 최종 약효를 검증할 예정이다. 또 지엔티파마가 독자적으로 진행하는 넬로넴다즈 한국 임상 3상도 속도를 내고 있다. 발병 후 12시간 이내에 혈전 제거 수술을 받는 중증 급성 허혈성 뇌졸중 환자 496명을 대상으로 넬로넴다즈의 뇌신경세포 보호 효과와 장애 개선 효과를 검증햐고 있다. 지난 7개월 동안 211명의 환자가 등록돼 43%의 진행률을 보였다. 2023년 중반에는 환자 등록을 완료할 전망이다.뇌졸중 후 뇌신경세포 사멸의 핵심 기전을 규명한 미국 스토니브룩 의과대학 신경과 데니스 최 교수는 “허혈성 뇌졸중 환자의 장애와 사망을 줄이는 효과적인 뇌신경세포 보호 약물 개발에 전 세계가 주력하고 있는데, 한국과 중국에서 진행 중인 넬로넴다즈 임상 3상이 그 중심에 있다”면서 “영구적인 장애와 사망으로 이어지는 뇌졸중을 치료하는 데 있어 넬로넴다즈가 새로운 기반을 개척하길 바란다”고 말했다. 최 교수는 뇌신경과학 분야 세계적 권위자로 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소장을 지낸 바 있다. 국내 뇌신경과학 연구 방향 수립과 뇌질환 치료기술 연구 등에 관여하고 있는 최 교수는 뇌졸중의 원인이 글루타메이트라는 사실을 입증해 노벨의학상 수상 후보자로 선정되기도 했다.

얼마 전 24절기 중 ‘모기도 입이 삐뚤어진다’는 처서가 지났습니다. 올해 처서는 ‘땅에서는 귀뚜라미 등에 업혀 오고, 하늘에서는 뭉게구름 타고 온다’는 옛말이 그대로 들어맞았다고 할 정도였습니다. 실제로 처서를 기점으로 낮 기온이 3도 가까이 떨어지고, 아침저녁으로는 시끄러운 매미 소리 대신 귀뚜라미를 비롯한 풀벌레 소리가 들리기 시작했습니다. ●‘가을 춘곤증’에 수면장애 늘어 무더위가 한풀 꺾이고 날씨가 선선해지면 봄철 춘곤증처럼 가을 ‘추곤증’에 맥을 못 추는 사람도 늘어납니다. 외부 환경 변화에 생체리듬이 따라가지 못하기 때문에 생기는 증상으로 심하면 불면증이나 수면 장애를 겪을 수 있습니다. 충분히 잠을 못 자면 하루 종일 머리가 무겁고 낮 동안 졸음이 쏟아져 일상생활이 쉽지 않습니다. 심혈관 질환, 당뇨, 고혈압, 우울증 등 각종 질병에 시달리기 쉽다는 연구도 있습니다. 수면 부족이 성격도 괴팍하게 만들고 대인 관계까지 악화시킨다면 어떻게 해야 할까요. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 인간수면과학연구센터, 헬렌 윌스 신경과학연구소 공동 연구팀은 수면이 부족하면 성격이 괴팍스러워지고 이기주의적으로 변한다고 28일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 8월 23일자에 실렸습니다. ●잠 설치면 타인에 대한 배려도 줄어 연구팀은 수면이 타인에 대한 태도에 어떤 영향을 미치는지를 알아보기 위해 세 가지 실험을 했습니다. 우선 18~26세의 건강한 성인 남녀 24명을 둘로 나눠 한쪽은 8시간의 충분한 수면을 취하도록 하고, 다른 쪽은 수면을 방해하거나 2~3시간 정도만 재운 뒤 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 찍었습니다. 그 결과 잠을 설친 사람들은 타인에게 공감하는 뇌 부위가 활성화되지 않는 것이 확인됐습니다. 연구팀은 또 171명의 성인 남녀를 대상으로 손목시계 형태의 장치를 통해 나흘 동안 수면의 질을 측정했습니다. 나흘 뒤 연구팀은 뒤에 오는 사람을 위해 엘리베이터 문이나 출입문을 잡아 주거나 자원봉사를 하고 싶은 욕구, 낯선 사람이 다쳤을 때 도와주고 싶은 욕구 등에 대한 심리 조사를 했습니다. 그 결과 수면 부족에 시달린 사람들은 충분한 수면을 취한 사람들보다 타인을 배려하고 도와주려는 욕구 점수가 약 3분의1 수준인 것으로 나타났습니다. 마지막으로 연구팀은 2001~2016년 미국 내 300만건 이상의 자선 기부금에 대한 자료와 서머타임의 상관관계를 분석했습니다. 서머타임이 실시되면 사람들의 수면 시간이 1시간가량 줄어드는 것으로 알려져 있습니다. 분석 결과 서머타임 기간에 기부금이 평소보다 10% 이상 줄어든 것으로 조사됐습니다. ●수면 부족, 개인뿐 아닌 사회적 문제 지금까지 잠과 관련된 많은 연구는 대부분 신체 건강에 미치는 영향에 대한 것들이었습니다. 그렇지만 이번 연구는 수면이 정신 건강과 타인과의 상호 관계에 미치는 영향을 다양한 분석으로 명확히 보여 주는 첫 번째 연구라는 평가를 받았습니다. 연구를 이끈 수면학자 매슈 워커 UC버클리 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 수면 부족이 개인 건강을 해칠 뿐만 아니라 사회적 상호작용을 저하시키고 사회적 연대감까지 떨어뜨린다는 사실을 밝혀냈다”며 “충분한 수면을 취하지 않는 것은 단순히 개인적인 문제가 아니라 사회 전체의 안녕을 해치는 행위”라고 강조했습니다.

한 살, 두 살 나이를 먹어갈 때마다 기억력이 예전 같지 않다고 이야기하는 사람들이 많다. 나이들어서 뭔가를 새로 배우기가 쉽지 않다는 이야기가 나오는 것도 기억력 때문인 경우가 많다. 중년이 되면 휴대전화를 어디에 뒀는지, 인터넷 검색창을 열고 무엇을 하려고 했는지 기억이 나지 않아 머리를 쥐어 뜯는 경우도 적지 않다. 이 때문에 기억에 도움이 되는 방법이나 음식, 건강영양식품도 유행이다. 그런데, 뇌신경과학자들이 기억력을 회복시키는 새로운 방법을 개발해 주목받고 있다. 미국 보스턴대 심리·뇌과학과, 생체의학공학과, 시스템신경과학연구센터, 인지 신경이미징센터, 최신신경기술연구소 공동 연구팀은 뇌에 저주파 전기자극을 주면 기억력이 회복될 수 있다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 8월 23일자에 실렸다. 기억에는 두 가지 종류가 있다. 기차를 탈 때 승강장 번호를 기억하는 것처럼 짧은 시간 동안 기억하는 작업기억(단기기억)과 휴가 후 공항 주차장에 차를 어디에 놔뒀는지 기억하는 것은 장기기억이 대표적이다. 단기기억은 수초에서 수분 사이의 일시적 정보를 기억해 내는 것이고, 장기기억은 단기기억이 뇌에서 고정화 과정을 거쳐 오랫동안 기억되는 것을 말한다. 사람마다 차이는 있지만 나이가 들면서 장기, 단기기억력 모두 감소하는 경향이 있다. 이 때문에 기억력을 향상시키는 방법이 다양하게 연구되고 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 65~88세 남녀 156명을 대상으로 하루 20분씩 나흘 동안 기억과 관련된 뇌 영역 두 곳에 4㎐(헤르츠) 정도의 약한 전기자극을 주면서 단어 20개씩 구성된 5개 분야 총 100개 단어를 암기하도록 했다. 실험참가자들은 전극 여러 개가 달린 수영모 같은 장치를 쓰고 저주파 전기자극을 받았다. 또 연구팀은 전기자극을 받으면서 외운 단어들을 1시간 뒤, 3일 뒤에 얼마나 기억하고 있는지도 측정했다. 하두정소엽(Inferior parietal lobule)과 전전두엽피질(Dorsolateral prefrontal cortex)을 자극한 결과, 실험 참가자 모두 단기기억과 장기기억 개선이 확인됐다. 연구팀에 따르면 기억력 개선 효과는 한 달 정도 유지된다. 특히 연구 시작을 할 때 인지 능력이 가장 낮았던 참가자들이 뇌 자극을 통해 가장 큰 도움을 받은 것으로 나타났다. 연구팀은 이번 연구를 통해 나온 결과가 한 달 이상 지속될 수 있는지와 뇌 장애로 인해 인지 장애가 발생한 사람이나 중증 치매 환자에게도 에게도 적용될 수 있는지 추가연구를 진행할 계획이다. 연구를 이끈 로버트 레인하트 보스턴대 교수(인지·임상신경과학)는 “전 세계적으로 빠르게 고령화됨에 따라 이번에 확인한 비침습적 기억력 향상 기술을 활용하면 노년층이 일상 활동을 개선하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

헌팅턴병은 헌팅턴 유전자에 돌연변이가 생겨 발생하는 것으로 전 세계적으로 10만명당 5~10명이 앓는 퇴행성 뇌질환이다. 헌팅턴병에 걸리면 안면경련과 함께 손, 어깨, 다리 등 여러 신체부위가 환자의 의도와 상관없이 움직여서 다른 사람이 보기에는 마치 춤추는 것처럼 보인다고 해서 ‘무도병’이라고도 불린다. 40세 전후에 발병해 행동학적 이상과 함께 성격 변화, 치매가 동반되고 결국 사망에 이른다. 헌팅턴병은 신경세포의 연결 부위인 시냅스에 문제가 생기고 뇌의 선조체 부위 뇌세포가 파괴돼 질병을 일으키는 것으로 알려져 있지만 정확한 발병 메커니즘이 밝혀지지는 않았다. 이 때문에 명확한 치료법도 없다. 이 같은 상황에서 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소, 경희대, 미국 보스턴대, 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 공동 연구팀은 헌팅턴병 환자 뇌 조직에서 정상적 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 FAK라는 단백질의 활성이 눈에 띄게 줄어드는 것을 확인했다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘악타 뉴로패솔로지카’에 실렸다. 일반인의 뇌에서는 FAK 단백질이 활성화돼 신경돌기 운동성 및 정상적 시냅스 형성을 한다. 이에 연구팀은 헌팅턴병 환자의 세포와 헌팅턴 환자의 뇌조직, 헌팅턴병을 유발시킨 동물모델을 정상적인 뇌와 비교했다. 연구팀은 살아있는 세포에서 FAK 활성을 측정하기 위해 ‘형광공명에너지전달현상’(FRET)을 이용한 형광분자센서를 활용했다. 그 결과, 헌팅턴병이 발생한 사람이나 동물, 세포에서는 FAK 단백질 활성이 현저하게 떨어져 있는 것을 관찰할 수 있었다. FAK 단백질이 정상적으로 활성화되려면 세포막에 존재하는 인지질 중 PIP2라는 물질이 필수적이다. 연구팀이 초고해상도 형광현미경으로 관찰한 결과, 헌팅턴병 세포에서는 PIP2가 돌연변이 단백질과 강하게 결합하면서 정상적인 시냅스 기능을 방해한다는 것을 확인했다. 연구를 이끈 성지혜 KIST 박사는 “이번 연구는 헌팅턴병 환자의 시냅스 기능장애 메커니즘을 밝혀냄으로써 뇌기능 장애 회복을 위한 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.