길에서 어떤 사람이 반갑게 인사를 하는데 누군지 기억이 나지 않거나 어제 외웠던 영어단어가 생각나지 않을 때, 우리는 흔히 기억력 탓을 하며 기억력이 좋아지는 방법은 없나 생각하곤 한다. 뇌과학이 빠르게 발전하고 있지만 기억에 대한 메커니즘이 완전히 풀리지 않고 있다. 한국과 미국 과학자들이 뇌 속에 기억이 저장되는 장소를 파악할 수 있는 지도를 만들었다. 카이스트 바이오및뇌공학과, 미국 매사추세츠공과대(MIT) 생물학 및 신경과학과 공동 연구팀은 동물 실험을 통해 하나의 기억이 저장되는 세포들의 위치를 찾는 방법을 개발하고 공간 공포기억을 저장하는 새로운 뇌 세포를 발견했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 그동안 기억에 대한 연구는 특정 부위에 대해서만 수행됐다. 공포 기억은 편도체, 공간 기억은 해마에 저장된다는 식이다. 그렇지만 단일 기억이 다양한 뇌 부위에 나눠 저장될 것이라는 가설이 제기되면서 기억 저장 세포들의 분포를 확인해 검증할 필요가 있지만 기술적 한계에 부딪쳐왔다. 이 같은 상황에서 전뇌 투명화 기술(SHIELD), 초고속 전뇌 면역염색 기술(eFLASH)을 통해 공간, 공포 기억을 학습한 생쥐를 대상으로 기억을 학습하고 회상할 때 활성화되는 세포를 맵핑했다. 편도체, 해마 이외에 공간, 공포 기억을 저장하고 있을 확률이 높은 뇌 부위 세포를 생쥐 뇌 전체에서 찾아냈다. 연구팀은 해당 부위에 대해 광유전학적 방법으로 기억 저장 구조를 확인했다. 연구팀은 이를 통해 공간, 공포 기억을 저장하는 새로운 뇌 부위 7곳과 관련 세포를 찾아냈다. 이와 함께 단일 기억이 여러 뇌 부위에 나뉘어 저장된다는 것도 확인했다. 뇌의 한 부위만 자극하면 기억의 일부만 회상하지만 다양한 뇌 부위를 자극하면 기억이 완전하게 회상된다는 것을 밝혀냈다. 연구팀에 따르면 이는 다양한 뇌 부위의 기억저장 세포들 활성이 기억에 필요하다는 것을 의미한다. 연구를 이끈 박영균 카이스트 교수는 “이번 연구는 기억저장 세포의 맵핑을 처음으로 실현하고 단일 기억들도 다양한 뇌 세포에 흩어져 저장된다는 것을 증명했다는데 의미가 크다”며 “기억저장 세포의 뇌 지도는 각 뇌 부위 세포 및 세포간 상호작용이 기억에서 어떤 세부적인 기능을 하는지 연구를 도울 수 있다”라고 설명했다.

동물들에게 있어서 위기상황을 빠르게 벗어나는 것은 생존을 위해 필요하다. 비교적 단순한 환경에서는 공간 기억을 사용해 안전한 지역으로 탈출하지만 새로운 환경과 급박한 위협에서는 0.24초 이내에 탈출 방법을 결정하지 못하면 죽게 된다. 사람 역시 새로운 상황에서 당황하지 않고 빠르게 결정을 내리는 사람이 있는가 하면 그렇지 못한 사람들도 있다. 동물들이 새로운 환경에서 빠른 결정을 내릴 수 있는 메커니즘은 뭘까. 영국 런던대(UCL) 세인즈버리 웰콤 신경회로·행동연구센터, UCL 개츠비 계산신경과학센터 공동 연구팀은 진화를 통해 선천적으로 타고난 본능과 경험을 통해 습득한 지식이 잘 결합되는 경우 새로운 환경에 빠르게 적응할 수 있고 시행착오를 최소화할 수 있다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 5월 26일자에 실렸다. 연구팀은 생후 8~12주된 수컷 생쥐 112마리를 대상으로 탈출경로 실험을 했다. 연구팀은 생쥐들이 안전한 장소로 돌아갈 수 있는 경로를 3가지 이상 만든 뒤 독수리나 고양이 같은 포식자들의 소리를 들려주고 탈출 경로를 관찰했다. 일반적으로 생쥐를 비롯한 동물들은 익숙한 환경에 반복적으로 노출되는 ‘학습’ 과정을 거친 뒤 특정 상황에서 자신이 선택할 수 있는 경로를 선택하게 된다. 이에 연구팀은 생쥐들을 두 집단으로 나눈 뒤 한 그룹은 모든 경로를 반복적으로 익힐 수 있도록 하고 다른 한 그룹은 모든 경로를 한 번씩만 오갈 수 있도록 했다. 그 다음 탈출경로가 보이지 않도록 어둡게 만든 뒤 포식자들의 소리를 들려줬다. 그 결과, 경로를 반복적으로 학습한 생쥐들은 위협상황에 처하면 대피 공간까지 최단 거리를 선택해 빠르게 탈출하는 것이 관찰됐다. 그런데 경로에 대해 충분한 학습을 하지 못한 생쥐들 역시 반복학습한 생쥐들처럼 최단 거리를 선택해 탈출하는 것이 관찰됐다.연구팀은 인공지능(AI)를 이용해 똑같은 방식으로 시뮬레이션을 실시했다. 시뮬레이션에서도 탈출 경로에 익숙하지 않은 생쥐들도 경로를 충분히 학습한 생쥐들만큼 빠르게 탈출로를 찾는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 이번 결과는 생쥐들은 선천적 휴리스틱과 공간 학습을 결합해 최적의 탈출 경로를 찾는다는 것을 보여준다. 휴리스틱은 특정 상황이나 사건에 대해 엄격한 분석보다는 제한된 정보만으로 즉흥적, 직관적으로 판단해 선택하는 의사결정 방식이다. 진화를 통해 습득한 사전 지식과 경험을 통해 학습한 지식을 통합하면 변화하는 환경에 대한 적응을 지원하고 오류가 발생할 때 시행착오를 최소화할수 있다는 설명이다. 연구팀은 이는 동물 뿐만 아니라 사람도 마찬가지일 것으로 생각하고 추가 연구를 진행하고 있다. 연구를 이끈 티아고 브랑코 UCL 교수(신경행동과학)는 “이번 연구는 새로운 환경에 놓인 동물이 시행착오를 최소화할 수 있는 방법을 보여줌으로써 뇌가 빠른 학습을 구현하기 위해 필요한 것이 무엇인지를 파악할 수 있게 해주고 있다”고 설명했다.

얼마 전 한 포털 사이트가 ‘감정 스티커’를 ‘추천 스티커’로 개편해 논란이 되고 있다. ‘화나요’, ‘슬퍼요’ 등 감정을 표출할 장치가 없어졌다며 정말로 화를 내고 슬퍼하는 이용자들이 적지 않다. “악플도 하나의 의견”, “긍정과 부정의 비중을 균형 있게 했어야” 등의 목소리도 나온다. 각자 생각이 다르겠지만, 난 오래전부터 이런 스티커가 국민들의 화나 슬픔을 부채질한다고 생각하는 편이었다. 해서 이번 개편이 우리 사회를 좋은 방향으로 이끌어 나가는 계기가 되길 기원한다. 지난달 한 모임에서 최인철 서울대 심리학과 교수의 강연을 들었는데 그의 화두가 머릿속을 떠나지 않는다. 국민들의 행복감도 측정해 비교할 수 있고, 이를 늘리려는 국가의 노력이 국민 모두와 공유됐으면 한다는 것이었다. 국민들이 행복의 구성 요건을 어떻게 생각하는지 들여다보고, 이 요건들을 개선하는 데 국가와 정부의 존재 이유가 있다는 지적에 100% 공감했다. 해마다 3월이면 국가별 행복지수 순위가 공표된다. 최 교수의 말마따나 우리는 순위를 확인하는 데 급급할 뿐 구성 항목, 절댓값을 꼼꼼히 살피지 않는다. 아울러 행복의 기준 등을 놓고 섣부른 오해나 편견이 뿌리 깊다. 예를 들어 부자일수록 불행할 수 있고, 심지어 불행해야 마땅하다는 것이다. 1970년대 ‘이스털린의 역설’도 같은 맥락이다. 할리우드 스타 브래드 핏이 “행복보다 만족감, 마음의 평화가 더 현실적”이라고 갈파한 것도 마찬가지다. 보기 싫은 사람들 안 보고 살겠다며 깊은 산속에 들어 앉은, 이른바 자연인들이 진정 행복할 것인지 생각해 봤으면 한다. 니콜라 사르코지 프랑스 전 대통령이 사회가 진보하고 있다는 것을 어떻게 측정할지 연구해 보자고 만든 위원회의 수장을 노벨경제학상 수상자 조지프 스티글리츠에게 맡긴 이유도 돌아볼 필요가 있다. 경제적 여건이 충족되고, 불평등을 극복할 시스템이 자리잡혀 있으며, 사람들이 자유를 보장받으면서도 타인을 존중하고 배려하며 갈등을 해소하는 장치들이 잘 갖춰져 있다고 느끼는 것이 진정 행복한 사회일 것이다. 영국 정부가 2018년 외로움 전담 부처를 만들었다는 소식에 무릎을 쳤다. 사회신경과학자 존 카치오포는 환경이 치명률에 미치는 영향이 5%라면 외로움이 치명률에 미치는 영향은 25%라고 지적했다. 노인뿐만 아니라 2030의 극단적 선택이 늘어나고 있는 요즘이다. 앙겔라 메르켈이 독일 총리이던 2013년 국제독일포럼을 개최하면서 잡은 주제가 ‘성장과 진보, 사람들에게 무엇이 중요한가’이다. 개인의 마음 관리까지 사회와 정부의 책임으로 넓히자는 의도일 것이다. 영국 정부가 국민행복 측정에 나선 것도 같은 맥락이다. 행복을 개인 문제임을 넘어 사회나 정부, 국가의 책임으로 바라본 영향일 것이다. 설문 항목은 네 가지다. ‘전반적으로 당신 삶에 만족하느냐’, ‘얼마나 가치(의미) 있는 일을 하느냐’, ‘어제 얼마나 행복한 감정을 느꼈느냐’, ‘어제 하루 얼마나 많이 걱정했느냐’. 2년여를 끈 코로나19 팬데믹, 이념으로 갈린 진영 다툼으로 국민들의 심리적 피로가 상당히 쌓여 있지만 차기 정부에서 해소될 가능성은 높지 않다. 지난 3월 발표된 한국의 행복지수 5.5는 결코 낮지 않은데, 우리 국민 가운데 행복하다고 느끼는 층과 그렇지 않다고 느끼는 층의 간격이 심각하게 벌어지는 것이 문제다. 평균을 올리는 것보다 ‘행복 빈곤층’을 줄이는 게 현실적인 우리의 목표가 됐으면 한다. 오늘 출범하는 윤석열 정부 앞에 버거운 난제들이 수북이 쌓여 있다. 가닥이 잡히는 대로 국민들 마음까지 헤아려 주기적으로 국민 행복도를 측정하는 노력을 펼쳤으면 한다. 이를 올리려는 정부 부처의 고민과 노력도 유기적이었으면 더 바랄 나위 없겠다.

2016년 3월 ‘알파고’가 이세돌 9단과의 바둑 대국에서 4승 1패라는 압도적인 기록으로 승리하면서 인공지능(AI)이 언젠가는 인류의 역할을 대체하는 것 아니냐는 전망이 본격 제기됐다. 인간을 능가하는 기계 지능이 인류를 파멸시키거나, 우리 뇌가 컴퓨터와 결합하는 ‘초지능’을 갖게 되는 것 아니냐는 SF적 상상력도 봇물처럼 나왔다. 미국의 신경과학자이자 컴퓨터 공학자인 제프 호킨스는 저서 ‘천 개의 뇌’에서 ‘지능은 무엇이고 뇌는 지능을 어떻게 만들어 내는가’라는 질문으로 시작해 이 같은 인류와 기계 지능의 미래에 대한 통찰력을 풀어낸다. 인류는 불과 1.5㎏의 세포 덩어리인 뇌로 살아간다. 저자에 따르면 인간의 뇌는 본능을 담당하는 ‘오래된 뇌’와 진화의 산물인 ‘새로운 뇌’로 나뉜다. ‘새로운 뇌’는 ‘오래된 뇌’를 통제하는데, 뜨거운 숯을 만지고 통증을 느껴 이를 멀리하는 것은 ‘오래된 뇌’지만, 끔찍한 고문에도 불구하고 “조국을 배신하지 않겠다”는 신념으로 참는 것은 ‘새로운 뇌’에 해당한다. 이 ‘새로운 뇌’가 지능을 만드는데, 시각이나 촉각 같은 감각으로 입력되는 정보의 변화(움직임)를 인식하는 것이 뇌가 배울 수 있는 방법이다.기존 과학자들이 감각신경을 통해 들어오는 다양한 정보가 ‘신피질’로 구성된 뇌의 특정 장소에 수렴된다고 보았지만, 저자는 신경세포가 모여 있는 수천 개의 ‘피질 기둥’이 투표를 한다고 주장한다. 우리가 세계를 인식하는 모형들이 수천 개의 피질 기둥에 분산돼 있으며, 이들은 무수히 쏟아져 입력되는 정보에 대해 투표를 하고 하나의 답을 완성한다는 것이다. 뇌는 하나가 아닌 독립적인 수천 개의 뇌로 이뤄졌다는 ‘천 개의 뇌’ 이론이다. 뇌가 하나의 피질 기둥에 의존하지 않기 때문에 뇌졸중이나 외상으로 일부가 손상돼도 큰 문제없이 작동한다. 이 책의 서문(추천사)을 쓴 진화생물학자 리처드 도킨스는 “우리의 뇌 속에 민주주의가 작동한다”고 표현했다. 그렇다면 이처럼 복잡다단한 인간의 뇌에 비해 AI 시스템은 지능을 가졌다고 말할 수 있을까. 저자는 지금까지의 AI는 인간의 지능을 조금 더 훌륭하게 흉내 낸 기술적 진전에 불과하다고 선을 긋는다. 바둑을 두는 컴퓨터는 바둑의 역사나 바둑이 게임이라는 사실을 아는 ‘나’가 없다. 기계가 ‘지능’이 있다고 말하려면 인간 신경세포처럼 끊임없이 학습하는 능력과 신체를 움직이면서 배우는 능력이 필수다. 감지하는 대상을 투표로 결정하는 과정도 필요하다. 저자는 미래에는 몰라도 현재 AI라고 부르는 것들 중에 지능이 있는 것은 하나도 없으며, 지능 기계가 인류에게 실존적 위협이 되지 않는다고 단언한다. 저자는 뇌를 컴퓨터와 완전히 결합할 수 있다는 전망에는 부정적이지만, 제한된 목적으로 새 능력을 얻을 가능성은 배제하지 않는다. 신피질에 있는 신경세포를 자극하고 활성화해 시각장애인의 시력을 회복시키거나 자외선을 사용해 앞을 보게 하는 것처럼 새로운 센서를 만들 수 있다. 책 속에는 핵전쟁 위험이나 기후변화로부터 지구를 지키고자 왜 인류의 지능을 발휘하지 못할까라는 근원적 성찰도 담겼다. 인류가 언젠가는 멸종할 것을 대비해 어딘가에 있을 수 있는 지능을 갖춘 외계 문명을 위해 우리가 태양계에 살았다는 신호와 인공위성 기록 보관소를 남기자는 주장도 흥미롭다. 우리의 지식과 지능은 보존할 가치가 있다며 인류가 생존을 위해 현명한 선택을 하길 기원하는 인류애가 전반적으로 묻어난다. 빌 게이츠가 ‘2021년 올해의 책’으로 선정했듯이 뇌의 구조에 대한 매혹적 분석에서 시작해 AI와 인류 문명의 미래에 대한 전망으로 이어지는 과학적 과정이 흥미롭다.

이제는 신체 일부분처럼 된 스마트폰이나 내비게이션이 없었던 불과 십몇 년 전만 해도 자동차로 먼 길을 떠날 때 지도 책은 필수였다. 지금은 중요성이 떨어진 것처럼 보이지만 사실 책자에서 스마트폰 애플리케이션이나 내비게이션으로 형식만 달라졌을 뿐 지도는 일상생활은 물론 교통과 행정, 심지어 군사작전에 이르기까지 쓰임새가 무궁무진하다. 과학사를 보더라도 지도는 인류 발전을 이끈 핵심 수단이었다. 무엇보다 지도는 인류의 시야를 넓히는 디딤돌 역할을 톡톡히 했다. 고대 그리스 과학자 프톨레마이오스와 16세기 스웨덴 천문학자 튀코 브라헤가 만든 세계지도와 별자리 지도는 세계와 우주를 바라보는 관점을 완전히 바꿔 놨다. 갈레노스, 레오나르도 다빈치, 베살리우스가 만든 인체 지도는 현대 의학을 발전시키는 계기가 됐다. 뇌과학자들이 만들고 있는 뇌신경 지도는 인간이 무엇인지 더 잘 이해할 수 있게 돕는다. 최근 과학자들은 우리가 보고, 듣고, 맛보고, 느끼는 모든 것들도 지도를 보고 길을 찾는 것과 똑같은 과정을 뇌에서 거친다는 것을 밝혀냈다. 미국 뉴욕주립대(SUNY) 생명과학과, 캘리포니아공과대(칼텍) 생물학부, 독일 베를린 샤리테의대 신경과학연구센터, 번슈타인 계산신경과학연구센터 공동 연구팀은 사람들이 움직임을 계획하고 환경을 탐색하며 오감을 통해 세상을 인식하기 위해 뇌에 다양한 형태의 ‘지도’를 갖고 있다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 4월 28일자에 실렸다.현재는 ‘눈’으로 받아들여지는 자극으로 인식되는 시각적 세계에 대한 뇌 지도가 가장 자세히 연구돼 있다. 이에 따르면 대뇌피질 시각 영역에 있는 ‘지도’는 공간 위치, 눈으로 입력되는 정보, 명암, 방향, 너비 등을 바탕으로 정보를 인식한다. 예를 들어 모음 ‘ㅣ’를 보는 순간 뇌는 x, y 평면 좌표로 표시할 수 있고, 검은색이며 수직으로 서 있는 선이라는 사실로 뇌에서 매핑한 뒤 저장된 정보(기억)를 찾아 ‘이’란 발음이 나는 글자라는 것을 알게 된다는 것이다. 연구팀은 ‘피질 지도 형성 이론’이라는 수학적 방법으로 사람을 포함한 영장류와 다른 동물종의 시각적 지도 형성 과정을 분석했다. 연구팀에 따르면 많은 종이 뇌에서 시각적 지도를 만드는 방식은 같지만 정확도나 속도에서 차이를 보인다. 대뇌피질의 작은 부분만으로는 시각적 지도를 형성하는 것이 쉽지 않다는 것이다. 뇌 속에서 형성되는 지도의 정확성과 다양성은 자극의 양에 따라 달라지기 때문에 동일한 자극에 반응하는 대뇌피질 영역이 넓을수록 정확한 지도를 갖게 된다는 것이다. 이 때문에 상대적으로 뇌 용적이 큰 인간에겐 시각적 지도뿐만 아니라 자극을 인식할 수 있는 ‘지도’들이 다양하고 자세할 수 있다는 것이다. 한편 미국 뉴욕대, 프랑스 고등사범학교, 독일 막스플랑크 실증미학연구소 소속 인지신경과학자들은 지난 4월 23~26일 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘인지신경과학회 2022 연례학회’에서 인간이 언어와 음악을 구분할 수 있는 메커니즘에 대한 연구 결과들을 발표했다. 이들에 따르면 사람의 뇌 언어피질에 음높이와 리듬을 파악하는 영역이 있어 음높이와 리듬이 안정적이라고 인식할 경우는 음악으로, 그렇지 못한 경우는 단순한 말하기로 파악한다. 앤드루 장 뉴욕대 박사는 “뇌가 음악과 언어를 구분하는 메커니즘을 파악하는 것은 사람이 어떻게 소통하고 상호작용할 수 있는지에 대한 답을 얻을 수 있게 해 준다”며 “음악이 실어증을 앓고 있는 사람에게 언어 소통의 대안적 형태로 사용될 수도 있고 유아의 언어 학습을 촉진시키는 데도 도움을 줄 것”이라고 말했다.

DGIST 뇌과학과 김경진 교수 연구팀이 파킨슨병의 일몰증후군과 일주기 생체시계와의 분자적 연결고리를 세계 최초로 규명하고, 이를 치료할 수 있는 새로운 분자표적을 제시했다. 향후 파킨슨병에서 비롯된 정서장애 치료제를 개발하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 김 교수팀은 파킨슨병 생쥐 모델에서 해가 뜨는 특정시간대(주행성인 사람에서는 해가 질 때와 동일)에 불안증과 우울증이 나타나는 것을 관찰했다. 또한, 일주기 생체시계를 조절하는 유전자인 REV-ERBα의 길항제인 SR8278을 생쥐 모델에 투여했고, 해가 뜰 때 특이적으로 파킨슨병 생쥐 모델에서 나타나는 불안증, 우울증을 회복시킬 수 있다는 것을 입증했다. SR8278 처리시 정서조절의 일주기 리듬이 사라졌던 파킨슨병 생쥐 모델에서도 정상생쥐처럼 정서조절의 일주기 리듬을 구현할 수 있다는 것을 확인했다. 이와함께 파킨슨병 생쥐모델에서는 해가 뜨는 특정 시간대에 중뇌 복측 도파민 뉴런에서 일주기 생체시계를 조절하는 유전자인 REV-ERBα와 촉진적 역할을 하는 전자인자인 NURR1의 발현 및 TH 유전자로의 결합력이 망가짐으로써, TH 발현과 정서조절의 일주기 리듬이 사라지는 것을 관찰했다. 반면, 파킨슨병 생쥐모델에 SR8278을 처리하면, 해가 뜰 때 도파민 뉴런에서 REV-ERBα와 NURR1의 경쟁적 상호작용이 회복되면서 TH 발현과 정서조절의 일주기 리듬이 회복되는 것을 관찰했다. 김 교수는 “해당 연구를 통해 그동안 학계에 난제로 남아 있던 파킨슨병의 일몰증후군이 일주기 분자생체시계 교란과의 분자적 연결고리를 밝혔다는 점에서 큰 의미가 있다.”고 밝혔다. 이번 연구결과는 DGIST 뇌과학과 김정아 박사, 박인아 박사과정생의 주도로 수행됐으며 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴로테라퓨틱스 (Neurotherapeutics)’ 온라인판에 3월 23일 게재됐다. 또 과학기술정보통신부과 한국연구재단의 ‘중견연구지원사업’과 ‘기초연구지원사업’의 지원을 받아 수행됐다.

파킨슨병은 알츠하이머와 함께 대표적인 퇴행성 뇌질환이다. 도파민 신경세포가 어떤 이유에서인지 줄어들면서 나타나는 파킨슨병은 근육 강직, 운동기능 저하 등 증상을 시작으로 걸음을 걷기 어려워지고 일상생활을 수행하기 어려워진다. 이와 함께 일주기 리듬 교란으로 수면 장애가 발생하고 이 때문에 오후에 불안, 우울 같은 정서적 난조를 겪는 경우가 많다. 일몰증후군이라는 이런 증상은 치매환자의 20%도 앓고 있는 증상으로 알려져 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과 연구팀은 파킨슨병 일몰증후군과 일주기 생체시계의 관계를 분자차원에서 처음으로 밝혀내고 이를 치료할 수 있는 표적을 찾았다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴로테라퓨틱스’에 실렸다. 그동안 일몰증후군과 같은 파킨슨병의 정서질환에 대한 메커니즘은 거의 밝혀지지 않았다. 연구팀은 파킨슨병을 유발시킨 생쥐를 관찰한 결과 사람과 똑같이 해가 뜨는 특정시간대에 불안증, 우울증이 나타나는 것이 확인됐다. 이 때 일주기 생체시계를 조절하는 유전자(REV-ERBα)의 길항제 SR8278을 생쥐에게 투여한 결과 일반 생쥐들처럼 일주기 리듬을 회복해 불안증, 우울증을 치료할 수 있다는 것도 밝혀냈다. 연구를 이끈 김경진 DGIST 교수는 “이번 연구는 그동안 생명과학 분야에서 풀리지 않는 문제로 남아있던 파킨슨병의 일몰증후군이 일주기 분자생체시계 교란과 분자적 연결고리를 밝혀냈다는 점에 의미가 크다”며 “이번에 발견한 신규 약물은 파킨슨병 정신장애 치료제 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

부모님들은 모르겠지만 학생이라면 누구나 현재 성적과는 상관없이 공부를 잘하고 싶다는 생각을 갖고 있습니다. 수학을 포기한 ‘수포자’가 많다고들 하지만 학생들 스스로는 학원도 다니고, 과외도 받고 교육방송을 보는 등 시간 투자를 많이 해도 여간해선 성적이 오르지 않는다고 호소합니다. 공부 방법이 잘못됐을 수도 있지만 노력만큼 성적이 나오지 않으니 자연스럽게 수포자의 길로 갈 수밖에 없는 것이겠지요. 수학이 어렵고 원하는 결과가 나오지 않아 던져 버리고 싶겠지만 꾸준히 공부하는 것이 중요하다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국, 중국, 프랑스 과학자들은 뇌 신경회로의 연결 강도가 수학 성적을 좌우한다는 사실을 밝혀냈습니다. 미국 스탠퍼드대 의대·샌타클래라대·럿거스대, 중국 저장대·중산대, 프랑스 파리 사클레대 소속 뇌신경과학자, 행동과학자, 심리학자, 물리학자들이 참여한 이 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학저널’ 4월 12일자에 실렸습니다. 어려서 수학적 감각을 제대로 익히지 못하면 학창 시절엔 수포자가 되기 십상이고 평생 수학적, 논리적 능력이 손상될 가능성이 크다고 합니다. 실제로 수학적 감각은 학업 성적은 물론 향후 직업적 성공과 연결된다는 연구 결과도 많습니다. 연구팀은 7~10세 초등학생 96명을 대상으로 수학 성적과 뇌 연결성의 관계를 조사했습니다. 1만 4371건의 기능성 자기공명영상(fMRI) 뇌 분석 사례와 89건의 수학과 인지기능 관련 연구를 메타 분석했습니다. 분석 결과 수학 성적이 좋은 아이들은 뇌 신경회로가 강하게 연결돼 있는 것으로 나타났습니다. 후두정엽 ‘두정엽내고랑’이라는 영역이 숫자와 기호를 처리하는 수학적 능력에 관여하는 것으로 이미 알려져 있었습니다. 연구팀은 두정엽내고랑이 잘 발달돼 있더라도 기억과 학습 중추라는 해마와 강하게 연결되지 않은 경우엔 수학적 감각이 떨어지고 성적이 좋지 않다는 점을 새로 찾아낸 것입니다. 그렇다면 두정엽내고랑과 해마의 연결이 약한 아이들은 수포자가 될 수밖에 없을까요. 연구팀은 한 걸음 더 나갔습니다. 연구팀은 뇌 연결성이 약하고 수학 성적이 좋지 않은 아이들을 대상으로 수학 개념을 좀더 쉽게 이해할 수 있도록 돕는 교육 프로그램을 4주 동안 운영했습니다. 기초부터 차근차근 이해할 수 있게 도왔다는 것입니다. 4주 뒤 연구팀이 이들을 대상으로 다시 시험을 치게 하고 fMRI로 뇌를 촬영해 보니 뇌 신경 연결성이 이전보다 강해지고 성적도 오른 것으로 확인됐습니다. 지난해 영국 옥스퍼드대 연구팀도 아동·청소년기에 수학 공부를 포기하거나 중단하면 인지기능 발달에 부정적 영향을 미친다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했습니다. 이런 연구들을 종합해 보면 아이들의 미래를 위해서라도 수포자가 되게 해서는 안 된다는 말입니다. 단순히 성적을 높이겠다고 학원에 보내 문제풀이나 반복하게 하는 것은 수학에 흥미를 잃고 수포자가 되게 하는 지름길이라는 연구 결과도 많습니다. 새로운 개념을 정확히 가르치고 현실에서 어떻게 사용되는지 다양한 사례를 제시해 흥미와 학습 동기를 이끌어 수학을 못하더라도 관심을 갖게 만드는 것이 중요하다는 의미입니다.

혐오의 과학(매슈 윌리엄스 지음, 노태복 옮김, 반니출판사 펴냄) 인간의 혐오는 타고나는 것일까? 세계적인 범죄학자인 저자가 20년간의 연구를 통해 얻은 ‘혐오하는 마음’의 실체를 풀어낸다. 한 개인이 편견에서 혐오 행동(범죄)으로 넘어가는 계기를 신경과학, 심리학, 사회학, 통계학 등 종합적이고 체계적인 접근으로 분석했다. 496쪽. 2만 2000원.생각의 축제(이어령 지음, 사무사책방 펴냄) 이어령 전 문화부 장관이 숫자의 시대, 정량과 도식화의 시대에 숫자와 함께 살며 또 숫자를 넘어서는 삶의 지혜를 전한다. 주민번호를 시작으로 학번과 군번 등 끊임없이 부여받는 숫자 속에서 ‘진짜 자신’을 잃어버리기도 하는 젊은 세대가 끊임없이 상상력과 언어, 감성으로 세상을 항해할 수 있도록 조언한다. 252쪽. 1만 6000원.정치 전쟁(강준만 지음, 인물과사상사 펴냄) ‘역대급 비호감 선거’라고 비판받던 대선을 복기하고 여전히 전쟁 같은 한국 정치의 과제를 내다본다. 특히 “진보의 자해극이 누적된 결과”라고 꼬집으며 윤석열 대통령 당선인이 ‘충성 경쟁’을 물리치고 ‘내로남불’을 저질러선 안 된다고 강조하며, 정치를 전쟁으로 만드는 승자 독식 체제를 어떻게 깰 수 있는지 고민도 덧댄다. 348쪽. 1만 7000원.8초 인류(리사 이오띠 지음, 이소영 옮김, 미래의창 펴냄) 2015년 마이크로소프트 연구진은 인간이 무언가에 집중할 수 있는 시간이 평균 8초에 지나지 않는다고 발표했다. 실시간으로 모든 지식에 접근할 수 있게 돼 오히려 기억력과 인지능력이 쇠퇴하는 지금, 스마트폰과 소셜미디어가 우리의 뇌를 어떻게 바꾸고 있는지 들여다본다. 288쪽. 1만 6000원.사소한 기쁨(최현미 지음, 현암사 펴냄) 출근해 마시는 커피, 친구와의 편안한 수다, 가벼운 산책과 나만의 플레이리스트…. 너무 평범해서 소홀하게 여기거나 지나치기 쉬운 삶의 요소들이 소설이나 영화 속 소재와 만나면 마치 작품 속 주인공처럼 조금은 특별해진다. 일간지 기자로 오랫동안 일하며 수많은 책을 읽어 온 저자가 일상에서 찾은 사소하지만 큰 기쁨을 주는 것들로 완성해 가는 인생에 대해 이야기한다. 248쪽. 1만 4000원.시끌벅적 세계의 시장(유경숙 지음·한호진 그림, 봄볕 펴냄) 어려운 사람들에게 먹을 것을 나눠 주던 수도원 자리에 생겨난 스페인 산타 카테리나 시장, 지구촌 최대의 낙타 전문 시장인 인도 푸쉬카르 낙타 시장, 성벽 안에 숨어 있어 미로 게임처럼 찾아다녀야 하는 모로코 메디나 가죽 시장 등 세계 곳곳에서 오랫동안 사랑받아 온 전통 시장의 흥미로운 이야기를 다뤘다. 200쪽. 2만원.

영화 ‘디어헌터’, ‘택시드라이버’, ‘람보’ 등에는 베트남전쟁 참전 군인들이 전쟁 당시 겪은 참혹한 경험 때문에 삶이 피폐해진 모습들을 묘사하고 있다. 실제 전쟁 뿐만 아니라 지진, 화산폭발, 화재 등 대형 재난재해를 겪거나 사고 같은 심각한 사건을 경험한 사람들은 당시 상황에 대한 기억이 반복되면서 공포감과 고통을 느끼게 되고 정상적인 생활에 어려움을 겪게 된다. 이른바 외상후스트레스장애(PTSD)이다. 적지 않은 사람들이 PTSD에 고통스러워 하고 있기 때문에 이 문제를 해결하기 위해 과학자들은 다양한 연구를 시도하고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 PTSD 치료 원리를 밝혀내 주목받고 있다. 미국 예일대 의대 정신과학과, 한국 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 공동 연구팀은 동물실험을 통해 PTSD 치료제 작동 메커니즘을 처음으로 규명했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’ 4월 14일자에 실렸다. 현재 PTSD 환자를 위해 인지행동치료 같은 정신신경과 치료, 우울증 약물치료가 병행되고 있지만 호전율은 50%에 불과하다. 또 PTSD 치료제가 개발되고 있지만 치료 메커니즘이 명확하지 않은 상황이다. 연구팀은 지난해 12월부터 임상시험 2단계에 들어간 PTSD 치료제 ‘NYX-783’을 이용해 생쥐실험을 했다. 연구팀은 생쥐들에게 전기충격과 소음에 지속적으로 노출돼 공포기억이 만들어지도록 했다. 24시간이 지난 뒤 NYX-783를 주입해 변화를 관찰했다. 그 결과 변연하 내측 전전두엽 내 흥분성 신경세포의 소단위체 단백질들이 활성화되는 것이 확인됐다. 칼슘 이동 이온통로를 활성화시켜 신경기능을 조절하는 BDNF단백질 발현을 유도해 신경세포 가소성을 늘리고 결국 공포기억을 억제하는 것이 관찰됐다. NYX-783은 수컷 생쥐 뿐만 아니라 암컷에서도 PTSD 완화 효과를 보였다. 연구를 이끈 이보영 IBS 연구위원은 “이번 연구는 PTSD 치료제의 분자적 기전을 최초로 규명함으로써 PTSD 치료제 개발을 위한 이론적 토대를 마련했다”며 “여러 접근법을 적용해 다른 기전의 후보물질들을 구축해 PTSD 뿐만 아니라 다양한 정신신경과 질환 치료에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

서울시 은평병원이 ‘정신질환자 대상 코로나19 전담 치료병동’을 개설하고 본격적인 치료에 나섰다고 8일 밝혔다. 은평병원은 서울시가 운영하는 정신건강의학 전문 병원이다. 은평병원 측은 자·타해 위험이 있는 정신과적 응급환자가 입원 가능한 병원이 거의 없는 상황에서 이번 코로나19 전담병동 개설로 코로나19에 확진된 응급 정신질환자의 치료를 할 수 있게 됐다고 설명했다. 전담 치료 병동은 내과, 가정의학과, 신경과 전문의 4명과 간호사 14명, 주무관 10명이 맡는다. 총 10병상 규모로 집중 관찰실을 별도로 마련했다. 병실마다 음압 시설을 설치해 공기나 비말을 통한 감염 위험 없이 안전한 환경에서 정신질환자를 치료할 수 있게 했다. 또 이동형 방사선기와 심전도 모니터링기, 산소치료 장비를 갖추고 병실마다 호출 벨과 중앙통제시스템을 설치해 환자와 치료진의 접촉을 최소화하도록 했다. 남민 원장은 “거점 시립병원으로서 코로나19 감염병 치료와 함께 정신질환 환자의 입원 치료를 병행해 사각지대 없이 안전하게 치료할 수 있는 코로나19 전담병동으로 운영하겠다”고 밝혔다.

르네상스하면 떠오르는 레오나르도 다빈치, 동화작가 한스 안데르센, 발명가 토머스 에디슨은 물론 영화배우 톰 크루즈 등 유명인들 중에서도 난독증으로 고생했었다. 난독증은 글을 정확하고 유창하게 읽지 못하고 철자를 정확하게 쓰기 힘들어 하는 일종의 학습 장애이이다. 난독증으로 힘들어 하는 사람들은 많지만 명확한 원인 밝혀지지 않고 있다. 그동안 난독증은 시각적 문제 때문으로 생기는 것으로 알려져 있었지만 최근 뇌신경과학의 발달로 좌뇌의 언어·읽기 영역의 구조적, 기능적 이상 때문에 생기는 것이라는 연구들이 속속 나오고 있다. 이 같은 상황에서 미국 사우스캐롤라이나 의대 이비인후과학과, 클렘슨대 컴퓨터과학부 공동 연구팀은 좌뇌와 우뇌의 구조적 형태에 따라 읽기능력에서 차이를 보일 수 있다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 4월 6일자에 실렸다. 연구팀은 아동 424명과 성인 300명을 대상으로 유사 비단어(pseudo-word) 읽기능력 평가와 뇌의 구조와 형태를 볼 수 있는 구조적 MRI 촬영을 실시했다. 유사 비단어는 특정 언어의 음운규칙에 맞고 존재하는 단어처럼 보이지만 실제로는 없는 가짜 단어이다. 유사 비단어는 언어학 연구에서 특히 많이 사용된다. 연구팀은 ‘영구 상동성’(Persistent Homology)이라는 위상분석 기법으로 MRI 영상에서 뇌의 비대칭 수준을 구분했다. 영구 상동성은 데이터의 형태, 공간정보를 정량적으로 추출하는 수학적 방법이다. 분석 결과, 연구팀 좌뇌의 비대칭성이 클수록 유사 비단어 읽기 능력이 더 우수하다는 것을 발견했다. 좌뇌의 비대칭성이 읽기능력을 좌우한다는 것이다. 이와 함께 대뇌 피질 중 이마엽눈운동영역으로 알려진 ‘브로드만 영역 8’을 포함한 특정 영역에서 비대칭성이 평균적 읽기 능력에 관여한다는 것을 확인했다. 결국, 연구팀은 이전 연구 결과들처럼 시각적 운동 능력 뿐만 아니라 뇌의 구조적 차이가 영향을 난독증에 영향을 미칠 수 있음을 보여준 것이다. 연구팀은 이번 연구 결과는 단순히 난독증 관련 읽기능력과 관련된 것이지 뇌의 구조적 비대칭에 따른 읽기 능력이 학습능력이나 문해력에 영향을 미치는 것은 아니라고 덧붙였다. 연구를 이끈 마크 에커트 사우스캐롤라이나 의대 교수는 “이번 연구 결과는 구조적 뇌 비대칭이 읽기 능력을 확립하는데 중요한 음성 및 음향처리 능력의 정상적 발달과 관련이 있다는 사실을 보여주고 있다”고 설명했다.

“만 60세 이상 어르신, 기억력 검사 받으세요” 경기 시흥시는 어르신들이 치매 조기 검진과 예방으로, 건강한 노후를 보낼 수 있도록 ‘무료 치매선별검사’ 하고있다. 검사는 코로나19 감염 예방을 위해 사전예약제로 진행한다. 3일 시에 따르면 치매 선별검사 결과, 인지저하자가 검사비 지원 기준(기준중위소득 120% 이하)에 적합하면 협력병원에 의뢰해 진단받을 수 있도록 검사비를 지원해 준다. 또한, 치매가 의심되면 원인 확진을 위한 감별검사(혈액검사, CT, MRI) 비용도 지원한다. 검사비 지원 기준에 적합하지 않을 경우에는 치매안심센터 임상심리사, 간호사의 1차 검사 진행 후 신경과, 정신과 전문의 진료를 진행한다. 박명희 시흥시보건소장은 “치매는 조기 발견으로 적절히 치료받으면 큰 효과가 있는 만큼, 지역 어르신의 치매 조기발견 예방에 최선을 다해 치매환자와 가족의 삶의 질 향상뿐 아니라 사회적 비용 부담에도 기여하겠다”는 포부를 들려줬다.

코로나19 격리기간이 끝난 확진자 가운데 상당수가 후유증으로 일상생활에 어려움을 겪고 있다. 지난 30일 오후 부산 부산진구 온 종합병원 ‘코로나19 후유증 회복 치료센터’. 코로나19 후유증 치료를 위해 병원을 찾은 외래환자들이 대기실에 앉아 차례를 기다리고 있었다. 직장인이라고 밝힌 30대 초반 여성은 격리기간이 끝나고 2주가 지났는데도 아직 목이 붓고 잔기침이 나와 매우 힘들다”며 “기침을 할 때마다 주변이 의식돼 눈치가 보인다”고 증상을 설명했다. 진료 의사는 “피검사와 엑스레이 촬영을 하고 링거를 맡으라”는 처방을 내렸다. 그는 “ 후유증이 심한 환자는 협진을 하고 입원 여부를 판단”한다고 말했다. 환자들은 남녀 구분없이 청년층부터 노년층까지 다양하다. 한 60대 남성은 확진 판정을 받은 후 2개월이 됐는데도 피로감과 무기력, 열감, 가래, 잔기침이 계속 돼 감기약을 처방받아 복용하지만 그때뿐”이라며 “코로나 후유증 치료센터가 문을 열었다는 소식을 듣고 찾아왔다”고 힘들게 말했다. 3개월 전 코로나에 걸렸던 40대 여성은 “도무지 음식 맛을 제대로 느낄 수 없어 일상생활이 너무나 불편하다”며 미각과 후각 장애를 호소했다. 대다수 코로나19 걸린 사람들이 후유증과 두 번 싸움을 벌이고 있다. 의료계에서는 코로나19 확진 후 최소 2개월 이상 다른 진단명으로 설명할 수 없는 증상이 지속하면 코로나19 후유증으로 보고 있다. 피로, 가슴 통증, 호흡곤란, 인지장애, 기침, 후각·미각 상실, 발열, 우울·불안 등 다양한 증상을 보인다. 머릿속에 안개가 낀 듯 멍한 브레인 포그 현상도 간혹 보고되고 있다. 오미크론 변이 확산으로 코로나19 확진자가 급증하면서 후유증을 겪는 사람들도 늘고 있다. 한 달 이상 후유증이 이어지는 ‘롱 코비드’ 환자도 많이 나오고 있다. 확진 후 80% 이상이 후유증을 겪는다는 조사도 있다. 이처럼 완치 아닌 완치자가 80% 이상 달하지만, 아직 별다른 치료 방법이 없다. 대부분 후유증을 앓은 사람들은 내과, 이비인후과 등 병원에서 감기약을 처방받아 버티는 게 현실이다. 이에 따라 코로나 후유증에 대한 국가 차원의 연구와 코로나 후유증 환자들을 위한 체계적인 치료가 필요하다는 지적이 일고 있다. 다행히 최근 코로나 후유증의 심각성을 인식하고 일부 병원에서는 회복치료센터 또는 클리닉 센터를 운영, 환자들에게 도움을 주고 있다. 부산 온종합병원은 지난 21일 전국 처음으로 코로나19 후유증 회복치료센터를 개설하고 환자들을 중점 치료하고 있다. 내과· 외과·소아청소년과·이비인후과·정신건강의학과·신경과·신경외과·재활의학과 등 8명의 전문 의료진들이 참여하는 협력 진료시스템을 갖춰 효율성을 높이고 있다. 90개의 음압 병상과 양압 수술실에도 음압시설을 갖춰 응급환자에 대비하고 있다. 임종수 병원행정 원장은 “전문치료센터 개소 후 하루 30~40명의 코로나 후유증 환자가 찾고 있는데 앞으로 계속 늘어날 것으로 보인다”고 말했다.은명 센터장은 “ 확진 후 격리기간은 치료가 아닌 코로나 전파차단기간”이라며 “후유증 발생 시 병원을 방문, 치료가 필요하다”라고 말했다. 그는 또 “다양한 코로나 후유 증상에 대한 구체적인 원인은 아직 밝혀지지 않고 있다”며 “고압산소 치료와 함께 고용량 비타민제 처방 등을 통해 면역력을 키워주는 치료에 집중하고 있다”고 말했다. 광주기독병원도 지난 29일 ‘코로나 후유증 치료 클리닉’을 개소하고 진료에 들어갔다. 격리 해제 후에도 지속하는 이상 신체 증상, 포스트 코로나 컨디션, 롱 코비드 증후군, 건강 염려증 외에도 다양한 증상에 대한 진료와 함께 코로나 회복기 병동 입원 치료도 가능한 것으로 전해졌다. 대전 유성선병원도 지난 28일 ‘포스트 코로나 증후군 클리닉’을 운영하고 있다.  

비슷한 형태의 건물이 즐비하고 좁은 골목길이 많은 곳에서 원하는 장소를 빨리 찾아내는 사람이 있는가 하면 여러 번 들른 곳을 눈 앞에 두고도 헤매는 사람들도 있다. 공간감각이 공간기억으로 연결되지 못해 길눈이 어두운 사람들을 ‘길치’라고 부른다. 길치도 음감이 떨어지는 음치나 박자감각이 떨어지는 박치처럼 노력해도 쉽게 고쳐지지 않는 경우가 많다. 그런데 지리학자, 심리학자, 컴퓨터 과학자, 건축학자 등으로 구성된 연구팀이 생활 환경이 뇌를 변화시켜 길치를 만든다는 연구 결과를 내놨다. 프랑스, 영국, 독일, 스위스 공동 연구팀은 시골에서 자란 사람들이 잘 꾸며진 계획대로 만들어진 도시에서 사는 사람보다 길을 훨씬 잘 찾는다고 밝혔다. 이번 연구에는 프랑스 리옹대 이미지·정보처리시스템컴퓨팅연구소(LIRIS), 영국 런던대(UCL) 고등공간분석센터, 행동 신경과학연구소, 리즈대 지리학부, 노섬브리아대 건축토목환경학과, 본머스대 심리학과, 노화·치매연구센터, 이스트앵글리아대 의대, 독일 뮌스터대 지리정보학연구소, 스위스 취리히연방공과대(ETH) 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 3월 31일자에 실렸다. 앞선 연구들에 따르면 경험이 뇌의 구조와 기능 형성에 영향을 미친다. 생활 환경의 문화적, 지리적 특성이 인지능력과 정신건강에 영향을 미친다는 것이다. 그렇지만 환경이 구체적으로 인지기능의 어떤 부분에 영향을 미치는지 정확히 알려지지 않았다. 연구팀은 38개국 39만 7162명의 20세 이상 성인 남녀를 대상으로 공간 탐색 능력을 측정했다. 연구팀은 시작점에서 출발해 찾아가야 할 여러 체크 포인트를 거쳐 도착점까지 찾아가는 비디오게임을 하도록 했다. 비디오게임은 가장 쉬운 1단계부터 시작해 통과할 때마다 점차 난이도를 높여가는 방식이다. 그 결과 체코 프라하, 루마니아처럼 엔트로피가 높은 동유럽 도시에 사는 사람들이 미국 시카고처럼 거리가 격자형태로 잘 조성되고 구조화돼 엔트로피가 낮은 도시에 사는 사람들보다 좀 더 어려운 비디오게임 단계까지 도달하는 것으로 확인됐다. 또 사람들은 자신들이 자란 곳과 공간 구조가 유사한 환경에서 길찾기를 더 쉽게 하는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 성장 환경이 길찾기 같은 공간지각 능력에 영향을 미친다고 설명했다. 연구를 이끈 앙투안 쿠트로 프랑스 LIRIS 박사(전산·인지·행동신경과학)는 “이번 연구는 격자형태의 도로처럼 기하학적으로 조성된 도시 환경이 공간감각 같은 인지능력과 뇌기능에 영향을 미칠 수 있음을 보여주고 있다”며 “환경이 어린 시절에 어떤 방식으로 뇌에 영향을 미쳐 성인이 돼서 공간감각에 영향을 미치는지 파악하기 위한 추가 연구가 필요하다”고 말했다.

루게릭병은 치매, 파킨슨병과 함께 대표적인 퇴행성 뇌질환으로 꼽힌다. 루게릭병은 ‘근위축성측색경화증’이라는 병명처럼 운동 신경세포만 퇴화되고 파괴되면서 근육이 약화되고 서서히 몸이 굳어가는 질환이다. 다른 퇴행성 뇌질환들처럼 정확한 발병원인이 파악되지 않아 치료방법도 없는 상황이다. 이런 가운데 한국기초과학지원연구원, 순천향대 의료과학과, 한국뇌연구원 치매연구그룹 공동 연구팀은 루게릭병을 유발시키는 단백질과 작동 메커니즘을 밝혀내 루게릭을 비롯한 퇴행성 뇌신경질환 치료제 개발 가능성을 높였다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘디벨롭먼트 셀’에 실렸다. 루게릭병 환자 신경세포에서는 ‘퍼스’를 비롯해 비정상적 단백질들이 응집돼 세포질에 과다하게 축적되며 이것들이 신경세포를 손상시키는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 퍼스 단백질 응집체를 조절하는 ‘글루타치온 전이효소’(GSTO)라는 물질을 찾아냈다. 연구팀은 루게릭병과 똑같은 증상을 유발시킨 초파리에게 GSTO를 주입해 관찰했다. 그 결과 신경과 근육 연결 접합부 손상, 행동 퇴행이 나타났던 초파리들에게서 루게릭병 증상이 완화되는 것이 관찰됐다. 또 루게릭병을 일으킨 생쥐의 신경세포에도 GSTO를 주입한 결과 퍼스 단백질이 축적되는 것을 억제한다는 것이 관찰됐다. 이성수 기초과학지원연구원 박사는 “이번 연구 성과는 루게릭병 발병 메커니즘에 대한 이해를 높이고 신규 체료제 개발을 위한 새로운 전략에 도움을 줄 것”이라며 “실제로 후속 연구를 통해 유인원 같은 고등동물 모델에 적용해 효과적인 루게릭병 치료제 개발에 나설 것”이라고 말했다. 연구팀은 고령동물생육시설, 3차원 홀로토모그래피, 발광-형광 전임상분자영상시스템 등 첨단 광학영상 분석장비를 이용해 퇴행성 신경질환 발병 메커니즘을 추가로 연구할 계획이다.

기대 수명이 늘면서 건강한 노년에 대한 관심이 높아지고 있다. 과거는 암 같은 질병이 노년을 괴롭히는 주요 질병이었지만 최근에는 알츠하이머, 치매가 노인들을 힘겹게 만든다. 과거에는 치매는 나이들면서 나타나는 질병으로 알려져 있지만 최근에는 30~40대 젊은 층에서도 치매 환자들이 나오고 있다. 이 때문에 과학자들은 알츠하이머, 치매를 조기 진단하고 정복할 수 있는 방법을 찾기 위한 다양한 시도를 하고 있다. 이 같은 상황에서 미국 보스턴대 의대와 공중보건대 소속 의학과, 생리학·생물리학과, 해부학·신경생물학과, 생물통계학과, 신경과, 정신의학과, 역학과, 알츠하이머연구센터 연구진들은 35세 때 혈액 속 고밀도지단백 콜레스테롤(HDL) 수치와 중성지방 수치가 수 십년 후 알츠하이머 치매와 밀접한 연관이 있다는 사실을 확인했다고 25일 밝혔다. 나이들어 치매에 시달리지 않기 위해서는 젊어서부터 HDL을 늘리고 중성지방을 낮추기 위한 노력을 기울여야 한다는 것이다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘알츠하이머 및 치매’ 3월 23일자에 실렸다. 연구팀은 1971년부터 시작된 ‘프래이밍햄 심장 연구’(FHS) 참가자 4932명을 대상으로 약 38년 동안 진행된 추적 조사 자료를 분석했다. 연구팀은 4년 간격으로 9번 실시한 건강검진 결과 중 혈당, 혈압, 체지방지수(BMI), 혈액 내 콜레스테롤 수치, 흡연여부 등 요소와 나이들어 알츠하이머 발병과 상관관계를 분석한 것이다. 그 결과, 좋은 콜레스테롤로 알려진 HDL이 15㎎/㎗ 증가할 때마다 알츠하이머 치매 발병 위험이 초기 중장년기인 35~50세에는 15.4%, 후기 중장년기인 51~60세에는 17.8% 떨어진 것으로 나타났다. 또 중성지방이 15㎎/㎗ 늘 때마다 치매 위험은 35~50세 때는 33%, 51~60세에는 15% 높아지는 것으로 조사됐다. 이와 함께 중장년기 혈당과 혈압도 노년기 알츠하이머 치매 발병 위험에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 반면 나쁜 콜레스테롤로 알려진 LDL, 총콜레스테롤, BMI는 노년기 알츠하이머 발병 위험과 직접 관련은 없는 것으로 나타났다. 린제이 파레 보스턴대 의대 교수는 “HDL은 그동안 심혈관 위험인자로만 알려져 있었지만 이번 연구는 30대 때부터 알츠하이머와 밀접한 관련을 갖고 영향을 미친다는 것을 보여주고 있다”며 “알츠하이머는 생각보다 이른 시기부터 시작되는 만큼 중장기적인 건강관리가 매우 중요하다”라고 설명했다.

부산 온종합병원이 코로나19 후유증 회복치료센터를 개설 운영에 들어갔다. 온종합병원은 ‘코로나 후유증 회복치료센터’를 개설하고 백신 후유증·호흡 곤란·미각·후각 장애·근골격계 통증 등을 호소하는 환자를 집중적으로 치료한다고 23일 밝혔다. 온종합병원 측은 코로나 회복센터의 효율적인 진료를 위해 내과,외과·소아청소년과·이비인후과·정신건강의학과·신경과·신경외과·재활의학과 등 전문 의료진을 연계하는 다학제 협력 진료시스템을 운영한다. 코로나19 후유증은 다양하다. 코로나 확진 이후 상당기간 지났는데도 자주 열감이 있다고 호소한다. 오랫동안 지속적으로 기침이 멎지 않는다는 이들도 있다. 심지어 코피를 쏟는다고 호소하는 코로나 후유증 환자도 있다. 의료계에서는 호흡곤란, 피로감, 기침, 두통, 발열, 가려움증, 발진, 어지러움, 후각·미각 상실, 불면증 등을 코로나 후유증으로 보고 있다. 머릿속에 안개가 낀 듯 멍한 현상인 브레인 포그(Brain fog)도 코로나에 걸렸다 회복한 사람들에게 종종 나타난다. 미국 질병통제예방센터(CDC)는 코로나 후유증을 ‘포스트 코로나 컨디션(Post Corona Condition)’으로 규정하며 코로나19 감염 이후 4주 이상 이어지는 건강 문제라고 설명한다. 세계보건기구(WHO)도 코로나19 발병 후 3개월 이내 나타나 2개월 이상 지속되며, 다른 진단으로 설명할 수 없는 증상”을 ‘롱 코비드(Long COVID)’라고 코로나 후유증을 정의하고 있다.온종합병원은 코로나 후유 증상에 대한 구체적인 원인이 여전히 밝혀지지 않아 현재로서는 백신 후유증이나 코로나 치료 후 환자가 호소하는 증상에 따라 대증적으로 처방하고, 고압산소 치료와 함께 고용량 비타민제 처방 등을 통해 면역력을 키우는데 집중할것으로 전해졌다. 온종합병원은 코로나19 확진자 급증에 따라 음압 병상을 90병상까지 확보하고 수술실에도 코로나 응급환자를 위해 음압 시설을 구비했다. 김동헌 병원장은 “코로나에 걸린 사람들 중에서 고령자, 기저질환자, 만성병 환자들은 치료 후에도 신체적·정신적 후유증으로 오랫동안 고통 받을 수 있다”고 말했다. 또 “코로나 후유증에 대한 국가 차원의 체계적인 연구가 필요하고, 일선 의료 현장에서는 포스트코로나에 대비해서 코로나 후유장애를 호소하는 환자들을 위한 ‘코로나후유증 회복치료센터’ 같은 클리닉을 만들어 적극 대처해야 한다”고 강조했다.

무게 약 1.4㎏, 신경세포 약 1000억개, 이것들을 연결해 주는 시냅스 100조개가 있는 신체 기관이 바로 ‘뇌’다. 뇌는 우주, 심해와 함께 과학계 마지막 탐구 영역으로 남아 있다. 뇌신경과학 연구가 활발해지면서 뇌에 대한 수수께끼가 하나둘 풀리고 있다. 달리기를 할 때 출발선에 서 있다가 신호와 함께 전력 질주를 하고, 신호등이 빨간불일 때는 멈춰 있다가 초록불이 켜지면 일제히 움직인다. ‘당연한 것 아냐’라고 생각할 수도 있겠지만 뇌과학 측면에서 본다면 두 상황 모두 뇌는 출발 호각소리나 초록불이란 특정 신호까지 실행(움직임)을 억제하고 있는 것이다. 미국, 영국, 호주, 중국, 네덜란드 등 5개국 과학자들은 계획을 외부 신호에 맞춰 실행할 수 있게 하는 뇌 신경망을 처음으로 발견했다고 20일 밝혔다. 이 연구에는 미국 하워드휴즈 의학연구소, 막스플랑크 플로리다 뇌과학연구소, 베일러의대, 국립정신보건연구소(NIMH), 앨런 신경역학연구소, 영국 런던대(UCL), 호주 퀸즐랜드대 뇌연구소, 중국 남방과기대, 네덜란드 에라스무스 메디컬센터 소속 생물학자와 신경과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 3월 15일자에 실렸다. 움직임을 제어하는 뇌 운동 피질은 움직임을 계획하는 단계와 실행하는 단계의 활동 패턴이 전혀 다르다는 것은 알려져 있었지만 무엇이 이런 패턴 전환을 가져오는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 수염을 건드린 뒤 특정 신호를 주면 오른쪽 먹잇감을 핥도록 하고, 수염을 건드리지 않고 신호만 주면 왼쪽을 핥도록 훈련시켰다. 연구팀은 실험을 하면서 생쥐의 뇌파를 측정했다. 실험 결과 신호를 받아 운동 계획을 실행할 때는 중뇌, 시상, 대뇌피질을 이어 주는 신경회로가 작동한다는 사실을 확인했다. 빛을 이용해 특정 신경회로를 통제할 수 있는 광유전학 기술로 이번에 발견한 신경회로 일부를 차단한 뒤 똑같은 실험을 했다. 신경회로 일부에 이상이 생기면 신호를 받아도 핥는 행동을 하지 않거나 신호를 받기 전에 핥는 행동을 하는 등 계획-실행 이상현상을 보이는 것이 관찰됐다. 카렐 스보보다 미국 하워드휴즈 의학연구소 교수는 “이번 연구로 운동 장애를 겪는 사람이 특정 상황을 신호로 여겨 운동 기능이 일시적으로 정상화되는 ‘역설적 운동신경증’을 설명할 수 있게 됐다”고 말했다. 하버드대 진화생물학과, 뇌과학연구센터 연구팀도 비슷한 연구를 수행해 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 3월 15일자에 발표했다. 악기 연주나 자전거 타기, 수영 같은 운동은 어릴 적 배워 놓으면 오랜 시간이 지난 뒤에도 금세 익숙하게 한다. 하버드대 연구팀은 흔히 ‘몸이 기억한다’고 하는 이런 학습 패턴에 대해 뇌는 어떤 식으로 작동하는지 의문을 품었다. 연구팀은 생쥐로 실험한 결과 복잡한 새로운 동작은 대뇌 운동피질-기저핵을 통해 학습된 뒤 시상을 거쳐 저장된다는 사실을 확인했다. 대뇌 운동피질이 손상되면 새로운 동작을 배우는 데 시간이 오래 걸리기는 하지만 학습은 가능하다. 그렇지만 기저핵이나 시상과 연결이 끊어질 경우는 학습한 동작을 다시 수행하지 못한다는 사실도 연구팀은 새로 확인했다. 스테판 볼프 메릴랜드대 교수(약리학)는 “이번 연구들은 뇌의 각 부위가 어떻게 학습과 실행을 통제하는지를 보여 주고 있다”며 “파킨슨병 같은 운동장애와 외상이나 뇌졸중 등으로 인한 뇌 부상의 환자들을 치료하는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

40대 중반의 주부 A씨는 옆구리가 너무 아파 가끔 자리에 주저앉곤 한다. 예리한 물건으로 찌르는 듯한 격심한 통증이 갑자기 그리고 반복적으로 일어난다. 몇 초에서 길게는 몇 분 동안 짧은 통증이 이어지면 온종일 스트레스를 받는다. 병원에서 신경통이라는 진단을 받았고, 지금은 진통제를 먹어야 일을 할 수 있다. ●염증·종양·당뇨·대상포진 등도 원인 신경통은 신경을 따라 발생하는 순간적인 통증을 가리킨다. 통증을 담당하는 신경에 이상이 발생하면서 증상이 나타난다. 근육이 뭉쳐 있는 압통점을 누를 때 주변 신경을 자극해 통증을 유발하거나 신경을 압박하는 특정 자세를 취할 때에도 발생한다. 다쳐서 발생하는 일반적인 통증과 달리 신체 일부분이 갑자기 아프거나 전기가 오는 듯 찌릿한 통증이 이어지는 게 특징이다. 감각 과민이나 저하 등 증상, 운동신경 마비, 근육 경련 등의 증상도 함께 나타나곤 한다. 지속 시간은 짧지만 반복적으로 나타나다가 3개월 이상 통증이 이어지는 만성 통증으로 진행할 수 있다. 이렇게 되면 자극이 없는 상태에서도 통증을 겪는다. 다양한 증상만큼 통증의 원인도 여럿이다. 흔한 원인으로는 신경 주변 근육, 인대, 신경 주행 부위의 뼈, 조직 염증, 부종 등에 따른 신경 압박, 신경을 담당하는 혈관 등이 꼽힌다. 이 외에 종양, 염증, 감염 등도 원인이 될 수 있다. 관련 있는 기저질환은 당뇨병, 대상포진, 후천성면역결핍증(HIV), 척수 손상, 요통 등이 있다. 흔히 겪는 신경통으로는 삼차 신경통, 좌골 신경통, 말초 신경염, 손목터널 증후군, 후두 신경통, 늑간 신경통 등이 있다. 좌골 신경은 우리 몸에서 가장 크고 굵은 신경 중 하나로, 다리 뒷면과 무릎 아래 신경 기능을 주로 담당한다. 좌골 신경통은 허리에서부터 엉덩이와 다리 뒷부분으로 측면부를 따라 퍼져 내려가거나 올라오는 통증을 동반한다. 추간판 탈출증(디스크)이 주된 병인이며, 척추관 협착증, 척추 전위증, 종양, 감염, 동맥 경화증 등이 원인으로 꼽힌다. 제대로 걷지 못하고, 요통과 함께 한쪽 다리 종아리를 따라 당기고 저리고 시리고 아프며, 심하면 발이나 발가락까지 통증이 온다. 급기야 감각이 마비될 수도 있다. 삼차 신경통은 다섯 번째 뇌신경인 삼차 신경에 생기는 신경통이다. 이 신경은 안면, 구강, 코 점막, 혀의 촉각 등을 담당한다. 각막과 결막 반사를 지배하고, 씹을 때 사용하는 저작근의 운동과 아래턱 운동을 맡고 있다. 삼차 신경통은 40대 이후 연령대에서 자주 발생하며, 눈 주위에서 아래쪽으로 내려와 귀 뒷부분, 얼굴의 한쪽 면, 윗입술까지 통증이 번진다. 가만히 있어도 아프고, 세수나 면도를 할 때, 음식을 먹을 때 혹은 바람이 얼굴을 스쳐도 통증이 발생한다. 살짝 건드렸을 때 칼로 찌르는 듯한 심한 통증으로 놀라곤 한다. 치통으로 오해해 이를 뽑고 신경치료를 하는 사례도 있다. 통증이 일어나면 안정을 취하고, 주위 환경을 어둡게 만들고 소음을 차단해 조용한 상태를 유지하는 게 도움이 된다. 뇌전증 치료제를 사용하며, 약물치료로 효과가 없는 경우 수술을 할 수 있다. 경추 상부에서 시작해 뒤통수 부분 두피로 진행하는 후두 신경에 통증이 오면 후두 신경통이 의심된다. 뒤통수에서 머리 앞쪽까지 통증이 지나가거나 귀 뒤쪽 부위에 발생하기도 한다. 주로 잘못된 자세나 경추와 두개골 사이의 근육이 경직하면서 신경을 압박해 발생한다. 일상생활을 할 수 없을 정도로 통증이 심하고, 진통제로도 잘 조절되지 않아 신경주사치료를 시행하기도 한다. ●인과관계 모호해 제때 치료 못 받아 박상준 세브란스병원 마취통증의학과 교수는 “신경통은 증상이 일반적이지 않고 인과관계가 모호해 잘 발견이 되지 않아 제때에 적절히 치료받지 못하는 경우가 많고, 그러다 만성화한 통증이 불면증, 우울증 등의 다른 증상을 동반해 삶의 질을 떨어뜨릴 수 있다”면서 “통증 자체를 질환으로 인식하고 적극적인 치료를 하는 것이 중요하다”고 말했다. 신경통은 부위를 눈으로 확인할 수 없는 터라 치료가 간단하지는 않다. 먼저 증상 원인이 되는 질환을 치료하고, 다음으로 약물요법이나 물리치료요법과 같은 대증적 치료를 진행한다. 약물요법은 소염진통제, 항염증제(스테로이드), 근이완제, 항경련제, 비타민제, 혈관확장제 등을 의사의 지시에 따라 올바르게 사용한다. 이럴 때 통증이 한결 가벼워진다. 물리치료요법으로는 통증을 일으키는 원인이 되는 부위에 부담을 주지 않도록 하는 견인요법, 아픈 부위를 고정해 안정을 유지하는 코르셋요법, 아픈 부위를 따뜻하게 하는 온열요법 등이 있다. 수술적 치료는 추간판 탈출증, 골절과 같은 신경 압박에 따른 신경통이 원인일 때 하고 있다. 무엇보다 중요한 건 신경통에 걸리지 않도록 하는 바른 생활 태도를 유지하는 일이다. 특히 최근엔 PC나 스마트폰 장기간 사용 등으로 손목터널 증후군(손목 수근관 증후군)을 호소하는 사람이 많은데, 올바른 자세와 충분한 휴식을 해야 한다. ●“스트레칭 등 습관화 해야 예방” 박진석 한양대병원 신경과 교수는 “통증이 발생했을 때는 우선 통증을 줄이는 자세를 유지하고, 통증이 반복되면 이를 경감시킬 수 있는 약물의 도움을 받는 게 좋다”며 “무엇보다 평상시 통증을 유발시킬 수 있는 자세를 피하고, 신경에 압박을 줄 수 있는 장시간 작업이나 공부 이후에는 잠시 스트레칭을 해 근육을 풀어 주는 등의 노력을 습관화해야 한다”고 말했다.