소리 들을 때 신경 활동에 잔영 남겨 입력된 자극과 비교해 강하게 반응외부서 동시다발적 감각 신호 올 때우선순위 정해 의사결정 과정 확인 과학기술 발전으로 거대 우주와 극소 미립자의 비밀이 속속 밝혀지고 있지만, 우리 양쪽 귀 사이에 존재하는 1.4㎏짜리 물체의 수수께끼는 여전히 베일에 싸여 있다. 단단한 머리뼈 속에 자리잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 ‘뇌’는 우리 몸무게의 2% 정도에 불과하다. 그렇지만 몸속으로 들어오는 산소 15%와 포도당 50%를 사용하고 1000억개의 신경세포로 연결돼 있으며 여러 가지 형태로 얽혀 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하고 있는 뇌는 사람을 사람답게 만드는 기관이자 작은 우주다. 뇌과학 연구가 활발해지면서 수수께끼의 소우주 ‘뇌’의 비밀이 하나둘씩 풀리고 있다. 미국 컬럼비아대 생명과학과 연구팀은 대뇌피질이 외부 세계에서 받은 새로운 정보를 식별하고 부호화해 이전 정보와의 차이를 이해하는 과정에 관한 메커니즘을 규명했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 2월 11일자에 실렸다. 대뇌피질은 포유류 뇌에서 가장 넓은 표면적을 가진 부분이다. 인간의 경우 지각, 사고, 기억 저장, 의사 결정 등 우리가 흔히 뇌에서 한다고 생각하는 것들을 모두 관장하는 부분이다. 연구팀은 지난해 노벨물리학상 수상자 중 한 명인 존 홉필드가 제시한 신경망 모델을 바탕으로 생쥐가 익숙한 감각 자극과 새로운 감각 자극을 어떻게 구분하고 반응하는지 실험했다. 연구팀은 생쥐에게 다양한 음높이에서 재생되는 소리를 들려주면서 대뇌피질 중 청각 피질의 변화를 측정했다. 그 결과 하나의 뉴런이 아니라 뉴런 뭉치가 어떤 소리가 재생되는지, 그리고 얼마나 새로운 소리인지에 대해 반응하는 것을 발견했다. 또 각 소리 자극은 신경 활동에 잔영(에코)을 남기고 단기 기억을 형성한다는 사실도 확인했다. 기억 중추에 새겨진 활동 에코는 이후 입력되는 자극과 비교해 새로운 것인지 이전 자극인지를 구분하고, 새로운 자극에 대해서는 더 강하게 반응한다는 점도 밝혀 냈다. 그런가 하면 프린스턴대 신경과학연구소와 콜드스프링하버 연구소 공동 연구팀은 뇌가 눈이나 귀 등 감각기관을 통해 입력되는 정보를 어떻게 의사 결정 과정에서 활용하는지 설명할 수 있는 수학 모델을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 뇌과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 신경과학’ 2월 10일자에 발표됐다. 깨어 있을 때는 다양한 감각 신호가 입력돼 뇌로 전달된다. 일반적으로 뇌는 입력 신호를 인식하고 구분해 상황에 대한 정확한 판단을 할 수 있게 돕는다. 의사 결정과 같은 고등 인지능력 발휘에서 중요한 뇌 영역은 눈 바로 뒤에 있는 전전두엽 피질이다. 그렇지만 이 부분이 어떤 식으로 작동하는지는 오랫동안 수수께끼로 남아 있었다. 이에 연구팀은 원숭이와 사람을 대상으로 실험한 결과 외부에서 처리해야 할 감각 신호가 동시다발적으로 입력되면 전전두엽 피질 세포는 우선순위를 정해 하나의 정보를 처리한다는 사실을 확인했다. 하나의 정보를 처리하는 동안 다른 정보를 처리하는 인접 세포는 차단한다는 사실도 발견했다. 이번 연구 결과는 알츠하이머 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환으로 인한 뇌 회로 오류를 개선하고 인공 두뇌를 더 유용하게 사용할 수 있는 방법을 개발하는 데 도움을 줄 것이라고 연구팀은 설명했다.

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)의 뇌신경과학 스타트업인 뉴럴링크에서 인턴으로 일했던 19세 인사가 미국 국무부의 정보기술(IT) 담당 선임 고문으로 임명돼 논란이 일고 있다고 워싱턴포스트(WP)가 10일(현지시간) 보도했다. 중요 국가 기밀을 다루는 국무부는 물론 행정 분야 경력이 일천한 데다 과거 데이터 보안 회사에서 정보 유출로 사내 처벌을 받은 이력까지 있어 미 관료들 사이에서 불만과 우려가 팽배한 것으로 알려졌다. WP는 인터넷상에서 ‘빅 볼즈’라는 별명으로 통하는 IT 기술자 에드워드 코리스틴이 최근 국무부 외교기술국 선임 고문으로 임명됐다고 전했다. 그는 이미 정부효율부(DOGE), 인사관리처(OPM) 소속이기도 해 10대에 막강한 권력을 누린다는 평가를 받는다. 코리스틴은 DOGE 내에서 수장 머스크를 돕는 25세 이하 젊은 IT 기술자들, 이른바 ‘DOGE 키즈 6인방’에 포함된 인물이다. 국무부 외교기술국에는 또 다른 DOGE 키즈인 루크 패리터(23)도 직원으로 일하고 있다. 패리터 역시 머스크의 우주기업 스페이스X 인턴 출신이다. 이들은 정부 지출 효율화를 명분으로 하는 DOGE에서 핵심적 역할을 하는 것으로 전해졌다. 6인방은 최근 논란이 된 국제개발처(USAID) 폐쇄를 주도하고 OPM을 장악한 뒤 일부 직원의 전산 시스템 접근을 차단하기도 했다. 문제는 미 국무부가 자국은 물론 전 세계의 기밀 정보를 다룬다는 점이다. 특히 외교기술국은 민감한 정보가 포함된 데이터의 허브로 ‘정보의 보물창고’라 불린다. 코리스틴은 과거 데이터 보안 회사의 정보를 유출해 인턴에서 해고된 전력이 있지만, 머스크를 등에 업고 사실상 ‘낙하산’으로 국무부에 배치됐다. 블룸버그 통신은 지난 8일 코리스틴이 내부 정보를 경쟁 회사에 유출해 패스네트워크사의 인턴직에서 해임됐다고 회사 내부 자료를 인용해 보도한 바 있다. 미 정부의 한 인사는 WP에 코리스틴의 선임 고문 기용과 관련해 “IT 기술은 뛰어날지 모르겠지만 세상을 보는 시각은 좁을 수 있다”며 “이런 인물이 (행정부의) 광범위한 영역에서 영향을 미치는 것은 적절하지 않다”고 우려했다. 또 다른 정부 관계자는 코리스틴이 해당 직위를 통해 기밀 자료에 무단 접근할 수 있을 뿐만 아니라 다른 나라와 해외 활동에 대한 정보도 입수할 수 있다며 “위험하다”고 지적했다.

2000년대 중반 미국 작가 존 그레이가 쓴 ‘화성에서 온 남자 금성에서 온 여자’라는 책이 인기를 끌었던 적이 있다. 남자는 화성인이고, 여자는 금성인이기 때문에 서로의 언어와 사고방식은 전혀 다르다는 전제하에 남녀 사이 갈등을 해결하는 방법을 제시해 독자들이 열광했다. 그렇지만, 많은 연구자는 책에서 이야기된 것처럼 생물학적으로 남녀 간 차이가 있는 것은 아니라는 연구 결과를 내놓기도 했다. 그런데, 뇌 면역 세포만은 남녀가 화성인과 금성인처럼 다를 수 있다는 분석이 나와 눈길을 끈다. 미국 로체스터대 신경과학 연구소, 백신 생물학 및 면역학 연구센터, 환경의학과, 의과학 교육센터, 시각 과학 연구센터 공동 연구팀은 중추 신경계의 면역 세포인 ‘미세아교세포’가 성별에 따라 차이가 있다고 30일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀 리포츠’ 1월 21일 자에 실렸다. 일반적으로 뇌진탕처럼 뇌에 손상이 가해지면 뇌 속 면역세포인 미세아교세포는 손상된 조직을 제거하고, 복구하는 기능을 한다. 뇌와 중추신경계에서 발생한 독소를 제거해 신경세포 기능을 유지하는 데 필수적인 역할을 하는 것이 미세아교세포다. 그렇지만, 미세아교세포가 과다 발현될 경우 알츠하이머나 파킨슨병 같은 퇴행성 신경질환이 발생하기도 한다. 연구팀은 알츠하이머는 여성에게, 파킨슨병은 남성에게 더 많이 발생한다는 사실에 주목했다. 퇴행성 뇌신경 질환의 발병률에 차이를 나타내는 원인을 찾아 나선 것이다. 뇌신경 과학자들은 성장 과정에서 미세아교세포가 기능하는 방식에는 성별에 따른 차이가 있을 수 있지만, 성인이 된 뒤에는 차이가 없다고 인식해왔다. 연구팀은 과다하게 활성화된 미세아교세포를 제거하는 데 사용되는 효소 억제제인 펙사티닙(PLX3397)으로 생쥐 실험을 했다. 펙시다티닙은 뇌 건강과 기능, 질병에서 미세아교세포의 역할을 이해하는 데 사용되기도 하지만, 손가락 관절의 건초 부위에 종양이 빠르게 자라는 희소 질환 ‘건초 거대 세포종’(TGCT)을 치료하는 데 이용되기도 한다. 연구팀은 수컷과 암컷에서 미세아교세포가 약물에 어떻게 반응하는지 살펴봤다. 그 결과 수컷 쥐에서는 PLX3397이 미세아교세포 수용체를 차단하고 미세야교세포를 고갈시키는 등 예상했던 반응을 보이지만, 암컷 쥐에서는 수컷과 전혀 다른 반응을 보인다는 것을 확인했다. 암컷은 약물을 투여했을 때, 다른 신호를 보내 미세야교세포 생존율이 늘어나는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 안나 마제프스키 로체스터대 의대 교수는 “이번 연구 결과는 미세아교세포의 기능이 성별에 따라 차이를 보인다는 점을 알려준다”라며 “이번 연구를 바탕으로 알츠하이머나 파킨슨병 진단과 치료, 예방에 새로운 전략을 세울 수 있을 것”이라고 말했다.

신경마비 환자에게 BCI 기술 이식AI, 특정 손가락 움직임 신호 식별 생각만으로 가상의 드론 제어 성공 1970~1980년대에 초등학생이었던 사람들은 추억의 애니메이션 ‘로보트 태권V’와 ‘마징가Z’를 기억할 것이다. 태권V와 마징가Z는 비슷해 보이지만 조종 방식이 전혀 다르다. 마징가Z는 주인공이 비행체를 타고 날아가 머리 부분에 합체한 뒤 스틱과 버튼으로 몸을 움직이는 방식이고, 태권V는 로봇과 주인공의 뇌파가 공조해 주인공이 움직이는 대로 따라 하는 시스템이다. 태권V의 조종 방식은 요즘 기술 용어로 바꾸면 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’(BCI) 또는 ‘뇌-기계 인터페이스’(BMI)다. 그런데 최근 기계공학자와 신경과학자들이 태권V처럼 생각으로 가상의 드론을 조종하는 기술을 개발해 눈길을 끈다. 미국 스탠퍼드대 신경외과를 중심으로 한 공동 연구팀은 신경마비 환자에게 BCI 기술을 이식해 손가락의 미세한 움직임으로 컴퓨터 속 가상의 비행체를 움직이도록 하는 데 성공했다고 22일 밝혔다. 이 연구에는 스탠퍼드대, 미시간대, 하워드 휴스 연구소, 브라운대, 로드아일랜드 신경 재건·신경공학·재활 보훈 연구개발센터, 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원 연구자들이 참여했다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 의학’ 1월 21일 자에 실렸다. 운동장애는 자발적 운동을 제어하는 뇌 부위나 뇌와 척수의 연결에 손상이 생기면서 발생하는 것으로 알려져 있다. 파킨슨병, 다발성경화증, 뇌졸중, 외상, 유전 등 발생 원인은 수십 가지에 이른다. 미국의 경우 약 500만명이 심각한 운동장애를 겪고 있다. 마비 환자의 기본적 욕구는 대부분 충족되고 있지만 각종 사회 활동이나 여가 활동에 대해서는 여전히 부족한 부분이 많다. 이에 BCI 또는 BMI가 잠재적 해결책으로 떠오르고 있지만 현재까지는 복잡한 움직임엔 어려움을 겪고 있다. 연구팀은 뇌에 있는 여러 뉴런의 전기 활동 패턴을 지속적으로 기록해 복잡한 움직임을 수행할 수 있는 BCI 기술을 개발했다. 연구팀은 새로 개발한 BCI 칩을 69세 남성 마비 환자의 왼쪽 중심전회(precentral gyrus)에 이식했다. 중심전회는 1차 운동피질로 손의 움직임 제어를 담당하는 뇌 영역이다. 연구팀은 장치 이식 후 컴퓨터와 연결해 생각을 통해 다양한 동작을 수행하는 가상의 손을 관찰하면서 신경 활동을 기록했다. 그 후 인공지능(AI) 기계학습 알고리즘으로 특정 손가락의 움직임과 관련된 신호들을 식별했다. 이 과정을 통해 손가락 각각의 움직임을 정확하게 예측했으며 실험 참가자는 가상의 손에서 엄지, 검지, 중지 세 손가락을 원하는 방향으로 정확히 제어할 수 있었다. 연구팀은 BCI 손가락 제어 기술을 비디오게임으로 확장했다. 그 결과 실험 참가자는 생각만으로 원하는 손가락을 정확히 움직여 컴퓨터그래픽 속에 있는 회전익 4개의 드론(쿼드콥터) 속도와 방향을 정교하게 제어해 여러 장애물 코스를 통과하는 데 성공했다. 연구를 이끈 매슈 윌시 미시간대 교수(계산신경과학·신경외과학)는 “이번에 개발한 시스템은 마비 환자들의 여가 활동을 도울 수 있을 뿐만 아니라 생각으로 비행체를 조종하는 기술 개발에도 도움을 줄 것”이라고 말했다.

학살 가해자 인터뷰·실험 결과 검토복종 인지적·심리적 메커니즘 규명 12·3 비상계엄 사태와 관련해 부당하거나 불법적인 지시라고 판단되는 경우 공직자나 군인이 어떤 태도를 취해야 하는지를 놓고 논란이 들끓었다. 역사적으로 보면 집단 학살이나 국가적 폭력에 가담한 이들은 재판 과정에서 하나같이 “명령에 따랐을 뿐”이라고 말한다. 제2차 세계대전 전범의 책임을 물었던 1차 뉘른베르크 국제군사재판에 기소된 24인의 지도자 대다수도 똑같은 책임 회피성 진술을 내놨다. 르완다나 캄보디아의 대량 학살 가해자들도 “명령에 대한 복종이었다”고 변명했다. 인지신경과학자인 저자는 방대한 자료를 분석해 인간이 명령에 복종하는 인지적·심리적 메커니즘에 대한 규명을 시도한다. 이를 위해 학살 사건 가해자를 인터뷰하고 여러 실험 결과를 검토한다. 책은 인간의 뇌는 타인의 고통을 정서적으로 처리하고 이해하도록 설계돼 있지만 타인의 고통에 대한 신경 반응을 조절할 수 있다고 설명한다. 연구에서는 피실험자의 공감 능력이 실험자가 독려하는 방향에 따라 확대되거나 축소되는 경향을 보였다. 2016년부터 시작된 다수의 실험에서 저자는 복종하는 사람의 뇌에서 책임감 및 공감 능력, 죄책감이 감소하는 현상을 확인했다. 하지만 부당한 명령에 대한 불복종은 쉽게 이뤄지지 않았다. 저자는 권위에 대한 복종을 연구하기 위해 실험실에서 8년 동안 타인에게 고통을 주는 전기 충격을 가하라고 피실험자에게 명령했다. 물론 안전한 상황에서 진행된 실험이었지만 4만 5000건의 명령 가운데 거부된 것은 1340건(약 2.97%)에 불과했다. 저자는 “불복종률이 너무 낮아 실험 설계를 계속해서 번복할 수밖에 없었다”고 밝혔다. 하지만 책은 이런 연구가 악의 평범함에 대한 과학적인 해답이 아니라고 강조한다. 인류사의 비극을 예방하기 위해서는 처벌도 중요하지만 그 이면에 있는 역사적, 경제적, 정치적, 사회적 맥락을 간과해서는 안 된다는 것이다. 저자는 “예방의 열쇠는 이해이며 학제 간 섬세한 접근을 통해 공감, 도덕적 용기, 독립적 사고를 촉진하는 방안을 개발하고 폭력의 악순환을 끊는 것이 시급하다”고 강조한다.

코로 숨을 쉬지 않고 입으로 숨을 쉬는 사람들은 얼굴이 못생겨질 수 있다는 주장이 나온 가운데, 코호흡을 할 경우 건강에도 좋다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 최근 영국 데일리메일에 따르면 한 외과 의사는 입으로 숨 쉬는 사람과 코로 숨 쉬는 사람의 얼굴 구조를 비교한 이미지를 공개하며 코 대신 입으로 호흡할 경우 눈, 코, 턱의 모양이 바뀔 수 있다고 주장했다. 한 누리꾼이 공유한 영상에 따르면 외과 의사가 하는 것으로 알려진 과학 강의 영상에서는 ‘인류가 왜 점점 추해지고 있는지’에 관한 내용이 담겼다. 익명의 외과 의사는 입으로 숨 쉬는 사람과 코로 숨 쉬는 사람의 얼굴 구조를 비교하며 “입으로 호흡하면 코가 이상한 모양으로 높아지고 턱이 뒤로 젖혀지며, 눈 밑이 늘어질 수 있다”고 경고했다. 입으로 호흡할 경우 입이 열리게 되면서 혀가 아래로 내려가 턱과 얼굴의 다른 부위가 아래로 당겨지기 때문에 못생겨질 수 있다는 것이다. 이 이론은 앞서 미국 신경과학자 앤드류 휴버먼 박사를 포함한 다른 과학자들도 주장한 바 있다. 휴버먼 박사는 입으로 호흡할 경우 산소량이 줄어들 수도 있다고 조언했다. 앵글리아 러스킨 대학의 연구진에 따르면 입보다 비강의 공기량은 적지만 압력은 더 높아 공기가 호흡기로 더 빨리 이동한다. 휴버먼 박사는 “입으로 호흡하면 외모만 바뀌는 것이 아니라 질병을 유발할 수도 있다”며 “코는 우리가 호흡하는 공기를 걸러내 먼지나 꽃가루 같은 유해 입자들이 폐에 깊숙이 들어가는 것을 막아준다”고 전했다. 이어 “특히 어린이의 경우 코로 호흡하는 대신 입으로 호흡할 경우 산소량이 줄어들어 뇌 발달에 영향을 미칠 수 있다”고 덧붙였다. 한편 코호흡은 입 호흡보다 건강에도 좋은 것으로 알려졌다. ‘호흡의 기술’ 을 쓴 미국의 과학 저널리스트 제임스 네스터는 “당장 숨 쉬는 방법부터 바꾸라”고 말했다. 그는 자신을 직접 실험 도구로 삼아, 입으로만 숨 쉬고 코로만 숨쉬기를 번갈아 수백 번씩 반복한 것으로 알려졌다. 그의 결론은 입 호흡을 하루빨리 코호흡 위주로 바꿔야 한다는 것이었다. 그가 제안한 호흡법은 5.5초 동안 들이쉬고 5.5초 동안 내쉬는 ‘5.5 호흡법’이다. 그는 “숨 쉬는 방법에 따라 중년 이후의 건강이 달라진다”고 설명했다. 그는 이렇게 숨을 쉬면 필요한 공기의 2배를 쉽게 들이쉴 수 있으며, 이렇게 더 적은 횟수로 더 많은 양을 들이쉬고 내쉬는 연습만으로도 남들보다 더 건강해질 수 있다고 조언했다.

2025년 1월 8~9일, 브랭섬홀 아시아는 토론토대학교 공과대학 학장인 크리스 예이프(Chris Yip) 교수와 동료 교수 에이미 바질락(Aimy Bazylak) 교수를 제주 캠퍼스로 초청하여 인공지능(AI)과 신기술의 미래에 대한 심층적인 강연을 진행했다. 이번 강연은 ‘인공지능과 신기술을 통한 미래 준비’라는 주제로 진행되었으며, 학생들을 위한 세션에서는 ‘지속 가능한 에너지’와 ‘공학 분야에서의 직업’에 대한 심도 깊은 논의도 이루어졌다. 크리스 예이프 학장은 강연을 통해 급변하는 AI 시대가 공학 교육에 미치는 영향을 설명하고 그 변화가 가져올 가능성과 기회를 실제 사례를 통해 제시하며, 다학제 간 융합교육과 협업의 중요성을 강조했다. 강연 후, 참석자들은 교수들과 자유롭게 대화하며 기술과 미래 직업에 대한 다양한 질문과 논의를 나누는 뜻깊은 시간을 가졌다. 크리스 예이프 학장은 2019년부터 토론토대학교 공과대학 학장으로 재직하며, 지속 가능한 지역사회 구축과 형평성을 위한 공학적 솔루션 개발에 주력하고 있다. 그는 다양한 시각을 가진 차세대 공학 리더 양성을 목표로 공공 정책 및 형평성 관련 독창적인 프로그램을 도입하며 교육 혁신을 이끌고 있다. 연구자로서도 국제적인 명성을 지닌 그는 분자 이미징, 신경과학, 나노기술 및 생체재료를 포함한 다양한 분야에서 학문적 업적을 이루어냈다. 에이미 바질락 교수는 토론토대학교 기계공학과 교수로, 청정 에너지, 열유체학, 마이크로유체학, 연료전지 설계 등 다양한 기술적 분야에서 연구를 진행하고 있다. 이번 강연을 주최한 제주 국제학교 브랭섬홀 아시아는 초등부터 고등 과정까지 통합된 디자인 테크놀로지 수업을 제공하며, STEM 교육을 넘어 비즈니스, 디자인, 예술 등 다양한 학문 분야를 아우르는 융합형 교육과정을 운영하고 있다. 이러한 독창적인 교육을 통해 학생들은 순환 경제, 효율적인 에너지 사용, 지속 가능한 디자인 등 글로벌 문제를 해결하는 다양한 협업 프로젝트에 참여하며 최신 기술을 활용한 창의적인 문제 해결 능력을 함양하고 있다. 브랭섬홀 아시아의 총교장인 블레어 리 박사(Dr. Blair Lee)는 “브랭섬홀 아시아는 앞으로도 혁신적인 교육과정을 통해 학생들이 미래의 복잡한 문제를 해결할 수 있는 글로벌 리더로 성장할 수 있도록 적극적으로 지원할 것”이라고 밝혔다.

“울지 마라./외로우니까 사람이다./살아간다는 것은 외로움을 견디는 일이다./눈이 오면 눈길을 걸어가고…가끔은 하느님도 외로워서 눈물을 흘리신다.…” 외로움을 표현하는 대표적인 시 중 하나로 꼽히는 정호승 시인의 ‘수선화에게’의 일부분이다. 2020년부터 2023년까지 약 3년 동안 전 세계를 공포에 떨게 했던 코로나19 팬데믹 기간 사회적 고립이나 고독감이 건강에 심각한 영향을 미친다는 사실이 새삼 밝혀졌다. 최근 중국 푸단대 뇌 기반 지능 과학기술연구소, 계산 신경과학 연구실, 데이터과학부, 국가 신경 이상 연구센터, 푸단 국제 혁신센터, 영국 케임브리지대 임상 신경과학과, 심리학과, 케임브리지 행동·신경과학 연구소, 워윅대 컴퓨터과학과 공동 연구팀은 친구와 가족 간 교류가 면역 체계를 강화하고 심장병, 뇌졸중, 제2형 당뇨(성인 당뇨)와 같은 질병의 위험을 줄인다고 7일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 및 심리학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동’ 1월 4일 자에 실렸다. 사회적 관계는 웰빙에 중요한 역할을 하며, 사회적 고립과 외로움이 건강 악화와 조기 사망과 밀접한 관련이 있다는 조사들이 속속 나오고 있다. 사회적 고립은 객관적으로 혼자 있는 경우가 많거나 사회적 관계가 거의 이뤄지지 않는 것이며, 외로움은 사회적 상호작용 수준이 자기가 원하는 것보다 낮을 때 발생하는 주관적 감정이다. 그렇지만, 사회적 관계가 건강에 영향을 미치는 근본적 메커니즘은 여전히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 대표적인 생명과학 및 의학 분야 데이터베이스인 영국 바이오뱅크에 참여한 40~69세 성인 남녀 4만 2000명에게서 채취한 혈액 표본에서 단백질 집합체인 프로테옴을 분석했다. 이를 통해 일반인과 비교해 사회적으로 고립되거나 외로움을 느끼는 사람들에게서 많이 나타나는 단백질 종류를 파악하고, 이들 단백질이 건강에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 연구팀은 혼자 사는지, 사회적으로 다른 사람들과 얼마나 자주 접촉하는지, 사회 활동에 참여하는지 등을 기준으로 개인의 사회적 고립 점수를 계산하고, 개인이 느끼는 외로움 여부를 10점 척도로 조사했다. 그 결과, 연구팀은 사회적 고립과 관련된 단백질 175개, 외로움과 관련된 단백질 26개를 발견했다. 외로움과 관련된 단백질의 85% 정도는 사회적 고립 관련 단백질과 중복됐다. 이들 단백질은 대부분 염증, 바이러스 감염, 면역 반응에 영향을 미치며, 심혈관 질환, 성인 당뇨, 뇌졸중을 비롯해 다양한 조기 사망 원인과 연관된 것으로 조사됐다. 연구팀은 멘델식 무작위화(Mendelian Randomization·MR)라는 통계적 방법으로 사회적 고립과 외로움, 단백질 사이의 인과 관계를 분석했다. MR은 유전학적 변이를 변수로 해 위험 요소와 결과 사이의 인과 관계를 추론할 때 사용하는 연구 방법론이다. 이를 통해 외로움으로 인해 증가하는 단백질 5종을 발견했다. 대표적인 단백질이 ADM으로 확인됐다. 이 단백질은 스트레스 호르몬과 사랑의 호르몬으로 알려진 옥시토신 같은 사회 호르몬을 조절해 스트레스를 줄이고 개선하는 역할을 하는 것으로 알려졌다. AMD는 인체에서 일어나는 일을 감지하는 뇌 허브 역할을 하는 뇌섬엽(insula) 부피와 연관성이 있다는 사실이 규명됐다. AMD 수치가 높을수록 뇌섬엽 부피가 줄고, 감정, 보상, 사회화 과정에 관여하는 좌측 꼬리핵의 부피가 줄어드는 동시에 조기 사망 위험이 커지는 것으로 나타났다. 또 다른 단백질인 ASGR1은 고콜레스테롤과 심혈관 질환 위험 증가와, 다른 단백질은 인슐린 저항성, 동맥 경화, 암 진행에 영향을 미치는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 바바라 샤하키안 케임브리지대 교수(정신의학·신경과학)는 “이번 연구 결과는 세계보건기구(WHO)가 사회적 고립과 외로움을 글로벌 공중보건 문제로 규정한 이유를 깨닫게 해준다”라며 “외로움과 고립감으로 인해 나타날 수 있는 질병을 예방하기 위한 새로운 방법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

술을 사랑하는 사람을 일명 ‘애주가’(愛酒家)라 부른다. 하지만 과도한 음주 사랑은 알코올의존증으로 발전할 수 있으며, 자칫 판단력이 흐려지고 기억이 자주 끊기는 알코올성 치매로도 이어질 수 있다. 이를 우려한 보건복지부는 주류 판매용 용기(술병) 경고 문구를 ‘과음’에서 ‘음주’로 개정하는 방안을 추진하고 있다. 방송통신심의위원회도 출연자들의 음주 장면을 반복적으로 방송하며 ‘음주 미화’ 논란을 일으킨 MBC ‘나 혼자 산다’에 대해 법정제재인 ‘주의’를 의결했다. 하지만 한국 사회는 여전히 음주에 관대하다. 질병관리청의 ‘국민건강영양조사 제9기 1차 연도(2022년) 결과’를 보면 고위험 음주율은 남성 21.3%, 여성 7.0%로 남성은 전년보다 1.6% 포인트 높아졌고 여성은 비슷한 수준을 유지했다. 고위험 음주율은 1회 평균 남성은 7잔(또는 맥주 5캔), 여성 5잔(또는 맥주 3캔) 이상을 최소 주 2회 마시는 비율이다. 최근 1년간 월 1회 이상 한 번의 술자리에서 남성은 7잔(또는 맥주 5캔), 여성은 5잔(또는 맥주 3캔) 이상 음주한 비율을 뜻하는 월간 폭음률은 남성 48.8%, 여성 25.9%로 전년보다 모두 1.8% 포인트 증가했다. 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)가 지정한 1급 발암물질인 술이 치매로까지 이어질 수 있다는 사실을 간과한 탓이다. ‘블랙아웃’ 반복되면 ‘뇌실’ 가속화…판단력 저하·성격 변화 알코올의존증은 알코올을 장기간 사용하여 알코올과 관련된 문제 행동이 빈번히 나타나고, 알코올 금단 또는 내성 등의 신체적 증상이 나타나는 경우를 말한다. 의존증이 심화하면 알코올성 치매 증상의 일종인 ‘블랙아웃’ 즉 필름이 끊기는 현상이 반복되기도 한다. 체내에 흡수된 알코올을 분해하는 과정에서 아세트알데히드가 발생하는데, 이것이 해마의 신경세포 재생을 억제하기 때문이다. 영구 기억으로 저장하기 전의 기억이 임시로 머무는 장소인 해마가 손상되면, 영구 기억 자체가 존재하지 않게 된다. 초기에는 이런 뇌의 기능에만 문제가 생겼다가 바로 복구되지만 블랙아웃이 이어지면 뇌의 광범위한 구조 변화가 일어난다. 뇌가 쪼그라들면서 뇌의 텅 빈 공간인 ‘뇌실’이 늘어난다. 실제 미국 웨슬리대 연구 결과 하루 소주 3잔에 해당하는 알코올을 30년 이상 마시면 뇌세포 파괴 속도가 빨라져 뇌의 용량이 평균 1.3% 줄어들고 하루 1잔씩만 마셔도 0.5% 줄어드는 것으로 조사됐다. 뇌의 기능이 떨어지면 음주 조절 능력이 낮아져 더 많은 양의 술을 마시게 되고 폭음의 악순환을 낳는다. 또 뇌의 위축이 기억력과 판단력 저하, 성격의 변화가 동시에 나타난다. 미국 텍사스대 의대 신경과학 및 세포생물학과 연구진에 따르면 잦은 음주는 새로운 신경세포를 만드는 뇌의 성체 줄기세포 성장을 차단하고 사멸시켜 판단력이나 기억력 같은 뇌 기능을 저하시킨다. 장기간의 알코올 섭취가 기억 중추와 함께 사람의 성격이나 감정, 행동을 조절하는 ‘전두엽’을 손상시키기 때문이다. 알코올성 치매 환자는 감정과 충동을 조절하는 능력에도 심각한 문제가 나타나는 이유다. 실제로 연구팀이 생쥐를 이용해 실험한 결과, 알코올에 자주 노출된 쥐들은 뇌실의 밑부분인 뇌실하대(subventricular zone)의 성체줄기세포가 크게 망가졌다. 뇌실하대는 동물의 뇌에는 종양과 신경퇴행질환으로부터 뇌를 보호하기 위해 새로운 뇌세포가 만들어지는 2개의 뇌 영역 중 하나다. 연구팀은 “성인의 뇌에는 줄기세포가 있어서 새로운 신경세포를 만들어 내지만 알코올로 인해 뇌 줄기세포 자체가 파괴되면 뇌 손상을 보호할 수 있는 방법이 없다”고 전했다. 블랙아웃과 뇌위축, 알코올성 치매로 연결되는 과정을 끊으려면 결국 절주 또는 금주밖에는 방법이 없다. 6개월에 2회 이상 블랙아웃을 경험하고 이후 그 빈도가 잦아진다면, 정신건강의학과 전문의 상담을 고려해 볼 필요가 있다.

신경 손상 환자의 뇌에 전기 자극을 가해 손상된 운동 기능을 회복시켰다는 연구 결과를 심심찮게 만날 수 있다. 스위스 중재 신경치료 연구센터, 스위스 로잔 연방공과대(EPFL) 생명과학부, 로잔대, 로잔대학병원 신경외과, 임상 신경과학과, 제네바 와이스 생명·신경공학 연구센터, 미국 프린스턴대 암 연구소, 통합 게놈 연구소, 캐나다 토론토대 의생명물리학과 공동 연구팀도 척수 손상을 입은 인간과 생쥐에게 심부 뇌 자극을 해 보행을 개선하고 운동 기능 회복을 촉진하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 의학’ 12월 3일 자에 실렸다. 척수 손상은 뇌에서 나와 전신으로 이어지는 신경다발이 모여 있는 척수가 손상되는 것을 말한다. 척수 손상은 뇌와 척수 간 통신 경로를 방해해 마비나 운동 기능 저하를 초래하는데 운동과 감각 기능이 완전히 소실된 완전 손상과 기능이 일부 남아있어 적절한 치료를 하면 어느 정도 좋아지는 불완전 손상으로 구분된다. 여러 뇌 영역이 보행 조절에 관여하지만, 어느 영역이 척수 손상에 가장 큰 영향을 받는지, 그리고 다른 뇌 영역이 회복을 지원하고 보행을 회복하는 데 어떻게 이바지하는지는 불확실하다. 이에 연구팀은 척수 손상을 입은 생쥐의 회복 단계 동안 뇌 활동을 3D 이미징 기법으로 관찰해 회복 중 보행에 관여하는 뇌 영역을 확인했다. 그 결과, 일반적으로 각성, 식욕, 동기 부여를 담당하는 측좌 시상하부에 회복에요한 역할을 하는 신경 세포 집단이 모여 있다는 것을 발견했다. 연구팀은 이 관찰 결과를 바탕으로 측좌 시상하부를 심부 뇌 자극술로 자극해 다양한 형태의 척수 손상을 입은 쥐의 행동 및 보행 장애가 개선되는 것을 확인했다. 심부 뇌 자극술은 전극을 뇌 안에 이식한 다음, 가슴 근육 아래 심어놓은 자극 발생기를 통해 목표 부위에 적절한 전기자극을 가하는 치료법이다. 연구팀은 만성 불완전 척수 손상 환자 2명에 대해 측좌 시상하부의 심부 뇌 자극을 실시했다. 그 결과, 두 환자는 보조 기구에 의존하고 여전히 보행에 어려움을 겪기는 했지만, 10m, 6분 보행 테스트에서 보행 성능이 개선됐고 하체 운동 능력도 향상된 것을 발견했다. 특히 재활 치료와 함께하면 환자들은 심부 뇌 자극술이 끝난 뒤에도 회복된 보행 능력을 유지하는 것으로 관찰됐다. 신경과학자로 이번 연구를 이끈 그레고아르 쿠르틴 EPFL 교수는 “이번 연구 결과는 심부 뇌 자극술로 측좌 시상하부의 신경세포를 활성화해 심각한 척수 손상을 입은 환자 일부에게서 부분적인 운동 회복을 확인했다”며 “심부 뇌 자극술이 척수 손상 환자 치료에 상당히 도움이 될 것으로 보인다”라고 말했다.

심혈관 질환 또는 비만이 있는 남성이 50대 중반에 치매의 위험에 놓일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 같은 질환이 있는 여성보다 10년가량 이른 것으로, 치매를 예방하기 위한 관리를 조기에 시작해야 한다는 분석이다. 27일(현지시간) 미국 CNN에 따르면 폴 에디슨 영국 임페리얼 칼리지 신경과학 교수 연구팀은 영국 바이오뱅크에서 비만과 고혈압, 제2형 당뇨병 진단을 받은 45세에서 82세 사이의 영국인 남녀 3만 4000명을 대상으로 분석한 결과 이같이 나타났다고 밝혔다. 비만과 고혈압, 제2형 당뇨병은 모두 치매 발병 위험을 높이는 요인이다. 연구팀은 이들의 뇌를 스캔하고 복부 및 내장지방 부피를 측정했다. 연구에 따르면 심혈관 질환과 복부 피하지방, 내장지방 수치가 높을수록 대뇌피질의 부피가 줄어드는 것으로 나타났다. 감각, 운동, 언어 등 여러 기능을 담당하는 대뇌피질을 침범하는 퇴행성 질환인 알츠하이머병을 앓으면 치매 증상으로 이어진다. 이같은 변화 자체는 성별과 무관했지만, 여성이 약 65세에 이같은 변화가 시작돼 74세까지의 기간에 가장 취약한 것과 달리 남성의 경우 10년 가량 이른 약 55세에 변화가 시작돼 74세까지의 기간에 가장 취약하다고 연구진은 밝혔다. 에디슨 교수는 남성과 여성 간 호르몬 차이가 이같은 결과로 이어질 수 있다고 추정했다. 남성 호르몬인 테스토스테론은 ‘나쁜 콜레스테롤’로 불리며 심혈관 질환의 위험을 높이는 저밀도 지단백질(LDL) 수치를 높일 수 있다. 반면 여성 호르몬인 에스트로겐은 LDL 수치를 낮추고 ‘좋은 콜레스테롤’로 알려진 고밀도 지단백질(HDL) 수치를 높인다. 여성이 남성보다 10년 가량 늦게 치매를 겪을 수 있는 것은 갱년기 이후 에스트로겐의 이같은 효과가 약화되기 때문이라고 에디슨 교수는 설명했다. 또 남성이 여성보다 붉은 육류와 포화지방, 소금 등이 다량 함유된 식단을 더 많이 섭취하고 술과 담배를 즐기는 것도 남성의 치매 위험을 앞당기는 이유라고 에디슨 교수는 설명했다. 피하 지방이 많은 여성과 달리 남성의 경우 내장기관에 지방이 많이 쌓여 심혈관 질환의 위험을 높이는 것도 이와 관련이 있다고 에디슨 교수는 덧붙였다. 에디슨 교수는 “심혈관 질환과 비만이 뇌세포의 퇴행에 미치는 영향은 여성보다 남성에게서 더 장기적으로, 뚜렷하게 나타난다”면서 남성은 여성보다 일찍 심혈관 질환과 비만 관리를 시작해야 한다고 강조했다. 혈압 관리와 콜레스테롤 저감, 혈당 관리, 금연과 금주 등을 조기에 실천해야 한다는 설명이다. 에디슨 교수 연구팀의 이같은 연구는 지난 26일 ‘신경학 신경외과학 정신의학 저널’에 게재됐다.

미국 듀크대에서 진화인류학, 신경과학을 가르치는 브라이언 헤어와 과학 저널리스트인 버네사 우즈가 쓴 ‘다정한 것이 살아남는다’라는 책이 있다. 진화의 역사에서 살아남은 종들은 다정하고 협력적인 모습을 보여준 것들이라는 사실을 늑대와 개, 침팬지와 보노보, 네안데르탈인과 호모 사피엔스 등의 사례로 설명해주는 내용이다. 점점 세상이 각박해지고 있다는 한탄을 하는 사람들이 늘어가고 있는 가운데 친절함과 다정함은 우리 생각보다 전염성이 강하다는 연구 결과가 나왔다. 각박해지는 세상을 바꾸는 힘은 우리 자신에게 있다는 것을 암시하는 연구이기도 하다. 영국 더럼대 심리학과 연구팀은 친절한 사회적 행동은 전염성이 강하다는 사실을 유인원 연구를 통해 규명했다고 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 11월 20일 자에 실렸다. 영장류와 조류 중에서는 까마귀 등 많은 동물에서는 특정 행동이 전염되는 것을 쉽게 관찰할 수 있다. 한 공간에 여러 사람이 있을 때 한 사람이 하품하면 졸리지도 않는데 자기도 모르게 하품을 따라 하는 경우가 있었을 것이다. 이처럼 집단 내 구성원이 어떤 행동을 하는 것을 본 뒤, 본능적으로 그 행동을 따라 하는 것을 ‘행동 전염’이라고 한다. 이는 동물들이 사회적 유대를 강화하고 감정을 동기화하는 데 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 아프리카 잠비아의 동물 보호소에 사는 침팬지 41마리의 행동을 오랫동안 관찰했다. 그 결과, 나이, 계급, 성별이 모두 다른 침팬지가 털 고르기 같은 그루밍이나 놀이 과정에서 행동 전염이 강하게 나타난다는 사실을 확인했다. 가까운 관계에 있는 다른 개체가 그루밍을 하는 것을 관찰할 경우, 이를 따라 하는 것이 발견됐다. 놀이 행동은 젊은 침팬지에게 더 전염성이 강하게 나타나는 것이 관찰됐다. 다른 개체들이 놀이와 그루밍 같은 사회적 행동을 수행하는 것을 보면 똑같이 참여할 가능성이 높다는 것이다. 연구팀에 따르면 놀이는 어린 침팬지에게 사회성과 행동 발달에 중요하며, 다 큰 침팬지들은 서로를 그루밍함으로써 사회적 관계를 구축하고 회복하는 경향을 보였다. 성체 침팬지가 가까운 사회적 관계에 있는 개체의 행동에 쉽게 전염되는 것은 가까운 친구에게 더 많은 주의를 기울여 더 강한 영향을 받기 때문으로 보고 있지만, 가까운 친구가 다른 누군가를 손질해 주는 모습에 질투를 느끼기 때문일 수도 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 잔나 클레이 교수(비교·발달 심리)는 “침팬지에게서 놀이나 그루밍 같은 친근한 사회적 행동의 전염을 연구한 것은 이번이 처음”이라며 “유인원인 침팬지에게서도 서로의 사회적 행동을 흉내 내고 따라 하는 성향이 강하다는 것을 보면 인간에게도 친절함이나 다정함은 다른 어떤 행동보다 전염성이 강하다는 것을 추정할 수 있다”라고 말했다.

반려견들은 물에 들어갔다 나오거나 목욕을 한 뒤에는 몸을 흔들어 물을 털어 낸다. 이 때문에 주위에 서 있다가 반려견이 터는 물에 흠뻑 젖을 때도 있다. 몸에 있는 물을 털어내는 움직임은 그저 몸에 묻은 것을 떼어내려는 무작위적 움직일까, 아니면 주인을 즐겁게 해주기 위한 행동일까. 최근 과학자들이 반려견의 물 털어내기 행동 이유를 밝혀내 눈길을 끈다. 미국 하버드대 의대 하워드 휴스 의학연구소 신경생물학과, 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬 센터 정신과학과 공동 연구팀은 젖은 몸 털기 행동을 유발하는 특정 유형의 촉각 수용체와 척수와 뇌를 연결하는 신경세포(뉴런), 이를 연결하는 신경 회로를 찾았다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 11월 8일 자에 실렸다. 몸을 흔들어 물기를 털어내는 반사 행동은 생쥐, 고양이, 다람쥐, 사자, 호랑이, 곰 등 털이 많은 포유류에게서 공통으로 찾아볼 수 있다. 이런 움직임은 발이 닿기 어려운 부위에 있는 물, 벌레, 그 밖의 자극물을 제거하는 데 도움이 된다. 그렇지만 이런 행동의 명확한 이유와 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 털로 덮인 피부에는 12가지 이상 감각 뉴런이 있고, 각각의 뉴런은 다양한 감각을 감지하고 해석하는 기능을 갖고 있다. 이에 연구팀은 피부 모낭을 감싸고 있는 ‘C-섬유 저역치 기계 수용체’(C-LTMR)라는 초민감 촉각 수용체에 주목했다. 사람의 경우 C-LTMR는 부드러운 포옹과 쓰다듬기 같은 기분 좋은 촉감과 관련이 있다. 그러나 다른 동물들에게는 피부에 이물질이 닿았을 때 이를 알려주는 역할을 한다. 연구팀은 실험용 생쥐 목뒤 쪽에 기름을 몇 방울 떨어뜨린 다음, 어떤 행동을 보이는지 관찰했다. 그 결과, 모든 생쥐가 10초 이내에 기름방울을 털어내는 행동을 했다. 연구팀은 유전자 편집으로 C-LTMR을 제거한 뒤 똑같은 실험을 했는데, 기름방울 털기 행동이 절반 이하로 줄어드는 것을 관찰했다. 연구팀은 C-LTMR 신호가 어떻게 전달되는지 실험한 결과, 통증, 온도, 촉각을 처리하는 데 관여하는 뇌 팥곁핵(parabrachial nucleus)과 연결되는 것을 확인했다. 연구팀은 빛을 이용해 신경세포를 조절하는 광유전학 기술로 척수 뉴런과 C-LTMR 활동을 관찰했다. C-LTMR 신호가 척수로 가는 길이나 팥곁핵 활동을 차단하면 털기 행동이 58% 이상 감소한다는 사실을 확인했다. 재미있는 것은 털기 행동은 감소했지만, 이물질이 묻으면 벽이나 바닥에 대고 긁는 행동은 정상적으로 해서, 해당 신경 회로들이 개의 물 털기 행동에만 특이하게 작용한다는 점이다. 신경과학자이자 발달생물학자로 이번 연구를 이끈 데이비드 긴티 하버드대 의대 교수는 “젖은 개 털기(wet dog shake) 행동은 정교하게 조율된 운동 반응”이라며 “포유류가 털을 통해 감각에 반응하는 방식을 해독하면 고양이의 피부가 과도하게 경련을 일으키는 피부 실룩거림 증후군이나 사람의 피부 과민증을 비롯해 다양한 질환과 피부 민감성에 관한 비밀을 풀 수 있을 것”이라고 말했다.

밥벌이는 왜 고단한가?(나카야마 겐 지음, 최연희·정이찬 옮김, 이데아) 매일 아침 눈을 뜰 때마다 출근해야 한다는 생각에 알 수 없는 분노와 우울함을 느끼는 사람이 많다. 고대에 노동은 신의 형벌이었고 삶을 유지하기 위해 어쩔 수 없이 필요한 행위였을 뿐 가치 있는 것은 아니었다. 중세를 거쳐 근대에 들어서면서 노동 경시 풍조는 덜해졌지만 ‘노동은 피하고 싶은 것’이란 사실은 변치 않고 있다. 아리스토텔레스, 마르틴 루터, 애덤 스미스, 카를 마르크스, 프리드리히 니체, 한나 아렌트 등 철학자들이 말하는 ‘노동’의 본질을 읽고 나면 일의 가치에 대한 자기만의 해답을 찾게 될지 모른다. 344쪽, 2만 원. B2: 베터 앤 베터(박찬호·이태일 지음, 지와인) 한국 최초 메이저리거인 코리안 특급 박찬호와 스포츠 기자 출신으로 NC 다이노스 사장을 지냈던 이태일이 프로야구와 관련한 모든 것을 허심탄회하게 털어놨다. 메이저리그 명감독, 월드클래스 선수들과 함께한 박찬호의 에피소드부터 NC 다이노스 창단 뒷이야기, 유소년 육성과 국가대표 시스템 등 다양한 이야기를 들을 수 있다. 책은 야구뿐만 아니라 우리 인생에서도 중요한 것은 잘하는 것보다 매번 나아지는 것이라고 말한다. 368쪽, 2만 2000원. 언더그라운드 엠파이어(헨리 패럴·에이브러햄 뉴먼 지음, 박해진 옮김, PADO북스) 1990년대는 그야말로 세계화 전성시대였다. 토머스 프리드먼 같은 사람은 세계화가 ‘지구를 평평하게 만든다’고 주장하기까지 했다. 그러나 2001년 9·11 사건 이후 미국은 테러와의 전쟁을 명분으로 통신망과 금융시스템 같은 글로벌 인프라를 국가적 통제 수단으로 발전시키고, 미국과 대립하고 있는 중국도 이에 맞서 자국의 영향력을 확대하고 있다. 이 책에서는 모두에게 평등하게 열려 있다고 믿었던 세계화, 인터넷, 국제금융이 사실은 강대국들의 통제 수단이었음을 낱낱이 밝히고 있다. 352쪽, 2만 5500원. 우리를 방정식에 넣는다면(조지 머서 지음, 김소정 옮김, 현암사) 올해 노벨물리학상은 인공지능의 발전에 이바지한 두 명의 과학자에게 돌아갔다. 최근에는 이처럼 현대물리학이 신경과학과 만나 인간의 뇌와 의식, 심리학이나 정신과학만으로는 설명할 수 없는 마음의 문제까지 다룬다. 이런 연구 결과들이 인공지능에 적용되면서 지금까지 상상할 수 없던 미래에 한 발씩 다가가고 있다. 인류 지식의 최전선에서 진행되고 있는 가장 깊고 매혹적인 이야기들을 이 책에서 볼 수 있다. 428쪽, 2만 3000원.

지난 6일 기후학자를 중심으로 한 전 세계 과학자들에게 충격적인 뉴스가 전해졌다. 도널드 트럼프 미국 대통령 당선인이 재집권했다는 소식이었다. 트럼프 당선인은 기후변화와 지구온난화란 미국의 경쟁력을 약화하기 위한 중국의 음모이며 과학자들이 연구비를 타내기 위해 벌이는 거대한 사기라고 주장했다. 트럼프 당선인의 이런 비이성적, 비과학적 언행도 알고 보면 본인만 모르고 있는 기후변화의 영향 아닐까. 뇌과학자이자 데이터과학자인 저자는 “기후변화의 증거는 폭염, 혹한, 잦은 대형 산불, 가뭄, 홍수 등 자연현상이 아니라 우리 몸에서 찾을 수 있다”고 주장한다. 책은 뇌신경과학, 데이터과학, 인지심리학 분야 연구 결과들을 총동원해 기후변화가 우리 몸과 마음에 어떻게 영향을 미치는지 9개 장으로 나눠 자세히 설명한다. 기후변화로 인해 폭염은 매년 기록을 경신하고 있다. 그런데도 사람들은 기후변화 현실을 애써 무시하거나 외면한다. 환경 변화 속도가 너무 빨라 예측이 무의미해지면서 뇌에서는 망각이 일어나는 비율도 높아진다. 집단적 기억상실에 걸린 것 같은 이런 ‘기후 망각’ 현상은 우리 뇌가 고장 나고 있다는 증거 중 하나라고 저자는 주장한다. 기후변화는 인지능력 저하, 폭력성 증가, 트라우마, 불안증, 우울증 같은 신경정신질환 확대, 퇴행성 질환 폭증, 감염성 질병 증가 등 인간을 둘러싼 모든 환경에서 문제를 일으킨다. ‘뇌를 먹는 아메바’를 비롯해 수막뇌염 발병률이 증가하고 일본뇌염, 라임병, 황열병, 뇌성 말라리아 환자가 매년 급증하고 있다. 평균기온이 2도 상승할 때마다 폭력 범죄 발생률은 3% 증가하고, 직장 내 차별과 괴롭힘 건수도 5% 증가한다. 지금까지 환경론자들은 ‘기후변화는 우리 후손의 보금자리인 지구를 파괴하는 행위’라고 말하며 행동을 촉구했다. 이 책을 읽고 나면 지구온난화와 기후변화가 먼 미래의 일이 아니라 당장 내 몸에 문제를 일으킬 수 있음을 깨닫게 된다. 그러면 이제 남은 일은 기후변화 속도를 늦추기 위해 작은 부분부터라도 당장 실천에 나서는 것이다.

도널드 트럼프 미국 대통령 당선인의 재선에 공식 기부금만 1억 2000만 달러(약 1670억원)를 내며 ‘올인’한 일론 머스크 테슬라 최고경영자가 이번 대선의 진정한 승자로 평가된다. 미국 CNN은 정부 효율화 위원회 수장을 맡을 것으로 예상되는 머스크가 선거 이후 더 큰 영향력을 행사하고 있다고 10일(현지시간) 전했다. 트럼프 당선 이후 테슬라 주가는 30% 가까이 상승해 지난 8일 종가 기준으로 2년 6개월 만에 최고치를 기록했다. 시가총액은 1조 311억 달러(약 1443조원)를 기록했다. 머스크는 트럼프 당선인의 플로리다 마러라고 자택에 머물면서 각국 정상들로부터 오는 축하 전화를 함께 받거나 같이 저녁 식사를 하고 주말에는 트럼프 가족과 골프를 쳤다. 볼로디미르 젤렌스키 우크라이나 대통령과 레제프 타이이프 에르도안 튀르키예 대통령은 트럼프 당선인과 통화할 때 머스크도 함께 있었다고 밝혔다. 젤렌스키 대통령은 머스크에게 러시아의 통신망 파괴 이후 스페이스X의 위성통신망 스타링크를 지원한 데 대해 사의를 표했다. 트럼프 당선인은 머스크를 ‘비용 절감 장관’에 임명하겠다고 지난달 폭스뉴스와의 인터뷰에서 말했는데 일각에서는 머스크가 맡을 정부 기관의 약칭이 도지(DOGE)라는 설명도 나온다. 도지는 한때 머스크가 열심히 홍보했던 가상자산(암호화폐)으로, 비트코인과 함께 가격이 치솟고 있다. 머스크는 주식을 백지 신탁해야 하는 등 여러 제약 때문에 장관과 같은 정규직보다는 고위급 위원회 수장을 원할 것이란 관측이 제기된다. 정부 지출을 2조 달러(2780조원) 줄이는 것이 목표라고 밝힌 머스크는 테슬라, 스페이스X 등 자신이 운영하는 사업에도 영향력을 발휘할 수 있다. 한때 전기차를 ‘녹색 신사기’라고 불렀던 트럼프 당선인은 머스크의 지지 이후 태도를 바꿨다. 만약 트럼프 2기 정부에서 전기차 보조금을 없애더라도 시장 우위를 선점한 테슬라에는 일인자 지위를 더욱 굳히는 효과만 안길 것이다. 트럼프 당선인은 중국산에 60% 관세를 부과하겠다고 공약했는데 중국 현지 생산과 자재에 크게 의존하는 머스크가 대중 강경책에도 영향력을 발휘할 것으로 보인다. 테슬라의 자율주행 기능과 인간 뇌에 칩을 이식하는 뇌신경과학 기업 뉴럴링크에 대한 정부 조사를 중단시키고, 스페이스X는 우주인을 화성에 착륙시키는 정부 계약을 따낼 수 있다는 예상도 나온다. 머스크가 이렇게 국가 정상급 영향력을 발휘하고 있지만, 차기 행정부에서 요직을 차지하더라도 대권까지 넘보기는 어려울 것으로 전망된다. 그는 미국이 아닌 남아프리카공화국에서 태어났기 때문에 헌법에서 미국 출생자로 한정한 대통령 출마 자격은 없다.

요즘은 스마트폰으로 쉽게 찾아볼 수 있지만, 사실 지도는 인류 발전을 이끈 중요한 수단이었다. 과학사적으로 보더라도 그리스 천문학자이자 지리학자 프톨레마이오스가 최초로 만든 세계 지도는 지구에 대한 인류의 생각을 바꿨고, 천문학자 튀코 브라헤의 천체 지도는 우주에 대한 관점을 변화시켰다. 갈레노스, 레오나르도 다빈치, 베살리우스가 만든 인체 지도는 현대 의학을 발전시키는 계기가 됐다. 뇌과학자들이 완벽한 뇌신경 지도를 만들려는 이유도 인간을 더 잘 이해하기 위해서다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 뇌 연구소, 뇌·인지과학과, 영국 케임브리지대 인지·뇌과학 연구실, 캐나다 맥길대 몬트리올 신경학 연구소와 구글 딥러닝 인공지능(AI) 연구팀인 구글 브레인 공동 연구팀은 영화를 보는 동안 뇌를 스캔해 사람, 무생물, 움직임, 대화가 등장하는 장면을 처리하는 데 관여하는 뇌 부위와 기능을 보여 주는 상세한 지도를 제작했다. 이 연구 결과는 신경학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 11월 7일 자에 실렸다. 지금까지 뇌 기능 네트워크에 관한 대부분의 연구는 휴식 중인 사람의 기능성 자기공명영상(fMRI)을 기반으로 이뤄졌다. 문제는 외부 자극이 없으면 뇌의 많은 부분은 완전히 활성화되지 않아, 뇌 기능을 명확히 파악하기 어렵다는 점이다. 이에 연구팀은 뇌 기능 네트워크가 복잡한 시청각 자극에 어떻게 반응하는지 분석에 나섰다. 연구팀은 휴먼 커넥톰 프로젝트에서 수집한 자료를 활용했다. 휴먼 커넥톰 프로젝트는 뇌의 동작 원리를 파악하기 위해 뇌신경 연결 지도를 만들기 위한 대형 연구였다. 연구팀은 젊은 남녀 176명을 대상으로 다양한 독립 영화와 ‘인셉션’, ‘소셜 네트워크’, ‘나 홀로 집에’ 등 할리우드 영화의 짧은 클립을 1시간 시청하는 동안 찍은 fMRI 데이터를 조사했다. 연구팀은 모든 실험 참가자의 뇌 활동을 정량화한 뒤 AI 머신러닝 기술로 대뇌 피질의 뇌 네트워크를 구분했다. 영화의 장면별, 상황별 콘텐츠에 따라 뇌 네트워크가 어떻게 변화하고 연결되는지 조사했다. 분석 결과 사람의 얼굴이나 신체, 움직임, 장소, 사람과 무생물 간 상호작용, 언어, 사회적 상호작용 등 감각과 인지 처리 영역에서 24개의 서로 다른 뇌 네트워크가 있다는 점을 발견했다. 또 사람들이 계획하고 문제를 해결하며 정보의 우선순위를 정하는 뇌의 집행 통제 영역과 구체적 기능을 수행하는 뇌 영역 사이에는 반비례 관계가 있는 것으로 나타났다. 집행 통제 영역은 인지 부하가 높은 어려운 상황에서 활성화된다. 영화 내용이 이해하기 어렵거나 모호할 때는 실행 통제 영역이 활발하지만, 이해하기 쉬운 장면에서는 언어 처리 같은 구체적 기능을 가진 뇌 영역이 우세해진다. 연구를 이끈 로버트 데시먼 MIT 교수(신경과학)는 “이번 연구는 자연스러운 상황에서 활성화되는 뇌의 다양한 영역과 네트워크를 파악한 첫 시도”라며 “비슷한 환경이라도 의미론적, 사회적 맥락에 따라 뇌가 어떻게 활성화되고 뇌 네트워크가 형성하는지 추가 연구할 것”이라고 말했다.

체내 근육량이 증가할수록 치매 위험이 줄어든다는 연구 결과가 나왔다. 반면 체지방이 늘어날 경우 치매 위험이 커지는 것으로 나타나 단순히 체중을 감량하는 것보다 체성분 변화를 위해 노력하는 것이 좋다. 30일 김성민 서울대병원 융합의학과 연구교수와 박상민 가정의학과 교수 연구팀은 국민건강보험공단 빅데이터를 토대로 국내 성인 1320여만명의 체성분 변화와 치매 위험의 상관관계를 분석해 이러한 사실을 확인했다고 밝혔다. 치매는 기억력, 인지능력, 의사결정능력 등 정신적 기능 저하를 일으키는 대표 신경퇴행성 질환이다. 세계 환자는 5500만명이 넘으며, 매년 1000만명 넘게 신규 환자가 발생하고 있다. 연구팀은 2009~2010년, 2011~2012년 두 차례 검진을 받은 성인 1321만 5208명을 상대로 체중에서 지방을 제외한 제지방량, 팔과 다리의 근육량, 체지방량 변화를 각각 측정한 뒤 치매 위험을 8년 동안 추적 관찰했다. 그 결과 체내 근육량이 증가할수록 남성과 여성 모두에게 치매 발생 위험이 크게 감소하는 경향이 나타났다. 체지방량이 1㎏/㎡ 증가할 때 남성의 치매 위험은 15%, 여성은 31% 각각 감소했다. 사지 근육량이 1㎏/㎡ 증가하면 남성의 치매 위험은 30%, 여성은 41% 줄었다. 반면 체지방이 늘어나면 치매 위험이 상승했다. 체지방이 1㎏/㎡ 증가할 때 치매 위험은 남성에게서 19%, 여성에게서 53% 각각 높아졌다. 이러한 경향은 나이나 성별, 기존 체중, 체중 변화 정도와 관계없이 모든 사람에게서 일관되게 나타났다고 연구팀은 전했다. 연구팀은 이른 나이부터 근육량을 늘리고 체지방을 줄이는 등 체성분을 관리하는 게 노년기 치매 위험을 낮추는 전략이 될 수 있다고 밝혔다. 박 교수는 “이번 연구는 근육량 증가와 지방량 감소가 치매 예방에 중요한 역할을 한다는 사실을 명확히 보여줬다”며 “단순히 체중 변화만 고려하기보다 체성분을 관리하는 게 필수적”이라고 조언했다. 김 연구교수는 “이번 연구는 장기적인 치매 예방을 위해 젊은 시기부터 체성분을 관리하는 것의 중요성을 구체적으로 밝힌 대규모 연구”라며 “젊을 때부터 근육량을 늘리고 지방량을 줄이는 관리가 노년기 치매 위험을 낮추는 데 중요한 전략이 될 수 있다”고 전했다. 연구 결과는 미국신경과학회의 ‘임상 및 중개신경학회지’(Annals of Clinical and Translational Neurology) 최신 호에 올라왔다.

단국대병원 손혜주·서울아산병원 김재승 교수 연구팀, ‘세계 최초’ 입증 단국대병원(병원장 김재일)은 손혜주 교수팀(핵의학과)이 공동으로 진행한 연구에서 비유전적 생활 습관 요인이 유전성 치매의 발병시기를 늦출 수 있다는 사실을 세계 최초로 입증했다고 29일 밝혔다. 이번 연구는 유전성 치매 증상이 나타나는 나이가 단순히 유전적 요인만으로 결정되는 것이 아니라 개인 노력으로 조절할 수 있는 부분이 있다는 사실을 입증한 것이다. 단국대병원에 따르면 손 교수팀은 서울아산병원 핵의학과 김재승 교수팀과 공동으로 ‘우성 유전 알츠하이머병 네트워크(DIAN, Dominantly Inherited Alzheimer Network)’ 코호트 국제 연구에서 회복탄력성(resilience)을 높이는 코호트 국제 연구를 진행했다. 일반적으로 유전성 치매로 알려진 우성 유전 알츠하이머병(ADAD)은 일반적인 치매보다 30~50대에 발병하며, 전체 알츠하이머 환자의 1%도 안 되는 드문 유형이다. 이 병은 특정 치매 유전자 돌연변이에 의해 발생하며, 부모와 비슷한 나이에 발병하는 경향이 있다. 기존 연구는 건강한 생활 습관을 유지해 회복탄력성을 높이는 것이 일반 노인들의 치매 위험을 줄이는 데 도움이 된다는 사실을 밝혔다. 하지만 유전성 치매에서도 비유전적 생활 습관이 증상 발병 나이를 늦출 수 있는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 2009~2018년까지 유전성 치매 환자와 가족 529명을 임상·인지 검사, 뇌척수액에서 측정한 타우 단백질 수치, 운동, 사회 활동, 삶의 경험 및 행동 양식을 분석했다. 연구 결과 알츠하이머병의 주요 발병 원인으로 알려진 타우 단백질 수치가 높아도 인지 기능을 유지한 ‘높은 회복탄력성 그룹’은 치매 증상을 보이는 그룹보다 인지적으로 활발하고 사회적으로 통합된 삶을 살았다. 성실하게 살아온 삶의 경험은 발병이 임박한 후기 전임상 시기에서도 치매 발병 나이를 늦추는 독립적인 요인으로 작용한다는 사실도 밝혀냈다. 이번 연구는 미국 워싱턴 대학교 의과대학, 하버드 의과대학 등 세계 10개국, 20개 이상의 권위 있는 치매 연구기관들이 참여했다. 손혜주 교수는 “성실성은 자신과 타인에 대한 책임감을 갖고 꾸준히 주어진 일에 최선을 다하는 삶의 태도를 의미하며 개인의 의지와 노력으로 조절이 가능한 중요한 치매 예방 요인”이라고 설명했다. 연구 결과는 미국신경과학회 공식 학술지인 Neurology에 ‘우성 유전 알츠하이머병 환자에서 회복탄력성과 관련된 삶의 경험이 치매 발병 연령의 개인 간 편차와 가지는 연관성’(Association of Resilience-Related Life Experiences on Variability in Age of Onset in Dominantly Inherited Alzheimer Disease) 제목으로 9월호에 게재됐다.

코로나19에 걸렸다가 회복된 뒤 후유증 중 하나는 미각이나 후각이 둔감해진다는 점이다. 다시 회복되기까지 6개월에서 길게는 1년 가까이 걸린다는 조사 결과도 있었다. 미각은 정상이더라도 후각을 잃으면 맛을 느끼기가 쉽지 않다. 그런데 최근 뇌 과학자들이 이런저런 이유로 후각을 잃으면 냄새를 맡는 방법은 물론 숨 쉬는 방법도 달라진다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 이스라엘 바이츠만 과학연구소 산하 국립 인간 뇌 영상연구소, 이디스 울프슨 메디컬 센터 공동 연구팀은 사람이 후각 기능에 문제가 생기면 일반인과 다르게 냄새를 맡고, 호흡 패턴도 달라진다고 24일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 10월 23일 자에 실렸다. 무후각증으로 불리는 후각 상실은 우울증, 고립감, 감정 반응의 감소 등을 유발하는 것으로 알려져 있다. 또 무후각증 환자는 일반인보다 기대 수명도 짧다는 보고도 있다. 무후각증이 어떤 형태로 호흡과 뇌신경 네트워크에 영향을 미치는지는 정확히 밝혀진 바는 없다. 이에 연구팀은 일반인 21명과 무후각증 환자 31명을 대상으로 코 공기의 흐름을 측정하는 장치를 24시간 동안 착용하도록 한 다음 호흡 패턴을 측정했다. 연구팀은 실험 도중 향수와 다양한 냄새를 맡도록 했다. 그 결과, 일반인은 평소와 같은 호흡 속도로 숨을 쉬지만, 냄새 분자가 있을 때는 호흡마다 미세한 흡입 패턴을 보이는 것으로 나타났다. 냄새가 있는 경우는 시간당 약 240개의 추가 흡입 패턴을 보이지만, 냄새가 없는 공간에서는 나타나지 않는 것으로 확인됐다. 반면 무후각증을 가진 사람은 냄새가 있는 방에서도 이런 추가 흡입 패턴을 보이지 않고 평소와 똑같은 숨쉬기 경향을 보이는 것으로 조사됐다. 무후각증 환자는 깨어 있을 때와 잠잘 때 숨쉬기 패턴이 다른 것으로도 조사됐다. 연구팀은 이런 호흡 패턴만으로도 83%의 정확도로 후각 유무를 예측할 수 있다고 밝혔다. 연구를 이끈 노엄 소벨 바이츠만 과학연구소 교수(뇌신경과학)는 “이번 연구 결과는 후각이 인간 호흡 패턴에 어떤 영향을 미치는지를 보여주며, 후각을 잃은 사람의 건강 상태를 파악하는 데 도움을 줄 수 있다”며 “무후각증 환자의 호흡 패턴은 뇌 활동의 변화를 초래할 수 있으며, 이것이 각종 신체적, 정신적 문제를 일으킬 수 있다”고 설명했다.