우리가 흔히 쓰는 일상생활의 화학물질들이 태아나 아이들의 뇌신경 발달에 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아대 데이비스 캠퍼스, 하버드의대 보스턴아동병원, 국립환경보건원(NIEHS) 등 48개 대학과 연구기관은 뇌신경 발달에 영향을 미치는 환경적 위험요인들을 분석한 보고서를 보건분야 국제학술지 ‘환경보건 전망’ 1일자에 발표했다. 연구진은 아이의 뇌 발달에 악영향을 미치는 성분으로 수은이나 납 외에도 유기인계열 살충제, 프탈레이트, PBDEs(폴리브롬화 다이페닐 에테르), PCBs(폴리염화바이페닐), PAHs(다핵방향족탄화수소) 등이 아이의 뇌 발달에 악영향을 미친다고 밝혔다. 이 중 PAHs는 자동차 배기가스나 담배 연기, 탄수화물·단백질·지방 등이 불완전 연소할 때 발생한다. 이때 배출되는 성분들이 대부분 유독성이 있는데 이 중 벤조피렌은 발암물질로도 유명하다. 유기인계 살충제는 모기약 같은 가정용 살충제에 포함돼 있고, 프탈레이트는 PVC 제품이나 가정용 바닥재를 만들거나 목재를 가공할 때 쓰는 화학물질이다. 방염제인 PBDEs는 화장품, 플라스틱, 세제, 장난감 등에 함유돼 있다. 이들 물질은 2000년대 초·중반에 건강에 악영향을 미칠 수 있다면서 전 세계에서 사용이 금지됐지만, 체내에 오랫동안 남아 영향을 미쳐 장기적 추적이 필요하다는 것이 연구진의 설명이다. 수잔 샨츠 일리노이대 교수(신경과학 및 독성학)는 “사람의 뇌는 엄마 뱃속에서부터 시작해 20대 초반까지 오랜 시간 성장하는 기관이지만 뇌 신경세포인 뉴런의 연결과 형성은 태아시절에 결정되는 만큼 임신부들은 독성 화학물질에 대한 노출을 최소화해야 한다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리나라 도심에서도 흔히 볼 수 있는 빨간집모기는 일본뇌염 말고도 웨스트나일바이러스도 옮긴다. 그런데 이 바이러스가 신경세포에 영향을 미치지 않고도 기억상실증을 비롯한 각종 인지 장애를 유발할 수 있다는 사실이 처음 밝혀졌다. 미국 미주리주 워싱턴대 의대, 하버드대 의대, 콜로라도대 의대, 에머리대 의대, 스토니브룩대 공동연구진은 웨스트나일바이러스에 감염될 경우 완치된 후에도 기억상실증을 비롯해 각종 신경학적 문제가 나타날 수 있다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 22일자에 발표했다. 웨스트나일바이러스도 뇌염의 일종으로 어린이나 노약자 등 면역 체계가 약한 사람들은 중추신경계 혼란으로 심각한 후유증을 앓거나 심할 경우 사망에 이를 수 있다. 워싱턴대 로빈 클라인 교수는 “이번 연구는 뇌염바이러스가 뇌에 침투해 뇌신경세포인 뉴런의 생성과 성장에 영향을 미치지 않고도 인지 기능에 장애를 일으킬 수 있다는 사실을 처음으로 밝혀냈다는 데 의미가 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

녹차의 특정 성분이 다운증후군 환자의 인지 능력을 향상시키는 효과가 있다는 연구결과가 나왔다. 스페인 바르셀로나 지놈제어센터(CRG) 마라 디어센 박사 연구팀은 1년간의 임상시험을 통해 위와 같은 효과를 확인했다면서, 세계적 학술지 랜싯 자매지인 ‘랜싯 신경학’(Lancet Neurology) 최신호(6월 7일자)에 연구 성과를 발표했다. 녹차의 효과는 시험이 끝나 복용을 중단한 뒤에도 6개월이 지날 때까지 지속됐다. 이런 효과는 녹차에 들어 있는 항산화 물질인 ‘에피갈로카테킨 갈레이트’(EGCG)이 뇌 신경세포의 연결 방법을 바꿔 일어난 것이 두뇌 검사로 확인됐다. 다운증후군은 21번 염색체가 1쌍인 2개가 아닌 3개가 있는 유전자 변이에 의해 발생하는 선천성 질환이다. 가장 흔한 유전성 질환으로, 1000명 중 1명 꼴로 발생한다고 세계보건기구(WHO)는 보고한다. 이에 대해 디어센 박사는 “이번 결과가 다운증후군을 치료한다고 간주할 수는 없지만 환자 개인에 관한 삶의 질을 향상하는 도구가 될 수 있다”고 설명했다. 연구팀은 임상시험에서 나이 16~34세 다운증후군 환자 84명을 두 집단으로 나눠 한쪽에는 EGCG를 45% 함유한 무카페인 녹차 보충제(하루 9mg/kg)를, 남은 한쪽에는 위약(플라세보)을 섭취하게 한 뒤 매주 온라인을 통해 인지 훈련을 시켰다. 그리고 시험 시작 전과 3개월·6개월·12개월 뒤에 각각 인지 검사를 시행했다. 그 결과, 대부분 항목에는 변화가 없었고 있어도 극히 적었지만, 기억 패턴과 언어 회상(verbal recall), 적응 행동(adaptive behaviour) 등의 항목에서 녹차 성분 복용 집단의 평가가 현저하게 높은 것으로 나타났다. 또한 이들의 평가는 시간이 지나면서 증가했다. 이에 대해 프랑스 뇌·척수 연구소의 다운증후군 전문가 마리 클로드 포티에 박사는 “안정성과 유효성을 확인하는 추가 연구가 필요할 것”이라고 지적했다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

낯선 상황에 놓이거나 불안감이 고조되면 생존과 안전에 대한 위협을 느끼는 ‘공포’ 상태에 빠지게 된다. 과학자들에 따르면 이런 공포감은 사람뿐 아니라 모든 동식물이 느낀다. 그런데 사람을 포함한 포유류는 뇌의 측두엽 전방 안쪽에 있는 편도체가 손상되면 이른바 ‘겁을 상실한’ 상태가 돼 공포를 느끼지 못하게 된다.스웨덴 웁살라대 생태학·유전학과 오나 뢴스테트 교수팀은 바닷속 작은 플라스틱 알갱이들이 새끼 물고기(치어)들의 후각세포와 신경세포에 이상을 유발해 겁을 상실한 상태를 만든다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 3일자에 발표했다. 또 연구진은 플라스틱 알갱이에 한번 맛을 들이기 시작한 치어들은 다른 먹이는 먹지 않고 플라스틱 조각과 가루만 먹으려 한다는 사실을 밝혀냈다. 플라스틱 조각이 치어들의 건강에 치명적인 영향을 미치는 ‘정크푸드’라는 것이다. 미국 조지아대와 캘리포니아 샌타바버라대(UC샌타바버라) 공동 연구진이 지난해 2월 사이언스에 발표한 논문에 따르면 전 세계적으로 석유화학용품 쓰레기 등 플라스틱류 물질들이 매년 400만t 가까이 바다로 흘러들어 가고 있다. 이렇게 흘러든 플라스틱들은 바다에서 잘게 쪼개져 치어들의 입속으로 들어가게 된다. 연구진은 유럽농어 새끼를 폴리스티렌 플라스틱 입자가 채워진 수조와 플라스틱 조각이 없는 수조로 나눠 키웠다. 플라스틱 입자가 채워진 수조에서 키워진 치어들은 먹이가 주어지더라도 플라스틱 조각을 먹는 것으로 나타났다. 특히 플라스틱 조각에 일단 맛을 들이면 치어들의 먹이인 플랑크톤은 입에도 대지 않아 플라스틱을 처음 먹기 시작한 뒤 2주 정도만 지나도 뱃속이 플라스틱으로 가득 채워지게 된다. 또 깨끗한 수조에서 사는 치어들의 96%는 정상적으로 성장했지만 플라스틱으로 채워진 수조에 있는 치어들은 대부분이 성장 속도가 매우 느리고 신경세포나 후각세포에 이상이 생겼다고 연구진은 밝혔다. 치어들은 바닷속 포식자들에게 손쉬운 표적이기 때문에 어린 새끼들일수록 포식자가 가까이 오면 재빨리 달아나게끔 멀리서도 포식자의 냄새를 쉽게 구분할 수 있도록 진화돼 왔다. 그런데 이번 연구로 플라스틱이 치어들의 신경세포에 이상을 유발함으로써 포식자들이 눈앞까지 오더라도 치어들이 피하려고 하지 않아 더 쉽게 잡아먹히게 된다는 것이 밝혀졌다. 연구진은 실제로 양쪽 수조에 포식자 물고기를 넣어 봤는데 폴리스티렌이 가득한 수조에서 자란 새끼들은 깨끗한 물에서 자란 새끼들보다 세 배 이상 많이 잡아먹힌다는 것을 발견했다. 뢴스테트 교수는 “사람들이 아무 생각 없이 바다에 버리는 각종 플라스틱 쓰레기 때문에 정상적으로 자랄 수 있는 새끼 물고기 숫자가 줄고 포식자 물고기들에게 잡아먹히는 물고기도 늘게 되면 포식자 물고기들이 먹을 수 있는 먹이 자체도 줄어드는 연쇄반응을 일으켜 결국 장기적으로는 전 세계 물고기들의 씨가 마를 수도 있다”고 우려했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

교대근무를 하는 직장인은 매일 같은 시간대에 근무하는 사람에 비해 비만이나 심근경색, 심장마비의 위험이 높다는 사실은 이비 기존 연구를 통해 알려져 있다. 하지만 최근에는 심장질환과 비만뿐만 아니라 뇌졸중의 위험까지 치솟는다는 사실이 밝혀지면서 각별한 주의가 요망된다. 미국 텍사스 A&M 건강과학센터(Texas A&M Health Science Center) 연구진은 최근 이와 관련된 연구를 진행한 결과, 낮과 밤에 번갈아가며 교대근무를 하는 사람은 수면시간이나 식사시간이 수시로 바뀌며, 이러한 생활습관이 심장뿐만 아니라 뇌에도 악영향을 미칠 수 있다고 주장했다. 연구를 이끈 데이비드 어니스트 박사의 설명에 따르면, 우리 몸은 24시간 주기 리듬에 몸이 맞춰지도록 시스템 되어 있다. 잠을 잘 때에나 먹을 때 우리도 모르는 동안 일종의 ‘인체 시계’가 움직이는 것이다. 하지만 단 며칠만이라도 교대근무를 하게 되면 식사 시간이나 자고 일어나는 시간 등이 불규칙해지고, 이것은 일종의 인체 시계에 커다란 혼란을 야기한다. 이것이 결국 뇌에까지 악영향을 미쳐 허혈성 뇌졸중 등을 유발할 수 있다는 것이 전문가의 설명이다. 허혈성 뇌졸중은 뇌혈관의 폐색으로 뇌혈류가 감소돼 뇌 조직이 기능을 다하지 못하는 상태를 뜻한다. 안면마비나 감각이상, 실어증과 시야 장애, 의식소실 등의 증상을 나타내며 심한 경우 뇌 조직이 괴사해 회복 불가능한 상태인 뇌경색으로 발전할 수 있다. 즉 자야 하는 시간과 눈을 떠야 하는 시간이 수시로 바뀌다보면 인체 시계가 심각한 혼동을 겪게 되면서, 고혈압이나 당뇨, 고지혈증 등으로 뇌혈류가 차단됐을 때 주로 발생하는 허혈생 뇌졸중이 나타날 수 있다는 것. 실제로 연구진이 동물실험을 통해 낮과 밤이 수시로 바뀌는 생활 패턴을 가진 동물과 그렇지 않은 동물의 상태를 비교한 결과, 전자에게서 뇌졸중 발병률이 훨씬 높아지는 것을 확인했다. 연구진은 이러한 증상이 여성보다는 남성에게서 더욱 확연하게 드러날 수 있다고 경고한다. 교대근무를 하는 남성이 교대근무를 하는 여성에 비해 뇌졸중의 위험이 더욱 높다는 것이다. 데이비드 어니스트 박사는 “이 같은 현상은 호르몬과 연관이 있다. 젊은 여성의 경우 같은 나이의 남성에 비해 뇌졸중의 위험이 더 적은데, 이는 여성호르몬인 에스트로겐이 뇌의 신경세포보호에 탁월한 역할을 하기 때문”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국에서 발간되는 국제학술지 ‘내분비학회 저널‘(the journal Endocrinology) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

소금 중독은 뇌와 밀접한 관련이 있습니다. 미국의 듀크대 의료센터와 호주 멜버른대학교가 공동으로 수행한 연구에 따르면, 소금 중독을 지배하는 중추는 뇌의 시상하부입니다. 시상하부란, 뇌간 바로 아래 붙어 있는 콩알만 한 조직입니다. 내장 근육이나 혈관처럼 사람의 의지대로 움직일 수 없는 근육은 자율신경이나 호르몬을 통해 조절하는데, 바로 이 조절 역할을 담당하는 기관이지요.연구팀은 동물실험에서 소금 섭취 전후의 시상하부 변화를 집중적으로 관찰했습니다. 그랬더니 소금을 섭취하기 직전에 시상하부의 신경세포가 크게 늘어난 사실을 확인했습니다. 연구팀은 “이같은 변화는 흥분상태가 될 때 나타나는 현상으로, 시상하부에서 욕구를 조절하고 있음을 나타낸다”면서 “이는 마약을 복용할 때 나타나는 현상과 일치하며, 소금이 중독성을 갖고 있음을 보여주는 증거”라고 설명했습니다.　아시다시피 시상하부가 관장하는 도파민은 우울증이나 조울증과 밀접한 신경전달물질입니다. 도파민은 많이 분비되면 조증, 적게 분비되면 우울증을 유발하는데, 마약이나 담배를 피울 때 느끼는 쾌감은 바로 이 도파민의 분비가 촉진되어서 나타난 결과입니다. 그런데 이 도파민 분비가 소금 섭취와도 밀접한 상관성을 가진 것으로 확인됐습니다. 생쥐에게 도파민 차단제를 투여하자 소금을 갈망하는 욕구가 감소한 것입니다. 결국 사람들이 입맛에 길들여진 소금 섭취량을 줄이기가 어려운 것은 담배를 끊기 어렵거나, 마약에서 벗어나기 어려운 것과 똑같은 생리 기전에서 비롯된다는 것입니다.　사람이 짠 맛에 중독된다는 사실은 이로써 입증이 되었는데, 경로를 설명하면 이렇습니다. 짠 음식을 먹으면 미주신경과 척수신경이 이 사실을 뇌에 알립니다. 그 속도가 얼마나 빠르냐 하면 음식이 위에 들어가기도 전에 짠 음식이 들어온다는 사실을 뇌가 알아차립니다. 그러면 뇌의 시상하부에 있는 중독중추에서 쾌락감과 함께 기호 충족반응이 나타납니다. 이 때문에 뇌는 짠 맛의 효용을 기억하며,짠맛에 대한 기대감을 증폭시켜 반복적으로 짠 음식을 찾게 만드는 것이지요.　　●소금과의 전쟁　쉽게 ‘전쟁’이라는 극단적인 용어를 써서 나트륨 섭취량을 줄이자고 하지만, 쉬운 일이 아닙니다. 삼겹살에 등심·안심은 물론이고, 젖갈류와 김치, 깎두기 등 염장 저장식품이 없는 한식 식단은 상상하기 어렵습니다. 시중에서 먹는 양식도 사실은 햄, 베이컨에 스테이크까지 소금 범벅입니다. 중식이라고 다를까요? 싱거운 짬뽕과 짜장면을 만든다면 그 집은 아마 매출이 확 떨어져 곧 망할 지도 모릅니다. 　물론, 필자도 나트륨 섭취량을 줄이려고 노력하고는 있습니다. 하지만 이내 묵은 습관에 빠지고 맙니다. 소금을 적게 넣으면 금방 입맛으로 느껴져 ‘이집 음식이 왜 이래? 주방장 바뀌었나?’ 하는 생각이 들고, 조리된 음식에 간을 더해 먹기도 예사입니다. 그렇게 먹고 나면 으레 물을 켜지만, 맛있게 먹었다고 생각합니다. 어떤 중국음식점은 덜 짜게 하는 대신 음식을 너무 달게 만들기도 하더군요. 소금 피하려고 설탕을 먹게 하는 건 넌센스인데, 어떻게든 좀 덜 짜게 먹으려는 노력이라면 이해는 됩니다.　알아보니, 우리나라와 중국, 일본을 비롯한 동남아 벨트가 세계에서 나트륨 섭취량이 가장 많더군요. 음식을 소금으로 간해서 먹는 이른바 염장문화권이지요. 그러나 서양인들의 짠 맛 식성도 간단치 않습니다. 미주나 유럽에 가서 음식을 먹어보면 너무 짜서 ‘허걱’ 할 때가 종종 있습니다. 그들 역시 소금이라는 보존재를 이용해 음식을 보존하고 만들었으니 큰 틀에서 보면 우리와 별반 다르지 않습니다.　하지만, 그들이 우리와 크게 다른 점이 있습니다. 그들은 나트륨 과다 섭취의 폐해를 우리보다 먼저 간파하고, 이를 줄이기 위해 전방위적으로 노력하고 있고, 성과도 뚜렷하다는 점입니다. 　●부러운 핀란드의 성공 사례　김성권 교수를 통해 파악한 핀란드의 성공 사례는 좋은 귀감이 될 듯 합니다. 핀란드인들은 예전 바이킹의 후손들입니다. 생존을 위해 바다를 지배했고, 그래서 항해에 능숙한데, 항해를 위해서는 배의 식품창고에 상하지 않게 소금으로 간을 한 식품을 잔뜩 실고 떠나야 합니다. 그 나라 사람들 역시 우리처럼 짠 맛에 길들여지지 않을 수가 없었겠지요.　그러다보니 문제가 생길 수밖에 없었습니다. 1970년대의 핀란드 남성 중 심장질환으로 인한 사망자는 인구 10만명당 358명으로 세계에서 가장 많은 그룹에 속했습니다. 또 국민의 절반이 고혈압 환자였습니다. 이런 문제를 심각하게 인식한 핀란드 정부는 1970년대 중반부터 대대적인 나트륨 섭취량 줄이기에 나섭니다. 가공식품에 반드시 나트륨 함량을 표시하도록 했고, 국민들에게는 나트륨 함량이 무었을 의미하는 지를 지속적으로 설명하고 이해를 구했습니다. 그런 활동을 이제 막 시작한 우리보다는 30∼40년이나 빠른 셈이지요.　그 결과, 불과 40년 만에 그 나라 사람들의 나트륨 섭취량이 40%나 줄었습니다. 1979년 핀란드 성인 남성의 나트륨 섭취량은 5160mg이던 것이 2012년에는 3200mg으로, 여성은 4160mg에서 2400mg으로 줄었습니다. 　당연히 국민들의 건강지표도 개선됐습니다. 1970년대에 10만명 당 368명이던 심장질환 사망자수가 2012년에는 89명으로 떨어졌고, 153/92mmHg이던 여성들의 평균 혈압은 127/79mmHg로 좋아졌습니다. 이 수치를 국내 의사들이 봤다면 “위험한 상태입니다. 당장 투약을 하고, 식생활 개선과 운동을 실천해야 합니다”라고 했을 법한 상태에서 “걱정하지 않아도 좋습니다. 약은 필요없고, 더 이상 혈압이 오르지 않도록 주기적으로 관찰만 하면 되겠습니다” 하는 수준으로 바뀐 것이니 국민건강의 관점에서는 상전벽해라고 할만큼 성공을 거둔 것입니다.　우리는 이제 시작입니다. 많이 늦었지요. 이 단계에서 개개인의 나트륨 섭취량을 줄이라고 말하는 것은 자칫 중언부언이 될 것 같아 생략합니다. 대부분은 ‘그래야 한다’고 알고 있으니까요. 대신 아직도 미온적인 정부의 대처에 대해 지적을 하고자 합니다.　정부도 핀란드의 성공 사례를 잘 알고 있을 것입니다. 우리의 문제를 알고 난 뒤 수많은 해외 사례를 참고했을 테니까요. 그렇다면 정책의 1차적인 방향이 무엇이어야 하는 지도 당연히 꿰고 있을 것입니다.　필자나 주변의 많은 보통 사람들 사례가 증명하 듯 단순하게 국민들의 식탁만 겨냥해서는 되는 일이 아닙니다. 앞서 지적했듯이 일반인들이 섭취하는 과잉 나트륨의 상당량은 집밖에서 얻으니까요. 이를 입증하는 조사 결과도 많습니다.그렇다면 정책의 1차 타겟은 당연히 식품산업계와 음식점이 되어야 합니다.　지금처럼 기업의 요구대로 나트륨 함량을 표기만 하는 소극적인 방법에서 벗어나 품목별로 함유 기준치를 엄격하게 정해주는 건 어떨까요? 그 기준치 안에서 함유량의 과다를 업체 임의로 하도록 하되 소비자들이 함량을 보고 선택하도록 하자는 것이지요. 음식점도 마찬가지입니다. 그렇게 해야 정책의 효과가 확실하게 드러날 것입니다.　미국이 최근 유통되는 모든 가공식품에 중성지방 함량을 표기하도록 하자 의사 등 많은 전문가들이 당연하다면서도 실소를 금치 못했습니다. 그걸 이제야 알았느냐는 뜻이지요. 미국이 그걸 몰랐을 리가 없습니다. 단, 기업이 극구 반대를 하니 눈치를 보다가 뒤늦게 그렇게 하기로 한 것입니다.　짠 맛의 중독에서 벗어나려면 모든 정책이 실기를 해서도 안 되고, 권장에 그쳐서도 안 됩니다. 지금이 1950∼1960년대식 계몽만으로 되던 때가 아니거든요. 수많은 우리나라의 고혈압 환자와 콩팥병 환자, 그리고 심장질환자들이 사실은 미온적인 정책의 피해자일 수도 있고, 잠재적인 환자들도 많은데, 언제까지 기업 사정만 고려하고, 업소 민원만 고민할 것입니까.　또, 안정적인 저나트륨 사회가 되면 더 많은 국민들이 안심하고 식재료 사 쓰고, 밖에서 맘놓고 외식을 할테니 기업이나 음식점에 꼭 해가 되는 일만도 아닙니다. 국민 건강과 국가가 부담해야 하는 사회적 비용을 고려하면 그 길은 가지 않을 수 없는 외길이지요.　끝으로, 핀란드인들이 주식으로 삼는 호밀빵의 소금 함량의 변화를 살펴보겟습니다. 우리 정책입안자들이 참고할만 합니다.　1978년 이전의 호밀빵 염도는 2.0%가 넘었습니다. 그러나 정부가 식품산업계의 협조를 구해 본격적으로 소금 덜 먹기 운동을 편 결과, 1980년대에는 1.8%, 1990년대에는 1.5%로 떨어뜨리는데 성공했습니다. 핀란드에서는 지금 염도 0.7%의 초저염 호밀빵이 잘 팔리고 있으며, 무염빵도 많답니다. 그런 빵을 핀란드에서는 대부분 업소에서 만들어 공급합니다. 우리의 짜디 짠 밥상을 생각하면 꿈만 같은 일이지만, 엄연한 현실입니다.　jeshim@seoul.co.kr

교대근무를 하는 직장인은 매일 같은 시간대에 근무하는 사람에 비해 비만이나 심근경색, 심장마비의 위험이 높다는 사실은 이비 기존 연구를 통해 알려져 있다. 하지만 최근에는 심장질환과 비만뿐만 아니라 뇌졸중의 위험까지 치솟는다는 사실이 밝혀지면서 각별한 주의가 요망된다. 미국 텍사스 A&M 건강과학센터(Texas A&M Health Science Center) 연구진은 최근 이와 관련된 연구를 진행한 결과, 낮과 밤에 번갈아가며 교대근무를 하는 사람은 수면시간이나 식사시간이 수시로 바뀌며, 이러한 생활습관이 심장뿐만 아니라 뇌에도 악영향을 미칠 수 있다고 주장했다. 연구를 이끈 데이비드 어니스트 박사의 설명에 따르면, 우리 몸은 24시간 주기 리듬에 몸이 맞춰지도록 시스템 되어 있다. 잠을 잘 때에나 먹을 때 우리도 모르는 동안 일종의 ‘인체 시계’가 움직이는 것이다. 하지만 단 며칠만이라도 교대근무를 하게 되면 식사 시간이나 자고 일어나는 시간 등이 불규칙해지고, 이것은 일종의 인체 시계에 커다란 혼란을 야기한다. 이것이 결국 뇌에까지 악영향을 미쳐 허혈성 뇌졸중 등을 유발할 수 있다는 것이 전문가의 설명이다. 허혈성 뇌졸중은 뇌혈관의 폐색으로 뇌혈류가 감소돼 뇌 조직이 기능을 다하지 못하는 상태를 뜻한다. 안면마비나 감각이상, 실어증과 시야 장애, 의식소실 등의 증상을 나타내며 심한 경우 뇌 조직이 괴사해 회복 불가능한 상태인 뇌경색으로 발전할 수 있다. 즉 자야 하는 시간과 눈을 떠야 하는 시간이 수시로 바뀌다보면 인체 시계가 심각한 혼동을 겪게 되면서, 고혈압이나 당뇨, 고지혈증 등으로 뇌혈류가 차단됐을 때 주로 발생하는 허혈생 뇌졸중이 나타날 수 있다는 것. 실제로 연구진이 동물실험을 통해 낮과 밤이 수시로 바뀌는 생활 패턴을 가진 동물과 그렇지 않은 동물의 상태를 비교한 결과, 전자에게서 뇌졸중 발병률이 훨씬 높아지는 것을 확인했다. 연구진은 이러한 증상이 여성보다는 남성에게서 더욱 확연하게 드러날 수 있다고 경고한다. 교대근무를 하는 남성이 교대근무를 하는 여성에 비해 뇌졸중의 위험이 더욱 높다는 것이다. 데이비드 어니스트 박사는 “이 같은 현상은 호르몬과 연관이 있다. 젊은 여성의 경우 같은 나이의 남성에 비해 뇌졸중의 위험이 더 적은데, 이는 여성호르몬인 에스트로겐이 뇌의 신경세포보호에 탁월한 역할을 하기 때문”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국에서 발간되는 국제학술지 ‘내분비학회 저널‘(the journal Endocrinology) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

여러 파장 빛으로 뉴런 자극 손상없이 신경세포 활동 조절 “인간의 뇌는 우리가 알고 있는 우주에서 가장 복잡한 세계다. 그런 복잡함 때문에 단순한 모델은 비현실적인 것이 되고 정확한 모델은 이해할 수 없게 된다.”(미국 듀크대 인지과학자 스콧 휴텔) 과학의 발달로 가장 작은 미립자의 세계에서 끝을 상상할 수 없는 광대한 우주까지 비밀이 속속 풀리고 있지만 여전히 과학계에 미스터리로 남아 있는 부분이 있다. 바로 ‘뇌’다. 뇌의 각 부분이 어떤 일을 하는지, 기억은 어떻게 이뤄지는지, 뇌질환은 어떻게 발생하는지 등 뇌의 비밀을 풀어내려는 뇌 과학자들에게 빛을 이용해 신경세포를 선택적으로 작동시킬 수 있는 ‘광유전학’이라는 새로운 도구가 주어졌다. 광유전학(optpgenetics)은 빛(opto)과 유전학(genetics)을 결합한 용어로, 뇌 신경세포를 빛에 반응할 수 있도록 유전적으로 조작해 세포의 생리를 연구하는 학문이다. 신경세포 중에 빛에 반응할 수 있는 광반응성 단백질이 발견되면서 시작됐다. 광유전학이 주목받는 이유는 ‘100세 시대’라 불릴 정도로 인간의 수명이 늘어나면서 뇌질환, 신경질환을 앓는 사람들이 함께 늘고 그에 따른 사회적, 경제적 손실이 커지고 있기 때문이다. 더군다나 기존에는 뇌를 연구하거나 치료하기 위해서는 외과수술을 통해 뇌의 일부분에 손상을 주거나 뇌에 칩을 심어 전기적 자극을 주는 등의 침습적 방식밖에 없었다. 광유전학은 신경세포를 손상시키지 않고도 정교하게 뇌 기능을 알아낼 수 있을 뿐만 아니라 뇌 신경 활동을 조절할 수 있다는 장점까지 갖추고 있다. 신경세포인 뉴런은 컴퓨터처럼 전기신호로 정보를 주고받는다. 막전위(膜電位)라고 부르는 세포 안팎의 전압 차로 생긴 전류가 뉴런을 자극하면 이웃한 뉴런에 신경전달물질을 내뿜어 정보를 전달하는 방식이다. 뉴런에 인위적인 전기 자극을 준다면 뇌 신경 회로를 마음대로 조정할 수도 있게 된다는 말이다. 광유전학은 서로 다른 파장의 빛으로 여러 신경세포의 활동을 조정할 수 있다는 것을 전제로 하고 있다. 2005년 미국 스탠퍼드대 연구진이 녹조류에서 추출한 ‘채널로돕신’이라는 단백질을 포유류의 신경세포에 심은 뒤 빛을 쬐이자 뉴런이 활성화되는 것을 확인한 것이 광유전학 연구의 시작이었다. 이후 생물학자들은 초파리와 꼬마선충, 생쥐 등을 이용해 광유전학 연구를 진행했다. 초파리는 광유전학 초창기에 시도된 동물이다. 과학자들이 유전자를 변형시켜 초파리에게 빛으로 작동하는 이온채널 단백질이 나타나도록 한 뒤 355㎚(나노미터) 파장의 레이저를 쏘자 초파리의 활동이 과다하게 활발해졌다. 빛이 초파리의 중추신경에 발현된 이온채널을 활성화시켜 통제할 수 없을 정도의 엄청난 전기신호들을 발생시켰기 때문이다. 광유전학 연구에서 가장 많이 쓰이는 동물은 ‘예쁜꼬마선충’이다. 성충의 몸길이도 1㎜에 불과한 이 선형동물은 생체 구조가 단순하고 수명이 3주에 불과하지만 유전자 조작이 쉽고 포유동물과 유사한 유전자들을 갖추고 있어 신경과학이나 노화 연구에 많이 활용된다. 생물학자들은 광유전자인 채널로돕신을 꼬마선충의 촉각신경세포에서 발현시킨 뒤 빛을 쬐여 주면 다양한 행동을 조정할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이런 광유전학 기술을 이용하면 알츠하이머, 파킨슨 질환 같은 퇴행성 뇌질환, 우울증, 불면증, 강박증, 간질, 외상후스트레스장애(PTSD), 불안장애, 기억상실, 거식증 같은 정신질환의 원인과 치료법 개발, 암세포 및 암신호전달 연구 등에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 그렇지만 광유전학을 실제 사람의 치료에 적용하기 위해서는 빛에 반응하는 단백질이나 유전자를 원하는 신경세포까지 전달하는 기술과 두개골 속 깊숙한 곳에 위치한 신경세포를 빛으로 효과적으로 자극하는 방법을 찾아야 하는 두 가지의 숙제가 남아 있다. 이를 위해서는 뉴런과 뉴런이 어떻게 연결돼 있는지를 보여주는 정밀한 ‘뇌지도’가 필요하다. 한국과학기술연구원(KIST) 관계자는 “광유전학은 최근 뇌과학 분야에서 가장 빠르게 발전하고 있는 분야”라며 “광유전학 기술의 바탕이 되는 정밀한 뇌지도는 인간의 뇌 연구에 새로운 지평을 열어줄 수 있을 뿐만 아니라 새로운 형태의 인공지능과 로봇 시스템 개발에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사건·사고, 경제난 등 우울한 소식이 자주 들리는 요즘 ‘정신 건강’을 챙겨주는 제품이 있어 눈길을 끈다. ㈜휴먼라인(www.human-line.co.kr)의 멘탈닥터는 안구운동을 통해 심리적 문제의 원인이 되는 나쁜 기억을 긍정적인 기억으로 유도, 상처에 대한 인식을 재처리함으로써 삶의 질을 높여준다. 사용 방법은 멘탈닥터를 안경처럼 착용한 후 제품에서 나오는 지시 멘트를 듣고 눈에 보이는 파란 불빛에 따라 눈동자를 움직여 준다. 이렇게 내레이션과 함께 안구운동을 반복함으로써 뇌 기억에 갇힌 신경세포의 정보를 모아 부정적인 기억들로 인한 감정을 제거해 마음의 고통을 해소시킨다는 것이 휴먼라인 관계자의 설명이다. 제품은 안구운동뿐만 아니라 정서적 안정감을 누릴 수 있도록 명상과 음악을 병행하고 있으며 내레이션 중에는 호흡과 명상, 이미지 요법, 암시 효과, 근육 요법, 자율신경 훈련법 등 여러 가지 심리기법이 적용됐다. ●500여개 맞춤형 콘텐츠 무료 다운로드… 5개국 특허, 임상 마쳐 휴먼라인은 아이스캔의 작동 진행 과정과 음원을 이용자 상황별로 맞춤화한 콘텐츠를 홈페이지를 통해 제공하고 있다. 심리적인 문제 관련 콘텐츠, 수면을 위한 콘텐츠, 대인관계를 위한 콘텐츠, 실버세대를 위한 콘텐츠, 다이어트를 위한 콘텐츠, 금연을 위한 콘텐츠, 호흡명상을 위한 콘텐츠, 학생 정서안정을 위한 콘텐츠, 학생 집중력·기억력을 위한 콘텐츠, 치매를 위한 콘텐츠 등 500여개의 정신건강을 위한 콘텐츠가 무료 다운로드이며 사용자와의 상담을 통해 맞춤 콘텐츠를 제공한다. 특히 마음 건강과 부정의 기억을 처리하는 삶의 콘텐츠, 증상에 따른 콘텐츠, 명상호흡 콘텐츠 등 각박한 삶 속에서 마음의 여유를 주는 콘텐츠를 끊임없이 연구·제공하고 있다. 휴먼라인은 심리작가의 자문과 전문 성우로 콘텐츠센터를 운영하고 있으며 멘탈닥터의 모든 콘텐츠는 저작권협회에 정식 어문저작물로 등록돼 있다. 음원도 자체적으로 개발·사용하고 있다. 현재 멘탈닥터는 5개국의 특허, 임상을 마쳐 학교, 소방서, 심리상담센터, 병원 등에서 활용되고 있다. 031-224-7744.

남녀는 신체는 물론 사고방식에도 차이가 존재한다. 심지어 '화성에서 온 남자, 금성에서 온 여자'같은 제목의 책이 베스트셀러가 될 만큼 그 차이는 분명하다. 과학자들은 이런 차이가 어디서 기인하는지 연구해 왔지만, 쉽지 않았다. 인간에게는 뇌의 구조 및 기능에 따른 차이 만이 아니라 여러 가지 사회적, 교육적 요소가 남녀 간의 차이를 만드는 데 관여해서 순수하게 생물학적 차이만 구분해서 연구하기 어렵다. 하지만 사람보다 단순한 동물 모델에 비춰보면 중요한 단서를 얻을 수도 있다. 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)은 몸길이가 1mm가 조금 넘는 작은 토양 선충이다. 다행히 사람에 기생하지 않아서 일반인들에게는 생소하지만, 단순한 구조와 키우기 쉬운 특징 때문에 생물학자들에게는 매우 친숙한 실험동물이다. 특히 이 선충의 뇌는 뇌를 연구하는 과학자들에게 여러 가지 귀중한 정보를 제공했다. 7000 개에 불과한 신경세포(뉴런)를 가진 단순성에도 불구하고 여러 가지 행동 및 인지 기능을 가지고 있어 뇌 연구에 동물 모델로 적합하기 때문이다. 더 놀라운 사실은 이 단순한 뇌를 가진 생물에서조차 암수 뇌 구조가 차이가 있다는 점이다. 미 국립의료원(NIH) 산하의 국립신경장애및뇌졸중연구소(NINDS)의 올리버 허버트(Oliver Hobert) 박사와 동료 과학자들은 예쁜꼬마선충의 뇌가 암수별로 다르게 발달한다는 사실을 발견하고 최근 이를 네이처지에 발표했다. 연구팀에 의하면 예쁜꼬마선충은 성충이 되기 전에는 혼합형의 뇌 구조를 가지고 있으나 성충이 되어 번식이 가능한 시기가 되면 서로 다른 뇌 구조를 발달시키게 된다. 이는 발달 과정에서 성별에 따라 다른 신경 시냅스의 가지치기와 암수 성에 특화된 특수 신경 세포를 발전시키는 방식으로 나타난다. 그런데 왜 이런 단순한 생물체에 성 분화가 필요할까? 그것은 성공적으로 자손을 남기는데 결정적인 역할을 하기 때문으로 보인다. 예를 들어 예쁜꼬마선충의 PHB 뉴런은 암수 모두에서 발견되나 그 기능이 암수에 따라 달라져 수컷에서는 화학 수용체로 암컷의 신호를 발견하는 역할을 한다. 만약 암수에서 이 신경의 구조와 기능이 같다면 암수 선충 모두 암컷과 짝짓기를 시도하는 웃지 못할 일이 발생할 수 있으므로 이런 신경이 성별에 따라 분화된다는 것은 예쁜꼬마선충의 생존을 위해서 매우 중요하다. 이번 연구는 단순한 뇌 구조를 가진 동물 모델에서 성에 따른 뇌 구조의 분화를 매우 구체적으로 밝혀냈다는 데 의의가 있다. 이는 인간을 포함한 더 복잡한 생물에서 성에 따른 뇌의 기능 및 구조 변화를 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 사진=오리버 허버트 박사/NIH 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

남녀는 신체는 물론 사고방식에도 차이가 존재한다. 심지어 '화성에서 온 남자, 금성에서 온 여자'같은 제목의 책이 베스트셀러가 될 만큼 그 차이는 분명하다. 과학자들은 이런 차이가 어디서 기인하는지 연구해 왔지만, 쉽지 않았다. 인간에게는 뇌의 구조 및 기능에 따른 차이 만이 아니라 여러 가지 사회적, 교육적 요소가 남녀 간의 차이를 만드는 데 관여해서 순수하게 생물학적 차이만 구분해서 연구하기 어렵다. 하지만 사람보다 단순한 동물 모델에 비춰보면 중요한 단서를 얻을 수도 있다. 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)은 몸길이가 1mm가 조금 넘는 작은 토양 선충이다. 다행히 사람에 기생하지 않아서 일반인들에게는 생소하지만, 단순한 구조와 키우기 쉬운 특징 때문에 생물학자들에게는 매우 친숙한 실험동물이다. 특히 이 선충의 뇌는 뇌를 연구하는 과학자들에게 여러 가지 귀중한 정보를 제공했다. 7000 개에 불과한 신경세포(뉴런)를 가진 단순성에도 불구하고 여러 가지 행동 및 인지 기능을 가지고 있어 뇌 연구에 동물 모델로 적합하기 때문이다. 더 놀라운 사실은 이 단순한 뇌를 가진 생물에서조차 암수 뇌 구조가 차이가 있다는 점이다. 미 국립의료원(NIH) 산하의 국립신경장애및뇌졸중연구소(NINDS)의 올리버 허버트(Oliver Hobert) 박사와 동료 과학자들은 예쁜꼬마선충의 뇌가 암수별로 다르게 발달한다는 사실을 발견하고 최근 이를 네이처지에 발표했다. 연구팀에 의하면 예쁜꼬마선충은 성충이 되기 전에는 혼합형의 뇌 구조를 가지고 있으나 성충이 되어 번식이 가능한 시기가 되면 서로 다른 뇌 구조를 발달시키게 된다. 이는 발달 과정에서 성별에 따라 다른 신경 시냅스의 가지치기와 암수 성에 특화된 특수 신경 세포를 발전시키는 방식으로 나타난다. 그런데 왜 이런 단순한 생물체에 성 분화가 필요할까? 그것은 성공적으로 자손을 남기는데 결정적인 역할을 하기 때문으로 보인다. 예를 들어 예쁜꼬마선충의 PHB 뉴런은 암수 모두에서 발견되나 그 기능이 암수에 따라 달라져 수컷에서는 화학 수용체로 암컷의 신호를 발견하는 역할을 한다. 만약 암수에서 이 신경의 구조와 기능이 같다면 암수 선충 모두 암컷과 짝짓기를 시도하는 웃지 못할 일이 발생할 수 있으므로 이런 신경이 성별에 따라 분화된다는 것은 예쁜꼬마선충의 생존을 위해서 매우 중요하다. 이번 연구는 단순한 뇌 구조를 가진 동물 모델에서 성에 따른 뇌 구조의 분화를 매우 구체적으로 밝혀냈다는 데 의의가 있다. 이는 인간을 포함한 더 복잡한 생물에서 성에 따른 뇌의 기능 및 구조 변화를 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 사진=오리버 허버트 박사/NIH 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

‘우울증+조증’ 형태인 조울증은 주로 성인기에 발생하지만, 소아와 청소년에게서도 나타난다. 소아기 조울증은 학습기능과 또래 관계 형성에 영향을 미쳐 학교와 가정에서 다양한 문제를 일으킬 수 있으므로 빨리 치료해야 한다. 조증은 1주 이상 비정상적으로 과민한 기분이 지속되는 상태를 말한다. 과장된 언행을 보이며 잠을 안 자도 피로한 줄 모르고 계속해서 말을 해야 할 것 같은 강박에 빠지기도 한다. 지나치게 초조해하거나 주의가 산만한 증상도 보인다. 우울증은 반대로 2주 이상 거의 매일 우울한 기분이거나 흥미와 즐거움을 상실한 상태다. 특별히 체중을 조절하지 않아도 상당히 감소하거나 증가하고, 불면증이나 과다수면에 시달리기도 한다. 아이들은 자신의 감정을 언어로 정확히 표현하는 것에 익숙지 않기 때문에 성인과 달리 조울증이 신체적 증상이나 행동 변화로 나타난다. 우울 증상은 복통·두통·빈뇨·수면감소나 증가와 같은 신체 증상으로, 조증은 성인 환자처럼 기분이 과도하게 들뜨는 대신 짜증과 신경질 증가, 분노를 지속적으로 표출하는 형태로 나타날 수 있다. 소아의 조울증은 산만한 행동, 과도한 신경질적 증상으로 ‘주의력결핍과잉행동장애’(ADHD)와 구분하기 어렵다. 만약 ADHD 환자 중 반복적으로 우울 증상을 보이거나 ADHD 증상 자체가 매우 심하고, 분노 발작을 동반한다면 정신과에서 조울증 검사를 받아보는 게 좋다. 조울증은 뇌의 신경세포를 안정시키고 신경전달물질의 균형을 맞춰주는 약물로 치료한다. 대표적인 약물로 기분조절제와 향정신성 약물이 있다. 기분조절제는 기분을 안정적인 상태로 유지할 수 있게 한다. 우울 증세가 심하면 항우울제를 함께 사용하기도 한다. 조증 증상이 심하면 단기간 벤조디아제핀과 같은 항불안제를 사용하기도 한다. 조울증은 잘 재발하는 질환이다. 증상이 사라졌다고 약물 복용을 마음대로 중단하면 증상 재발 가능성이 매우 크다. 조울증은 발병 후 빨리 진단하고 치료해야 한다. 조증 시기에는 아이가 인내심을 가지고 말을 할 수 있도록 독려하고 잘 들어줘야 한다. 우울증 시기에는 아이가 즐거운 일을 할 수 있도록 도와준다. 아이의 기분 상태를 관찰하고 변화가 심하면 즉시 의사에게 알린다. ■도움말 식품의약품안전처

MIT 등 美연구진, 셀誌에 발표 외로움과 관련한 뇌의 특정 부위가 발견됐다고 미국 매사추세츠공과대(MIT)가 최근 발표했다. MIT와 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 등의 과학자들이 참여한 공동 연구진이 우리 인간과 마찬가지로 외로움을 느끼는 동물 가운데 쥐를 대상으로 한 실험에서 위와 같은 부위를 발견했다. 인간은 진화 역사적인 측면에서 먹을 것이나 살 곳을 마련하기 위해 한 개인보다는 집단으로 협동하는 것이 생존에 유리했다. 따라서 우리 몸속에는 공동체 속에서 편안함을 찾으려는 본능이 뿌리를 내리고 있어 홀로 고립됐을 때 종종 외로움이나 고통, 비참함을 느끼게 된다. 외로움으로 표현되는 이런 감정과 관련한 뇌 부위는 뇌 뒤쪽에 있는 배측봉선핵(Dorsal Raphe Nucleus, DRN)에 있었다. 이는 등쪽솔기핵이라는 명칭으로도 불린다. 연구진에 따르면, 집단으로 생활한 실험 쥐들은 DRN 뉴런(신경세포)이 활발하지 않았지만 이들이 고립된 상황에 놓이게 되면 DRN 뉴런이 활성화돼 이후 사회적 접촉에 민감해졌다. 또한 고립된 다음 다시 집단에 합류시킨 쥐들에서도 해당 부위의 신경 활동은 급증했다. 즉 한 번 고립됐던 쥐는 그렇지 않은 쥐보다 훨씬 사교성이 높아져 있었다는 것이다. 이와 함께 연구진은 집단에서 서열이 높은 쥐들이 고립이라는 사회적 변화에 관한 반응성이 높은 것을 확인했다. 이는 사회적 지위가 높을수록 외로움의 영향을 더 받기 쉬울 가능성이 있는 것이라고 연구진은 설명했다. 이번 연구에 공동저자로 참여한 케이 타이에 MIT 교수는 “집단 안에서의 사회적 경험이 모든 동물 개체에 똑같이 영향을 주는 것은 아니다”며 “지배적인 위치에 있는 쥐는 자신이 속한 사회적 환경을 좋아하지만, 그렇지 못해 매일 괴롭힘을 당하고 있는 쥐는 사회가 그리 즐거운 것이 아니어서 소외감마저 느끼고 있을지도 모른다”고 설명했다. 사실 이번 발견은 우연에 의한 것이었다. 이번 연구에 대표저자로 참여한 질리언 매튜스 MIT 박사는 “약물 남용이 DRN 뉴런에 어떤 영향을 주는지를 연구하던 중 약물을 투여하지 않은 통제군의 쥐를 일정 기간 격리한 뒤에 DRN 활동이 강화되는 것이 발견돼 추가 연구로 DRN 뉴런이 분리 반응하고 있는 것을 확인했었다”고 설명했다. 연구진은 이제 앞으로의 연구에서 DRN 뉴런이 단순히 외로움을 감지하고 있는 것인지 아니면 그 원인이 되는지를 조사하고 DRN 뉴런의 차이가 사회성 수준에 차이를 유발하는지를 탐구할 계획이다. 타이에 교수는 “우리가 아는 한 외로움과 같은 정신적 상태는 뇌세포에서 특정된 것이 이번이 처음이다”면서 “우리는 이 연구를 본격적으로 시작하기 위한 출발점에 도착한 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 세계적 학술지 ‘셀’(Cell) 최신호에 게재됐다. 사진=MIT(위), ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인슐린 유사물질↑… 노화 촉진 드라마 ‘대장금’을 보면 주인공 장금이 잠시 미각을 잃어 좌절하는 장면이 나온다. 만일 장금이 끝까지 미각을 되찾지 못했더라면 더 오래 살 수 있었을까? 다소 뜬금없어 보이는 이 질문에 답이 될 수 있는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 음식의 영양소 외에 맛과 향도 수명에 영향을 준다는 것이다. 포스텍 생명과학과 이승재 교수팀은 맛과 냄새를 자극하는 감각신경 세포가 활발하게 작용하면 체내 인슐린 유사물질이 늘어나 노화 속도가 빨라지고 수명도 줄어든다는 사실을 처음으로 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 유전학 분야 국제학술지 ‘유전자와 발달’ 최신호 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 ‘예쁜꼬마선충’이라는 선형동물을 이용해 감각신경계가 맛과 향에 어떻게 반응하는지 관찰했다. 성충의 몸길이가 1㎜에 불과한 예쁜꼬마선충은 생체구조가 단순하고 수명이 3주일로 짧지만 노화 조절 유전자가 포유동물과 같고 유전자 조작이 쉬워 노화 연구에 많이 활용된다. 이 동물은 외부 환경의 변화에 따라 수명이 최대 50%까지 바뀐다는 사실이 알려져 있지만, 어떤 요인이 수명에 영향을 미치는지는 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 예쁜꼬마선충의 먹이인 대장균에서 감각신경에 자극을 주는 화학물질만을 추출해 주입한 결과 맛과 향을 감지하는 신경세포가 자극을 받으면 인슐린의 일종인 ‘INS6’라는 호르몬의 분비가 증가하는 것을 발견했다. 이 호르몬은 수명 연장에 관여하는 것으로 알려진 ‘FOXO’ 유전자의 활동을 둔화시켜 노화를 촉진하고 수명을 단축시키는 것으로 나타났다. 연구진은 이에 더해 광(光)유전학 기술을 활용, 빛으로 맛과 향을 감지하는 신경세포를 자극할 경우에도 화학물질을 주입할 때와 같이 수명이 단축된다는 사실을 확인했다. 이 교수는 “이번 연구는 노화와 수명 조절 연구에 중요한 실마리를 제공했다는 데 의미가 있다”며 “광유전학 기술이 노화와 수명조절 기술로 활용될 수 있는 가능성도 제시했다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한때 모차르트 음악이나 바로크 음악을 들으면 머리가 좋아지고 학습 능력이 향상된다는 ‘모차르트 효과’와 ‘바로크 효과’가 알려지면서 학부모 사이에서 클래식 음악 열풍이 분 적이 있었다. 많은 연구자가 음악이 두뇌 발달에 도움이 된다는 점에는 공감하고 있지만 모차르트 효과나 바로크 효과가 정말 존재하는가에 대해서는 확신을 하지 못하고 있다. 미국 워싱턴대 학습 및 뇌과학연구소 패트리샤 쿨 교수와 크리스티안 자오 박사 연구팀은 어려서부터 음악을 듣고 악기를 연주하는 것이 두뇌의 언어중추 발달에 특히 도움이 된다는 연구 결과를 기초과학 분야 국제학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS) 25일자에 발표했다. 연구팀은 생후 9개월 유아 47명과 부모를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 왈츠 음악을 들려주면서 탬버린, 캐스터네츠, 드럼 등 간단한 악기를 연주하도록 하고 다른 그룹은 블록 쌓기 같은 일반적인 놀잇감을 가지고 하루 15분씩 4주 동안 갖고 놀게 했다. 연구팀은 4주 후 아이들의 뇌를 ‘뇌자도’(MEG) 장치로 스캔했다. MEG는 자기장을 이용해 뇌 속 신경세포의 전기신호를 측정하는 기기로, 뇌의 활성화 부위를 찾는 데 이용된다. 그 결과 음악놀이를 한 아이들은 일반 장난감을 갖고 논 아이에 비해 청각피질과 전전두엽(前前頭葉)피질 부분이 더 많이 활성화되고 발달한 것으로 나타났다. 음악을 듣고 악기를 연주한 아이들은 그렇지 않은 아이보다 언어 구사 속도가 더 빠르다는 사실도 발견했다. 청각피질과 전전두엽피질 부분이 발달하면 시끄러운 환경에서도 주의 집중을 잘하고 규칙이나 패턴을 쉽게 찾아내는 것으로 알려져 있다. 쿨 교수는 “이번 연구는 어려서부터 음악을 듣고 악기를 배우는 것은 인지능력을 향상시키는 가장 좋은 방법이자 장기적으로 다양한 외국어를 익히는 데 도움이 된다는 사실을 보여 준 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 세계 최초로 ‘엔도좀’, ‘엑소좀’, ‘리소좀’ 등 생체 세포 속에 있는 소기관들을 빛으로 제어하는 데 성공했다. 세포 소기관은 세포의 성장이나 이동, 분화, 사멸은 물론 신경전달 등 거의 모든 생명 현상에 관여하고 있기 때문에 이번 연구는 암과 신경질환 치료에 새로운 해법을 제시했다는 평가를 받고 있다. ●허원도 교수팀 ‘생체막 올가미’ 개발 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 허원도(카이스트 생명과학과) 교수팀이 엔도좀 등 세포 속 소기관들의 움직임을 빛으로 자유롭게 조절할 수 있는 ‘생체막 올가미’라는 광(光)유전학 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 성과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 케미컬 바이올로지’ 최신호에 발표됐다. 세포 내 물질의 수송은 복잡하게 움직이는 막 구조 세포 소기관들이 담당하고 있지만, 그동안은 이들의 움직임을 제어할 방법이 없어 세포 관련 연구가 활발하지 못했다. 연구팀은 세포 소기관의 생체막 성분인 ‘랩(Rab) 단백질’을 푸른색 빛에 반응하는 단백질과 결합해 일종의 올가미를 만들었다. 이 올가미를 이용할 경우 푸른색 빛을 비추면 세포 소기관들이 서로 뭉쳐 움직이지 않고, 빛을 끄면 활발하게 움직인다. ●“최소 자극으로 각종 질병 치료” 연구진은 실험 동물의 암세포와 신경세포에 생체막 올가미를 주입한 뒤 푸른색 빛을 비추자 세포 소기관들이 서로 응집해 이동이 일시적으로 정지돼 암세포와 신경세포의 성장이 멈추는 것을 확인했다. 허 교수는 “이번 연구는 약물이나 전기자극이 아닌 빛을 비추는 최소한의 자극으로 살아 있는 세포 속에 있는 소기관을 움직일 수 있게 해 적외선이나 미세한 광원을 이용해 신경세포 재생이나 생체막 이상으로 생기는 각종 질병을 치료할 수 있는 단초를 마련했다는 데 의미가 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노화가 진행될수록 인지능력과 기억력 등이 감소한다는 것은 익히 알려진 사실이다. 하지만 성별에 따라 인지능력 감소 속도가 다르다는 사실이 새롭게 밝혀져 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국국립노화연구소는 50~90세 성인 2000명을 대상으로 약 10년간 이들의 뇌 기능 변화를 측정·분석했다. 연구진은 정확한 정보를 위해 언어구사능력과 기억력, 학습능력, 주의력 등으로 구성된 인지능력 및 시공간지각력 등으로 구분하고 반복적으로 테스트를 실시했다. 그 결과 성별과 관계없이 첫 테스트보다 마지막 테스트의 점수가 더 낮았다. 시간이 지나고 노화가 진행될수록 남녀 모두의 인지능력이 떨어졌다는 것을 의미한다. 하지만 능력에 따른 점수는 성별에 따라 달랐다. 공간 및 시각과 관련한 시공간지각력 테스트에서는 남성이 여성보다 점수도 더 높은 반면 기억력이나 언어구사능력, 학습력 등의 인지능력 부분에서는 여성이 훨씬 높은 점수를 기록했다. 뿐만 아니라 남성이 여성에 비해 인지능력과 시공간지각력이 감소되는 속도가 더 빠른 것으로 나타났다. 연구진은 이 같은 현상에 대해, 노화와 관련한 인지능력의 감소에 있어서 여성이 남성보다 일종의 ‘회복력’이 더 뛰어나기 때문인 것으로 분석했다. 또 성별에 따라 뇌 구조 및 기능에 차이가 있으며 이러한 사실들이 인지능력 감소속도에 영향을 미친다고 설명했다. 실제로 뇌에서 회백질이 차지하는 부위가 남성에 비해 여성이 더 많다는 연구결과가 발표된 바 있다. 회색질이란 중추신경계에서 신경세포가 밀집되어 있는 부분으로, 정보처리와 인지기능, 사람의 얼굴 표정을 읽는 능력 및 정서조절 능력 등과 밀접한 관계가 있다. 한편 자세한 연구결과는 미국심리학회가 출판하는 학술지인 ‘심리·노화저널‘(Journal Psychology and Aging) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

특정 세포가 서로 신호를 주고받을 때 쓰는 전기신호와 산성도(pH) 변화를 동시에 파악할 수 있는 센서가 나왔다. 파킨슨병 등 뇌질환의 원인 규명에 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. 한국과학기술연구원(KIST)은 6일 "브래들리 베이커 책임연구원팀이 세포막에서 수소 이온을 통과시키는 '통로' 역할을 하는 단백질에 형광빛을 내는 단백질을 달아 신경세포의 전기 신호와 산성도가 변할 때마다 빛 신호를 내는 단백질 센서를 개발했다"고 밝혔다. 이번 센서는 단백질로 만들어져 유전자를 변형하면 세포에 생겨난다. 연구팀은 실제 사람 세포에 이 센서를 만들어 본 결과 전기 신호와 함께 산성도의 변화도 효과적으로 잡아내는 것을 확인했다.KIST는 센서에서 얻은 신호의 결과가 마치 파도가 치는 형상처럼 보여 센서의 이름을 '파도'(Pado)로 정했다고 설명했다. 또 세포 하나뿐 아니라 이 세포와 연결된 주위 세포의 신호까지도 모두 포착했다. 이는 신경세포와 심장세포, 신장세포 등 전기신호와 산성도 변화로 신호를 주고받는 세포에 모두 적용할 수 있다는 의미다. 사람의 뇌와 심장, 면역계 등이 정상적인 기능을 하기 위해서는 전기 신호뿐 아니라 산성도도 적절하게 유지돼야 한다. 특히 뇌 속 산성도의 변화는 암이나 신경질환 등의 질병과 연관성이 높다고 알려진 만큼 정상인 경우와 병에 걸렸을 때 산성도 변화를 각각 알아보는 것은 생명현상을 더 잘 이해할 수 있다는 의미가 있다. 베이커 책임연구원은 2011년 미래창조과학부의 '세계적 수준의 연구센터'(WCI) 사업으로 KIST에 유치한 과학자다. 2009년 세미나 참석차 KIST를 방문했다가 열정적인 한국의 연구 분위기에 매료됐다. 그는 지난해 신경세포의 전기 신호를 포착해 빛 신호로 보여주는 센서 '봉우리'를 개발했다.이번 연구에서는 전기 신호뿐 아니라 산성도 변화까지 한 번에 찾아내도록 센서를 업그레이드한 것이다. 그는 "신경세포부터 면역세포에 이르기까지 건강 상태와 질병 상태에서 산성도가 어떻게 변하는지 파악할 수 있게 됐다"면서 "앞으로 파킨슨병같이 신경세포 이상으로 발생하는 뇌 질환의 근본적인 원인을 규명하는데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 온라인 학술지 '사이언티픽 리포츠'(Scientific Reports) 4일자에 실렸다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

노령자들이 무서워하는 질병 중 하나가 치매다. 치매를 일으키는 원인은 다양하지만 그중에서도 알츠하이머는 전체 치매 원인의 50%를 차지하는 흔한 퇴행성 뇌 질환이다. 그동안 알츠하이머 치매는 ‘베타아밀로이드’라는 단백질 덩어리가 뇌에 축적돼 발생하는 것으로 알려져 왔지만 실제로는 ‘면역계의 오작동’이 원인일 수 있다는 주장이 제기됐다. 미국 하버드의대 보스턴아동병원 베스 스티븐스 교수와 샌프란시스코 캘리포니아대(UC샌프란시스코), 스탠퍼드대, 스탠리 정신의학연구소 공동연구팀은 “면역세포의 과잉 반응에 따른 신경세포의 급격한 감소가 알츠하이머 치매의 직접적인 원인”이라는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 1일자에 발표했다. 이번 연구에는 보스턴아동병원 소속 한국인 연구자 홍소연 박사가 제1저자로 이름을 올렸다. 연구팀은 알츠하이머 치료 후보 물질이 많이 나왔음에도 불구하고 99% 이상이 사람을 대상으로 한 임상시험에서 실패했다는 점에 주목하고, 알츠하이머 치매의 실제 원인이 베타아밀로이드의 축적이 아닌 다른 것일 수 있다는 점에 연구의 초점을 맞췄다. 연구진은 새로운 신경세포(시냅스)가 만들어질 수 있도록 망가진 신경세포를 제거하는 ‘C1q 단백질’과 뇌에 쌓인 노폐물을 먹어 치우는 ‘미세아교세포’가 치매 초기에 갑자기 늘어난다는 사실을 생쥐 실험을 통해 확인했다. 두 물질이 비정상적으로 늘어나면서 정상적인 신경세포까지 제거해 치매 증상이 나타난다는 설명이다. 스티븐스 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 치매로 인한 인지능력 쇠퇴의 주요 원인이 기억에 관여하는 시냅스의 상실이라는 것을 밝혀냈다는 데 의미가 있다”며 “알츠하이머 치매의 초기 단계에서 무슨 일이 일어나는지에 대한 의학계의 오랜 궁금증을 풀어 주는 시작점이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

바야흐로 ‘백세인생’ 시대다. 100세까지 건강하게 살고 싶은 것은 모두의 바람이지만 신체뿐만 아니라 뇌도 늙어가는 게 당연한 순리다. 나이가 들면 두뇌 또한 노화되고, 노화 중 뇌 신경세포 손상이 계속 진행되면 흔히 알고 있는 치매로 진행이 된다. 뇌 신경세포 손상은 하루 아침에 일어나는 것이 아니라 꾸준히 진행되는 것이기 때문에 치매가 심각한 상황에 이르기 전까지 예방이 현재로선 최고의 대응책이다. 치매를 예방하는데 큰 효과가 있는 것으로 알려진 음식과 건겅유지법을 소개한다. ● 치매 예방하는 슈퍼푸드 ‘견과류와 블루베리’ 견과류는 미국 주간지 타임(Time)이 선정한 10대 건강식품 중 하나로, 그 중 호두는 두뇌 발달에 필요한 DHA 전구체가 많이 들어있을 뿐 아니라, 무기질 및 비타민 A와 B도 풍부하다. 또한 호두에는 오메가-3 지방산과 항산화 물질인 비타민 E 가 높게 함유되어 있어, 인지능력 감퇴를 예방하는데 효과적이며, 심장 질환과 뇌 혈류 개선에 도움을 준다. 블루베리 또한 치매 예방에 매우 효과적이다. 미국 신시내티대학교 의과대학 연구에 따르면 블루베리가 치매 위험이 큰 노인들의 기억력을 개선하고 뇌 기능을 활성화하는 효과가 있다고 발표했다. 포도보다 무려 30배나 함유하고 있는 색소 성분 안토시아닌은 대표적인 항산화 물질로 체내의 산화작용을 막고, 면역력 증진, 암 예방, 노화방지에 도움을 준다. 또한 블루베리는 치매를 유발하는 아밀로이드 형성을 줄이고 나쁜 콜레스테롤의 산화를 막아 깨끗한 혈관을 유지할 수 있도록 도와준다. ● 꾸준한 운동과 두뇌활동을 통해 신체도 뇌도 건강하게 보건복지부가 발표한 자료에 따르면 치매 가능성을 높이는 요인으로 음주가 2.6배, 운동부족이 1.8배, 흡연 및 비만이 1.6배인 것으로 나타났다. 과도한 음주는 유해산소 발생을 촉진해 신경세포의 퇴행을 빠르게 만든다. 흡연 또한 혈관을 노화시키고 인지기능을 악화시킨다. 그러므로 과도한 음주는 자제하고 금연을 해야 하며 운동을 꾸준히 하는 습관을 길러야 한다. 하지만 무엇보다도 뇌에 강한 충격이나 스트레스를 받지 않는 것이 중요하다. 격한 운동을 하는 경우는 머리에 외부 충격이 가지 않도록 머리 보호 장비를 반드시 착용해야 하며 일상생활에서 스트레스를 받지 않고 긍정적인 생각을 할 수 있도록 노력해야 한다. 김유민 기자 planet@seoul.co.kr