요즘 TV에 반려동물 프로그램이 부쩍 많이 보인다. 반려동물의 행동도 재미있지만 전문가들 설명에 고개가 절로 끄덕여진다. 종종 전문가들은 똑똑한 개, 공격적인 개처럼 견종마다 고유의 행동 특성이 있음을 설명하곤 한다. 이는 행동이 생물학적 요소, 즉 ‘유전’의 영향을 받는다는 사실을 새삼 되새기게 한다. 구소련 유전학자인 드미트리 벨라예프는 1959년부터 유명한 ‘여우 농장 실험’을 했다. 그는 130마리 야생 여우 중 도망치거나 공격하지 않고 사람에게 접근하는 개체를 골라냈다. 또 이들을 여러 세대에 걸쳐 교배했다. 그 결과 20년 뒤 여우를 가축처럼 키울 수 있게 됐고, 40년 뒤에는 반려동물과 같은 여우가 탄생했다. 스트레스 호르몬인 ‘코티졸’ 분비량은 12세대를 거치면서 50% 수준으로 낮아졌다. 30세대 뒤에는 25%로 줄었다. 반대로 신경전달물질 ‘세로토닌’ 농도는 야생 대조군에 비해 높은 수준이었다. 복잡해 보이는 행동 특성도 상당 부분 유전에 의해 영향을 받는다는 것이다. 그렇다면 같은 유전자를 가진 일란성 쌍둥이의 성격은 늘 같을까. 토머스 부처드 미국 미네소타대 교수는 1979년 쌍둥이 성격에 대한 연구를 시작해 170여편의 논문을 냈다. 그중 주목받은 연구는 출생 후 다른 환경에서 자란 쌍둥이 성격에 관한 것이었다. 다른 환경에서 자란 일란성 쌍둥이는 같은 환경에서 자란 이란성 쌍둥이보다 성격 공통점이 더 많은 것으로 나타났다. 결국 성격이 환경보다는 유전적 요소에 의해 더 강한 영향을 받는다는 결론을 얻었다. 이 연구 결과는 큰 논쟁을 불렀고 ‘천성이냐, 양육이냐’의 논란은 현재진행형이다. 분명한 것은 행동 패턴이 유전적 요소와 환경적 요소 모두에 의해 형성되고 발전한다는 점이다. 지금은 성격이나 행동 패턴이 뇌 기능의 일부라는 것을 당연하게 생각한다. 이런 생각의 근거를 제공한 것은 ‘피니어스 게이지’란 이름의 환자였다. 철도 공사 폭발물 감독이었던 그는 1848년 3㎝ 굵기, 1m 길이의 쇠막대에 왼쪽 전두엽을 관통당하는 사고를 당했다. 환자의 피와 뇌조직이 묻은 쇠막대는 25m를 날아가 땅에 떨어졌다. 이 끔찍한 사고 뒤에 환자는 쓰러져 잠시 경련을 일으켰지만 몇 분 뒤 큰일이 아닌 듯 부축을 받으며 걸어가 달구지에 앉았고 1.2㎞ 떨어진 숙소까지 갔다고 한다. 그런데 기적적으로 살아난 환자는 심한 성격 변화를 보였다. 착하고 인내심 많던 성격은 완전히 변해 감정 기복이 심해지고 부적절한 행동과 충동조절 이상을 보였다. 현재 정신의학 용어로는 ‘전두엽 증후군’에 해당한다. 특히 두 눈 바로 위에 있는 뇌부위 ‘안와전두엽’의 반응 억제 기능 손상이 뚜렷해 보인다. 뇌의 이상이 성격과 행동 변화를 일으킬 수 있다는 사실은 매우 중요하다. 피니어스 게이지는 뇌종양처럼 뇌병변 이상이 뚜렷해 부적절한 행동의 원인을 비교적 쉽게 찾을 수 있었다. 그러나 신경전달물질 이상처럼 미시적 문제는 뇌의 이상이라는 것을 알아차리기 어렵다. 이런 현실은 정신장애를 뇌과학적으로 이해하는 학문적, 사회적 노력이 필요한 이유이기도 하다. 우리는 대체로 자유롭게 생각하고 자유롭게 행동을 결정한다고 믿고 산다. 하지만 우리의 생각과 행동에 대해 지나치게 자신해서는 안 될 것 같다. 우리 행동은 유전적 요소와 환경적 영향을 받아 결정되며 행동의 바탕이 되는 뇌는 언제나 바뀔 수 있기 때문이다. 건강한 뇌를 유지하는 것은 건강한 신체를 유지하는 것 이상으로 중요한 것임을 다시금 생각해 본다.

‘해투3’ 워너원 박지훈이 자신의 실제 성격은 무뚝뚝한 편이라고 언급해 눈길을 끌었다. 지난 15일 KBS2 예능프로그램 ‘해피투게더3’(이하 ‘해투3’) 측은 “워너원 박지훈, 두엽 시리즈의 탄생!”이라는 제목의 미공개 영상을 공개했다. 영상에는 박지훈이 자신의 트레이드마크 애교 ‘내 마음 속에 저장’을 변형시켜 일명 ‘두엽 시리즈’를 만드는 모습이 담겼다. 박지훈은 “전두엽에 저장, 측두엽에 입력, 후두엽에 입력”이라고 말한 뒤 쑥스러운 듯한 표정을 지었다. MC 유재석이 “평소 성격은 귀여움과 거리가 멀다고 들었다”고 말하자, 박지훈은 “부모님에게도 애교가 없는 편”이라며 무뚝뚝한 자신의 성격을 언급했다. 그는 이어 “부모님께서 방송에서의 제 (귀여운) 모습을 보시고는 ‘내가 알던 우리 아들이 아니다’라고 말하셨다”고 덧붙였다. 사진=네이버TV 동영상 캡처 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr

●손상 없이 물질 구조변화 관찰 성공 한국기초과학지원연구원(원장 이광식) 전자현미경연구부 장재혁 박사팀은 미국 오크리지국립연구소 연구진과 함께 ‘수차보정 투과전자현미경’이라는 장치를 이용해 고체산화물 연료전지 내부에서 발생하는 물질의 구조변화를 실시간으로 이미징해 관찰하는 데 성공했다. 이번 연구는 나노소재 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 25일자에 실렸다. 지금까지는 투과전자현미경을 활용해 구조를 관찰할 때 전자빔 때문에 관찰 물질이 손상되는 경우가 많았다. 이번 기술은 물질 손상 없이 변화를 관찰할 수 있게 돼 신소재 개발 연구에 다양하게 활용될 수 있을 것으로 보인다. ●로켓 추진체용 고체연료 신기술 개발 한국기계연구원 부설 재료연구소(소장 김해두) 분말·세라믹연구본부 김경태 박사팀이 기존 소재와 비교해 산소와 반응성이 2배 이상 높으면서 안정성도 높은 극미세 알루미늄 분말 표면처리 기술을 개발하는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 알루미늄은 산소와 결합할 때 산화반응 속도가 빠르고 생성되는 열에너지의 양이 많아 로켓 추진체 연료, 용접용 소재 등으로 활용되고 있다. 이번 기술 개발로 발생하는 열에너지는 높이고 폭발 위험성은 낮추는 데 성공했다. 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. ●한국뇌연구원 뇌신경회로망 워크숍 미래창조과학부(장관 유영민)는 올해 새로 추진하는 ‘뇌신경회로망 관련 과제’에 대한 세부 내용과 연구 방향을 공유하기 위해 26일 대구에 있는 한국뇌연구원에서 워크숍을 개최한다. 워크숍에서는 전전두엽 특화 신경회로 규명과 활용을 위한 데이터베이스 플랫폼 구축, 신경회로 분석 차세대 뇌융합기술, 뇌연구 이미징 원천기술 개발, 차세대 인공지능 연계 과제에 대해 논의할 계획이다.

알츠하이머병 등 치매와 관련이 있는 경유차의 배출가스가 10~20대는 물론, 3세 어린이들의 뇌에서도 발견됐다는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 9일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신 보도에 따르면, 미국 몬태나대학 등 국제 연구진이 건강하지만 사고로 사망한 멕시코시티 출신 20대 21명과 아동 13명의 뇌를 조사해 위와 같은 결론을 내렸다. 연구진은 3세밖에 안 된 어린이 뇌의 뉴런과 신경교, 맥락막망, 그리고 신경혈관 구조에서 연소 과정에서 유래하는 나노입자(CDNP)의 수치가 높다는 것을 발견했다. 이른바 PM2.5로 알려진 이런 초미세먼지는 특히 경유 자동차의 배출가스와 밀접한 관계가 있다고 데일리메일은 지적했다. 연구진은 이번 연구논문에서 “치매의 주 원인은 자동차 배출가스라는 뻔히 보이는 곳에 숨어 있었고 이런 물질은 아이들에게 흡입돼 뇌를 손상시키고 있었다”고 말했다. 이번 연구에 따르면, 현미경으로 봐야 보이는 초미세먼지는 14세 아이 뇌의 주요 부분에 명백한 손상을 입혔다. 특히 멕시코 시티 남동부 출신인 이 소녀의 뇌 전두엽에는 초미세먼지 농도가 매우 높았다. 여기서 전두엽은 주의집중력과 단기 기억력 등을 관장하는 주요 영역이다. 이에 대해 연구진은 “엄청난 양의 나노입자(초미세먼지)가 내강의 적혈구와 내피세포, 그리고 기저막에서 발견됐다. 비슷한 손상은 다른 10대 아이들과 대부분이 20대인 젊은 성인들에게서도 나타났다”면서 “그렇지만 오염되지 않은 지역에 사는 사람들에게서는 똑같은 손상 징후가 나타나지 않았다”고 설명했다. 또한 이런 손상은 청소년기 폭력 등 행동 문제를 설명할 수 있으며 나이 들어 알츠하이머병이 발병하는 원인이 될 수도 있다고 연구진은 말했다. 물론 알츠하이머병은 유전적 특성과 크게 관련해 있는 것으로 생각되지만, 흡연과 비만, 그리고 운동 부족과 같은 다른 요인이 발병 위험을 키울 수 있다는 증거는 점차 늘고 있다. 즉 이번 연구는 대기 오염 역시 알츠하이머병의 위험 요인 중 하나가 될 수 있다는 것을 제시하는 것이다. 경유 자동차는 지구 온난화의 원인이 되는 온실 가스인 이산화탄소의 배출량이 적어 1970년대부터 환경 친화적인 선택으로 홍보돼 왔다. 하지만 최근 몇 년 사이에 과학자들은 이런 경유 차량의 배출 가스가 우리 인간의 건강을 해치는 초미세먼지와 질소 산화물을 더 많이 생성한다는 사실을 발견했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘알츠하이머병 저널’(Journal of Alzheimer’s Disease) 최신호(6월 3일자)에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

알츠하이머병 등 치매와 관련이 있는 경유차의 배출가스가 10~20대는 물론, 3세 어린이들의 뇌에서도 발견됐다는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 9일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신 보도에 따르면, 미국 몬태나대학 등 국제 연구진이 건강하지만 사고로 사망한 멕시코시티 출신 20대 21명과 아동 13명의 뇌를 조사해 위와 같은 결론을 내렸다. 연구진은 3세밖에 안 된 어린이 뇌의 뉴런과 신경교, 맥락막망, 그리고 신경혈관 구조에서 연소 과정에서 유래하는 나노입자(CDNP)의 수치가 높다는 것을 발견했다. 이른바 PM2.5로 알려진 이런 초미세먼지는 특히 경유 자동차의 배출가스와 밀접한 관계가 있다고 데일리메일은 지적했다. 연구진은 이번 연구논문에서 “치매의 주 원인은 자동차 배출가스라는 뻔히 보이는 곳에 숨어 있었고 이런 물질은 아이들에게 흡입돼 뇌를 손상시키고 있었다”고 말했다. 이번 연구에 따르면, 현미경으로 봐야 보이는 초미세먼지는 14세 아이 뇌의 주요 부분에 명백한 손상을 입혔다. 특히 멕시코 시티 남동부 출신인 이 소녀의 뇌 전두엽에는 초미세먼지 농도가 매우 높았다. 여기서 전두엽은 주의집중력과 단기 기억력 등을 관장하는 주요 영역이다. 이에 대해 연구진은 “엄청난 양의 나노입자(초미세먼지)가 내강의 적혈구와 내피세포, 그리고 기저막에서 발견됐다. 비슷한 손상은 다른 10대 아이들과 대부분이 20대인 젊은 성인들에게서도 나타났다”면서 “그렇지만 오염되지 않은 지역에 사는 사람들에게서는 똑같은 손상 징후가 나타나지 않았다”고 설명했다. 또한 이런 손상은 청소년기 폭력 등 행동 문제를 설명할 수 있으며 나이 들어 알츠하이머병이 발병하는 원인이 될 수도 있다고 연구진은 말했다. 물론 알츠하이머병은 유전적 특성과 크게 관련해 있는 것으로 생각되지만, 흡연과 비만, 그리고 운동 부족과 같은 다른 요인이 발병 위험을 키울 수 있다는 증거는 점차 늘고 있다. 즉 이번 연구는 대기 오염 역시 알츠하이머병의 위험 요인 중 하나가 될 수 있다는 것을 제시하는 것이다. 경유 자동차는 지구 온난화의 원인이 되는 온실 가스인 이산화탄소의 배출량이 적어 1970년대부터 환경 친화적인 선택으로 홍보돼 왔다. 하지만 최근 몇 년 사이에 과학자들은 이런 경유 차량의 배출 가스가 우리 인간의 건강을 해치는 초미세먼지와 질소 산화물을 더 많이 생성한다는 사실을 발견했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘알츠하이머병 저널’(Journal of Alzheimer’s Disease) 최신호(6월 3일자)에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘맥주 한 잔 정도는 괜찮겠지’라는 안일한 생각으로 매일 밤 음주를 즐기는 사람이라면 다음 연구 결과를 주목해야겠다. 영국 옥스퍼드대학과 유니버시티 칼리지 런던 공동 연구진은 지난 30년 간 평균 연령 43세의 남녀 550명을 대상으로, 가벼운 음주가 뇌에 미치는 영향을 알아보기 위한 실험을 실시했다. 연구진은 1985~2015년까지 30년간 이들의 음주 습관을 추적 관찰하는 동시에 일정한 간격을 두고 뇌 스캐닝과 인지능력 테스트를 실시했다. 그 결과 알코올을 섭취한 사람에게서 공통적으로 뇌에 있는 해마의 크기가 작아진 것을 확인했다. 해마는 학습과 기억 및 새로운 것을 인식할 때 주로 활성화 되는 영역이며, 해마의 크기가 작아질 경우 알츠하이머(치매)를 앓을 위험이 높아진다. 특히 이러한 현상은 주당 14~21유닛을 마시는 경우에도 동일하게 나타났다. 유닛은 영국에서 알코올의 양(量)을 측정하는 단위로, 1유닛(8g)은 소주 한 잔에 들어있는 알코올(9.8g)과 비슷한 양이다. 14유닛은 소주 2병 혹은 맥주 500cc 6잔 정도를 의미한다. 즉 하루 평균 소주 2잔 혹은 맥주 420cc 정도만 마셔도 뇌 손상이 올 수 있다는 것. 연구진은 평소 과음하지 않고 ‘적정 음주’를 하는 사람들의 언어능력이 나이가 들수록 빠르게 떨어지는 것을 확인했다. 1분간 특정 철자로 시작하는 단어를 더 많이 말하는 테스트를 진행했을 때, 과하지 않더라도 음주를 한 사람은 술을 전혀 마시지 않은 사람에 비해 테스트 점수가 17% 더 떨어진 것을 확인했다. MRI 스캐닝 기법으로 뇌를 촬영한 결과, 주당 30유닛 이상을 마시는 사람은 그 이하로 마시는 사람에 비해 뇌백질의 손상이 눈에 띄게 심각했다. 뇌백질은 척추동물의 중추신경계가 모여 있는 곳으로, 전두엽과 시상 등을 연결하는 일종의 배관 역할을 한다. 이 부위가 손상될 경우 인지능력이 떨어지고 치매의 위험이 높아진다. 연구진은 “미국의 경우 남성에 대해 주당 24.5유닛까지의 음주는 안전하다고 제시하고 있지만, 실제로 주당 14~21유닛만으로도 뇌 구조가 변화될 수 있다는 사실이 확인됐다”면서 “이번 연구결과는 적은 음주량으로도 해마의 크기가 작아지면서 치매의 위험이 높아질 수 있다는 것을 보여준다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 영국 의학 저널(British Medical Journal) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

최근 초행길에 나선 중국의 한 남성이 무턱대고 내비게이션의 지시를 따르다가 강 한복판까지 들어가고만 사고가 발생했다. 충칭천바오(重庆晨报)의 보도에 따르면, 지난 1일 안후이성의 파출소에 긴급 구출을 요청하는 전화가 걸려왔다. 강 한가운데 차가 갇혀 꼼짝 못 하니 서둘러 와달라는 요청이었다. 경찰들은 바로 현장에 출동했다가 놀라운 광경을 목격했다. 차 한 대가 계속해서 불어나는 강 한복판에 서 있는 것이었다. 자칫 시간을 지체했다가는 차가 강물에 잠겨 버릴 태세였다. 경찰들은 인근 공사장에서 덤프트럭을 가져와 끈으로 강물 속 차량과 연결했다. 마침내 경찰과 덤프트럭의 힘으로 물에 빠진 차량를 끌어내는 데 성공했다. 무슨 이유로 강 한복판에 차를 몰고 갔는지를 묻는 경찰의 질문에 운전자는 “길을 잘 몰라 내비게이션에서 지시하는 대로 운전을 하다 보니 강 한복판이었다”고 답했다. 운전자는 도움을 준 경찰들이 차를 살린 ‘은인’이라며, 함께 기념사진을 찍었다. 경찰은 “내비게이션도 실수할 때가 있으니 잘 모르는 길을 갈 때는 차에서 내려 잘 알아보고 운전을 하라”고 당부했다. 한편 내비게이션이 뇌 건강에는 그다지 좋지 않다는 연구 결과가 나왔다. 영국 과학자들은 최근 “내비게이션에 의지할 경우 길을 인식하는 능력이 떨어지고 뇌의 일부 기능이 닫힌다”고 발표했다. 영국 런던대학 연구팀은 24명의 실험자를 연구한 결과, 스스로 길을 인식해 운전한 실험자의 대뇌의 해마 시스템과 전두엽은 활발히 움직였지만, 내비게이션에 의지한 운전자의 해마와 전두엽은 아무런 움직임이 없는 것으로 나타났다. 이종실 상하이(중국)통신원 jongsil74@naver.com

　성인들 중에는 코골이가 심해 자다가 주기적으로 호흡이 멈추는 폐쇄성 수면무호흡증(OSA)을 가진 사람들이 적지 않다. 아이들도 이런 증상을 보일 때가 있다. 편도나 코 뒷부분 인두편도(아데노이드)가 비정상적으로 커지는 경우다. 아이들의 무호흡증을 적절하게 치료하지 않으면 아이들의 정상적인 발달에 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 　미국 연구진은 이런 증상을 앓고 있는 아이들은 기억과 언어, 지각, 결정, 감정 심지어 운동능력이 정상적인 아이들보다 떨어질 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 지능지수 점수도 또래 평균보다 10점 정도 낮다는 것도 확인했다. 시카고대 의대 아동수면연구소, 캘리포니아 LA대(UCLA) 간호대, 뇌연구소, 생명공학과 공동연구진의 이번 연구는 기초연구 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 17일자에 발표됐다. 　아동 OSA환자는 미국 기준으로 전체 영유아 중 5% 안팎으로 4~10세쯤에 가장 심해졌다가 사춘기가 지나면서 나아지는 경우가 많다. 연구팀은 중증 OSA를 앓고 있는 7~11세 남녀 어린이 16명의 뇌 자기공명영상(MRI)과 미국 국립보건원(NIH) 데이터베이스에 있는 정상적 아이들의 MRI를 비교했다. 　그 결과 뇌 바깥쪽 회백질 부분의 곳곳이 정상적인 아이들보다 덜 발달한 것을 확인했다. 특히 복잡한 행동이나 계획, 충동조절, 기억력 등에 영향을 미치는 전두엽 피질, 시각 및 청각, 언어능력을 담당하는 측두엽, 심혈관 및 호흡기능을 제어하는 뇌간 부분에서 차이를 보였다. 　레일라 케런디쉬-고절 시카고대 의대 교수는 “이번 연구만으로는 아동 OSA가 뇌세포를 수축시키거나 파괴하는지에 대해 정확히 알 수는 없지만 산소 부족이 뇌의 회백질의 발달을 멈추게 만든다고 볼 수 있다”며 “아동 OSA는 뇌가 가장 발달할 시기에 나타나고 인지장애와 연관이 있는 만큼 조기에 발견해 치료할 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　사람은 살아가는 동안 3분의1을 잠으로 보낸다고들 한다. 잠은 눈동자가 빠르게 움직이며 꿈을 꾸는 렘수면 상태와 비(非)렘수면으로 나뉜다. 선잠이라고도 불리는 렘수면은 전체 수면 시간 중 90~120분 정도에 불과하지만 깨어있을 때만큼 뇌가 활발하게 움직인다. 하지만 정확히 어떤 기능을 하는지에 대해 밝혀지지 않은 상태다. 국내 연구진이 이처럼 미지의 영역으로 남아있는 렘수면의 비밀을 한꺼풀 벗겨냈다.　한국과학기술연구원(KIST) 치매융합연구단 최지현 박사팀은 고해상도 뇌파맵 기술을 이용해 실험용 쥐의 렘수면이 신경세포의 회복과 기억 형성에 도움을 준다는 사실을 발견했다. 이는 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 　연구팀은 생쥐의 뇌에 전극 38개를 삽입한 뒤 5일 동안 수면 부족 상태를 만들었다. 쥐가 선잠이 들면 특정 뇌파와 뇌의 어느 부위가 활성화되는지를 관찰할 수 있는 고해상도 뇌파 맵을 측정했다. 그 결과 감마 같은 짧고 빠른 뇌파가 렘수면 때 급격히 증가하는 것이 관찰됐다. 특히 전두엽과 기억에 관여하는 해마간 신경회로간 활동도 점진적으로 증가한다는 것을 확인했다. 　그렇지만 빠른 뇌파가 급격히 증가해 수면 중 신경활동이 비정상적으로 활발해질 경우 다음날 기억 형성과정에 혼선을 준다는 것도 알았다. 렘수면이 기억에 도움을 주기는 하지만 만성 수면장애가 생겨 렘수면 상태가 길어질 경우 기억과 관련한 뇌기능 장애가 올 수 있다는 것이다. 　최지현 박사는 “이번 연구는 약물 주입이나 유전자 변형 없이 고해상도 뇌파 맵 기술을 이용해 얻은 결과로 치매를 비롯한 각종 질병과 수면의 질의 상관관계를 연구하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간의 뇌는 약 860억개의 신경세포로 이뤄져 있다. 올해 세계 인구가 75억명이라고 하니 우리 뇌에는 세계 인구의 12배에 가까운 신경세포가 살고 있다는 의미다. 이렇게 많은 뉴런이 어떻게 조직화돼 감각, 운동, 사고, 감정을 통합해 기능하는지 불가사의한 일이다. 1920년대 독일 예나대의 정신과 의사인 한스 베르거는 세계 최초로 인간의 뇌에서 일어나는 전기적 작용을 실시간으로 기록하는 ‘뇌파 측정기’를 개발했다. 후두엽에서 생기는 ‘알파파’, 깊은 수면 중 발생하는 ‘델타파’와 렘수면에서 생기는 ‘세타파’, 각성 시기에 뚜렷한 ‘베타파’, 선택적 집중 과정에 나타나는 ‘감마파’에 이르기까지 다양한 뇌 활동의 리듬이 밝혀졌다. 여기서 감마파 영역의 뇌 활동은 인지기능뿐만 아니라 여러 가지 정신질환과도 관련돼 있어 주목할 만하다. 감마파는 대뇌피질의 ‘억제성 신경세포’와 ‘흥분성 신경세포’의 상호작용에서 발생하며, 특히 억제성 신경세포의 기능이 떨어질 때 생성 능력이 감소한다. 뇌 과학은 억제성 신경세포가 정상적으로 작동해야 뇌세포들이 일제히 억제되고 일제히 활성화되는 동기화가 가능하다는 사실을 밝혀냈다. 필자는 이런 관점에서 전두엽 아래쪽의 ‘기저전뇌’에서 특정 억제성 세포군이 대뇌피질의 감마파를 조절하는 데 결정적인 역할을 한다는 것을 밝혀낸 바 있다. 오케스트라처럼 대뇌피질의 신경세포가 리듬을 이뤄 작동하도록 돕는 ‘지휘자 신경세포’가 존재하는 것이다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 리후에이 차이 박사팀은 최근 ‘광유전학’을 이용해 치매 치료 가능성을 실험했다. 기억을 담당하는 ‘해마’ 부위의 억제성 신경세포에 빛에 반응하는 단백질 ‘채널로돕신’을 발현시킨 뒤 40㎐의 빛으로 자극을 준 것이다. 예상대로 뇌파에서 40㎐의 리듬이 증가하는 소견이 발견됐고, 치매 유발물질로 알려진 ‘아밀로이드 베타’ 단백질은 유의미하게 감소했다. 더 흥미로운 사실은 뇌 속에서 이물질을 제거하는 ‘미세아교세포’가 함께 활성화됐고 이 세포가 다량의 아밀로이드 베타 단백질을 포식하고 있는 것이 포착된 것이다. 연구팀은 여기서 멈추지 않고 외부 조명으로 40㎐의 뇌파 리듬을 주면 어떤 결과가 나오는지 실험해 보기로 했다. 실험 생쥐를 40㎐로 깜빡이는 조명을 설치한 상자 안에 두고 하루 1시간씩 일주일간 노출시키는 실험을 수행했다. 이 실험에서도 같은 결과가 나왔다. 아직 낙관하기에는 이르지만, 뇌 리듬을 활용해 치매를 비롯한 신경정신과 질환의 치료에 한 걸음 다가갈 수 있는 가능성을 엿본 것이다. 뇌파 리듬은 사람과 첨단 공학기술을 연결해 주는 매개체로 이용되기도 한다. 즉, 뇌파 리듬을 분석해 어떤 행동을 하려는지, 어떤 말을 하려는지 미리 알아낼 수도 있다. 이런 기술을 응용해 뇌와 기계 또는 뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 작동시키는 첨단 기술이 개발되고 있다. 드라마나 영화에서 심전도가 1자를 그리면서 ‘삐’ 소리를 내는 장면으로 죽음을 표현하는 것을 흔히 본다. 하지만 심전도가 정상이라도 뇌파가 리듬을 보이지 않고 일자를 그린다면 의학적으로는 뇌사의 증거로 판단한다. 어쩌면 우리는 삶과 죽음을 구별하는 중요한 단서를 리듬에서 찾고 있는지도 모른다. 리듬은 ‘시간’이라는 변수와 ‘반복성’을 주요 요소로 갖고 있다. 다시 말해 시간 축을 향한 반복적인 활동이 바로 건강의 지표일 수 있는 것이다. 우리의 심장과 뇌가 그러하듯 외부 조건의 변화에도 리듬을 잃지 않고 조화롭게 반응할 수 있을 때 비로소 건강하다 할 수 있음을 잊지 말아야 하겠다.

문제성 도박자, 성인의 1.3% ‘49만명’참아도 한계는 90일…의지 부족 아냐복귀 의지 북돋우고 대안 취미 모색을우리 주변의 가족이나 친구들은 대부분 소액을 걸고 큰 부담 없이 잠깐 동안의 쾌감을 위해 도박을 합니다. 그렇지만 병적 단계에 들어서면 일상생활을 제대로 이어 갈 수 없게 되거나 타인에게도 큰 피해를 입힐 수 있습니다. 바로 ‘도박 중독’입니다. 지난해 한국갤럽이 사행산업통합감독위원회 의뢰로 작성한 ‘2016년 사행산업 이용실태 조사’ 보고서에 따르면 20세 이상 성인 가운데 5.1%가 도박 중독 유병자로 추정됐습니다. 197만명입니다. 이 가운데 정상적인 생활이 어려울 것으로 추정되는 ‘문제성 도박자’는 1.3%, 49만명 정도로 분석됐습니다. 적지 않은 규모입니다. 도박 중독을 치료하기 어려운 이유는 가족을 포함한 주변 사람들의 오해가 많기 때문입니다. ‘병원 가라’고 압박한다고 환자들이 정말 병원을 찾을 가능성은 높지 않습니다. 그렇다고 지금처럼 계속 방치할 수도 없는 노릇이지요. 12일 전문가들의 의견을 바탕으로 도박 중독과 치료 과정을 좀더 자세히 알아봤습니다.●도박 중독, 의지의 문제 아냐 도박 중독을 습관이나 의지의 문제로 여기는 분들이 많지만 정신건강의학 전문가들은 알코올 중독이나 약물 중독과 같은 ‘뇌 기능장애’로 분류합니다. 도박을 하면 뇌에서 신경전달물질인 ‘도파민’이 빠르게 분비되고, 이 물질이 떨어지면 다시 뇌는 신호를 보냅니다. 손실이 커지면 만회하기 위해 본격적으로 밑 빠진 독에 물 붓기인 ‘추격 매수’를 하게 되고 내성과 금단증상, 통제력 상실로 이어집니다. 장기간 이어지면 전두엽을 포함한 주요 뇌 조직의 변화로 연결됩니다. 일반적으로 10~15년의 오랜 기간 동안 만성화되는 과정을 거치지만 1~2년 만에 병적 증상을 보이기도 합니다. 일반적으로 남성은 사춘기, 여성은 중년 때부터 단계가 시작됩니다. 뇌공학 박사이자 정신건강의학과 전문의인 이재원 이지브레인 원장은 “뇌기능 이상이 오래 지속되면 뇌 조직이 조금씩 퇴화되고 위축될 가능성이 높아진다”며 “특히 도박은 전두엽을 많이 필요로 하지 않는 부위이기 때문에 전두엽이 가장 많은 피해를 입는다”고 설명했습니다. 이어 “전두엽은 나이가 어릴수록 중독에 더 취약하게 된다”고 덧붙였습니다. 그렇지만 일상생활이 어려울 정도이고 엄청난 빚에 시달리고 있다고 해도 환자가 병원을 찾는 일은 극히 드뭅니다. 수억원의 빚을 지고도 자신은 중독자는 아니라고 우기기도 하고 ‘마음만 먹으면 얼마든지 끊을 수 있다’고 큰소리를 칩니다. 거짓말은 어느새 생활습관처럼 굳어지기 마련입니다. 신영철 강북삼성병원 정신건강의학과 교수는 “굳게 마음먹으면 일정 기간 끊을 수 있지만 불행히도 이것은 큰 의미가 없다”며 “그래서 우리는 도박 중독을 ‘90일병’이라고 부른다. 한계가 오는 데 90일 정도 걸린다는 의미”라고 지적했습니다. 도박 중독자의 유형에는 여러 가지가 있습니다. 자극을 추구하는 사람이 흔하지만, 현실을 도피하려는 사람도 적지 않습니다. 자극추구형은 젊은 남성, 현실도피형은 중년 여성이 많습니다. 신 교수는 “딱히 취미도 없고 세상 사는 재미를 잘 모르는 사람인데 우울하고 불안한 기분을 잊기 위해 도박에 몰두하는 것”이라고 표현했습니다. 중독에는 단계가 있다고 합니다. 이 원장에 따르면 1단계는 기쁨과 재미를 느끼는 단계로, 스스로 조절이 가능하다고 봅니다. 2단계는 행복하지는 않지만 하지 않으면 불안해지는 단계, 3단계는 스스로 조절 불가능한 수준이며 병원을 직접 찾는 확률이 높아지는 단계입니다. 이 원장은 “가족과의 불화가 커지는 2단계에서 치료를 받으라고 강요하면 환자 취급 받는 것이 싫어서 치료를 거부하는 경우가 많다”며 “병을 인정하라고 강요하는 것보다 ‘인생에서 값진 경험을 했으니 큰 도움이 될 것’이라고 복귀 의지를 북돋는 것이 훨씬 좋다”고 말했습니다. 그래서 도박 치료는 ‘가족 교육’과 동시에 진행합니다. 환자의 의지가 약해서, 성격에 문제가 있어서가 아닌 ‘피해자’라는 개념을 교육합니다. 아울러 도박 중독은 만성질환처럼 관리해야 하는 병이라는 점을 환자와 가족이 모두 깊이 이해하게 합니다.●도박 앞에 무력함을 인정해야 치료는 도박에 대한 갈망을 줄이는 약물치료와 상담, 도박에 대한 잘못된 인식을 바로잡는 ‘인지행동치료’가 핵심입니다. 신 교수는 “도박 중독자들은 자신의 능력이나 기술로 도박 확률을 조절할 수 있다는 확신을 갖는다”며 “돈을 잃으면 운이 나쁘거나 재수가 없었다고 생각하고, 과거의 승리만을 기억해 발걸음이 늘 도박장으로 향한다”고 설명했습니다. 이어 “이런 잘못된 생각과 믿음을 인지행동치료로 체계적으로 교정해 충동을 조절하는 것이 필요하다”고 덧붙였습니다. 생활 속에서의 치료도 중요합니다. ‘나는 도박 앞에 무력함을 시인한다’는 문구를 가슴 깊이 새겨야 한다고 했습니다. 그래서 도박을 2년간 끊은 사업주 A씨는 늘 지갑에 1000원만 넣고 다녔습니다. 지인이 차비를 빌려 달라고 하자 부끄러운 내색 없이 빈 지갑을 보여 주곤 “1만원만 있어도 도박장을 갈 것”이라고 했습니다. 신 교수는 이것을 ‘36계 전법’이라고 표현했습니다. 가족이 이것을 도와야 합니다. 신 교수는 “병원에 거부감이 있다면 먼저 단도박 모임(www.dandobak.co.kr)의 문을 두드려 보는 것도 좋다”고 했습니다. 대안 활동도 필요합니다. 이 원장은 “자꾸 주변에서 도박을 하지 말라고만 하면 유혹을 더 강하게 느끼게 된다”고 했습니다. 패스트푸드 가게가 문을 닫으면 먹고 싶은 갈망이 커지는 것과 같은 이치입니다. 이 원장은 “도박을 줄이려고 노력하기보다 재미를 얻을 수 있는 대안 활동을 더 찾아서 늘리는 게 좋다”고 강조했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

한국뇌연구원이 루게릭병, 전두엽 치매 등 퇴행성 뇌신경계 질환의 발병원인을 밝혀낼 유전자 조각을 발견했다. 한국뇌연구원은 정윤하 선임연구원이 포함된 국제 공동연구원팀이 루게릭병과 전두엽 치매와 관련된 수수께끼 유전자 조각(cryptic exons)이 세포 종류에 따라 각각 다르게 발현되는 현상을 찾아냈다고 8일 밝혔다.연구결과는 신경과학 분야의 오픈액세스 저널인 ‘몰레큘러 뉴로디제너레이션’에 게재되었으며, 정 연구원이 제1저자, 미국 존스홉킨스의대의 필립 왕 교수가 교신저자로 참여했다. 연구팀은 Tdp-43 단백질이 원하는 세포에서 발현되지 않도록 한 유전자조작 쥐를 이용해 실험한 결과 근육세포와 신경세포 등 세포 종류에 따라 각각 다른 종류의 수수께끼 유전자가 만들어진 것을 확인했다. 유전자에서 단백질을 만드는 과정을 조절하는 Tdp-43 단백질은 루게릭병과 전두엽 치매의 주요 공통 원인으로 지목된다. 세포에서 발견된 비정상 단백질은 수수께끼 유전자 조각이 끼어들어 만들어진 것으로 구조가 불안정하거나 일찍 분해돼 제 기능을 못하게 된다. 연구팀은 이러한 차이가 루게릭병이나 전두엽 치매 등 세포에 따라 다른 질환을 일으키는 이유를 밝혀줄 것으로 기대했다. 정 선임연구원은 “이번 연구결과는 Tdp-43 단백질과 특정 수수께끼 유전자 조각이 퇴행성 뇌신경계 및 근육질환의 진행과정에 독특한 방법으로 관여한다는 것을 시사한다”며 “뇌신경계 질환, 근육 질환 등의 치료제 개발과 조기진단 마커로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

‘뇌실’ 확대…기억력 줄고 난폭해져음주 시 충분한 식사·물 섭취 필요술잔 크기 줄이고 ‘원샷’하지 말아야우리나라 국민들의 음주량은 세계에서도 손꼽히는 수준입니다. 그렇지만 국민들의 건강에 대한 관심이 높아지면서 음주량이 점차 줄어들고 있습니다. 지난해 상반기 식품의약품안전처 조사에서 한국인의 1회 평균 음주량은 맥주(200㎖) 4.9잔, 소주(50㎖) 6.1잔, 탁주(200㎖) 3잔으로 2013년과 비교하면 각각 0.7잔, 0.3잔, 0.2잔이 줄었습니다. 하지만 20대는 여전히 음주량이 많습니다. 남성 기준 소주 8.8잔, 여성 5.9잔 이상인 고위험군 음주율은 20대 65.2%, 30대 62.4%, 40대 62%였습니다. 아무래도 젊으니까 건강에 자신이 있다는 의미겠지요. 그렇지만 많은 이들이 젊을 때부터 과음하면 뇌에 심각한 문제가 발생할 수 있다는 사실은 간과하고 있는 것 같습니다. 5일 학계에 따르면 고신대 의대 가정의학과 연구팀은 2010년 가정의학회지에 한 28세 은행원의 사례를 보고했습니다. 뇌컴퓨터단층촬영(CT) 결과 20대에서는 드물게 치매나 알코올 중독자와 유사한 심각한 뇌조직 위축이 발견됐기 때문입니다. 신경정신계 이상은 없었지만 뇌조직이 쪼그라드는 증상이 심해 의료진은 원인을 분석하기 시작했습니다. 고혈압 같은 특별한 질병은 없었습니다. 분석 결과 가장 유력한 이유는 결국 ‘술’로 드러났습니다. 환자는 무려 10년 동안 일주일에 3~4회씩, 매번 소주 1.5병을 마셨다고 했습니다.●블랙아웃 안심하면 손상 시작 젊을 때는 흔히 ‘필름이 끊긴다’고 표현하는 ‘블랙아웃’이 드물게 나타납니다. 대뇌 깊숙한 곳에 있는 기억력을 담당하는 변연계의 신경세포인 ‘해마’가 알코올 때문에 마비되는 증상입니다. 대부분의 사람들은 자신이 술 취한 상태에서 타인을 해쳤거나 이상한 행동을 한 것은 아닌지 떠올리려 노력하며 괴로워합니다. 이무형 다사랑중앙병원 정신건강의학과 원장은 “블랙아웃은 특히 급격한 혈중 알코올 농도 상승과 관련이 있다”며 “음주 후 수시간, 즉 혈중 알코올 농도가 올라가는 시점에서 발생한다”고 설명했습니다. 큰 문제를 일으키지 않을 때도 많습니다. 혈중 알코올 농도가 0.05% 이상이면 사고와 판단이 느슨해지기 시작하지만 대체로 지능은 잘 유지됩니다. 그래서 많은 사람이 안심하고 폭음을 이어 갑니다. 문제는 여기서 시작됩니다. 체내에 흡수된 알코올을 분해하는 과정에서 ‘아세트알데히드’가 발생하는데, 알코올과 아세트알데히드는 해마의 신경세포 재생을 억제합니다. 영구 기억으로 저장하기 전의 기억이 임시로 머무는 장소인 해마가 손상되면서 영구 기억 자체가 존재하지 않게 되는 것입니다. 초기에는 이런 뇌의 기능에만 문제가 생겼다가 바로 복구되지만 블랙아웃이 이어지면 뇌의 광범위한 구조 변화가 일어납니다. 뇌가 쪼그라들면서 뇌의 텅 빈 공간인 ‘뇌실’이 늘어나는 것입니다. 실제로 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 조사됐습니다. 뇌의 기능이 떨어지면 음주 조절 능력이 낮아져 더 많은 양의 술을 마시게 되고 폭음의 악순환을 낳습니다. 이 원장은 “뇌의 위축은 기억력 저하와 성격의 변화를 동시에 일으키는 것이 가장 큰 문제”라고 경고했습니다. 장기간의 알코올 섭취는 기억 중추와 함께 사람의 성격이나 감정, 행동을 조절하는 ‘전두엽’을 손상시킵니다. 그래서 ‘노인성 치매’ 환자는 기억력 장애와 언어 장애만 나타나는 데 반해 ‘알코올성 치매’ 환자는 감정과 충동을 조절하는 능력에도 심각한 문제가 나타납니다. 이에 대해 이 원장은 “술에 취하면 평소와 달리 난폭한 모습을 보이고 화를 잘 내며 폭력적인 성향이 드러난다”며 “변화된 성격이 굳어지면 술을 마시지 않은 상태에서도 공격적이고 신경질적인 사람이 된다”고 설명했습니다. 블랙아웃과 뇌위축, 알코올성 치매로 연결되는 과정을 끊으려면 결국 절주하는 것밖에는 방법이 없습니다. 6개월에 2회 이상 블랙아웃을 경험하고 이후 그 빈도가 잦아진다면 정신건강의학과 전문의 상담을 고려해 볼 필요가 있습니다. ●음주량 줄이는 습관이 관건 과음하는 습관은 사실 단숨에 끊어야 합니다. 조금만 여유를 줘도 음주량은 금방 회복됩니다. 남궁기 연세대 세브란스병원 정신건강의학과 교수는 “‘아침 해장술은 속을 풀어 준다’는 식으로 해장술을 즐기기 시작하는 순간 알코올 중독이 됐다고 봐도 틀리지 않다”고 지적했습니다. 업무상 술자리가 많아 과음을 피하지 못한다면 몇 가지 수칙을 기억해야 합니다. 남 교수의 설명에 따르자면 우선 식사를 충분히 한 뒤 식욕을 가라앉히고 술을 마시는 것이 좋습니다. 갈증이 날 때는 물이나 음료를 충분히 마셔 갈증을 풀고 술을 마셔야 합니다. 술을 많이 마시지 않기 위한 전략이지요. 소주를 마시면 소주잔보다 작은 양주잔을 사용하고 맥주를 마실 때는 작은 음료수잔을 이용하는 방법도 있습니다. 특히 술을 가득 따르지 말고 절반만 따르는 술 문화를 만드는 게 중요합니다. 받은 술잔은 바로 들지 말고 일단 탁자에 내려놓았다가 시간을 갖고 마시는 게 좋습니다. 술을 마시는 것보다 주변 사람과 이야기를 많이 하고, 남을 욕하기보다 칭찬을 많이 하면 술을 적게 마시게 됩니다. 남 교수는 “술잔을 한 번에 비우지 말고, 여러 번 나눠 마시고 술은 한 가지 종류만 마시는 것도 좋은 방법”이라고 했습니다. 아마 이런 방식으로 술을 마시면 주변에서 큰 소리로 참견을 하고 “재미없다”며 핀잔을 줄 겁니다. 결국 핀잔을 주는 그 사람을 만나지 않는 것이 절주하는 가장 빠른 지름길입니다. 윗사람이라면 술자리에서 과음하지 않겠다는 의사를 분명하게 밝혀야 뇌위축과 알코올 중독, 알코올성 치매의 연결 고리를 끊을 수 있습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

초미세 먼지(PM2.5) 노출이 알츠하이머 치매와 다른 형태의 치매 위험을 크게 높일 수 있다는 연구결과가 나왔다고 메디컬 뉴스 투데이가 1일(현지시간) 보도했다. 미국 서던 캘리포니아대학 노인학대학의 칼렙 핀치 박사는 초미세 먼지에 자주 노출되면 인지기능 저하와 치매 위험이 80~90% 높아진다는 연구결과를 발표했다. 초미세 먼지란 차량, 발전소 등의 화석연료 연소에서 배출되는 인간 머리카락보다 30배나 작은 직경 2.5㎛(마이크로미터) 이하의 고체 또는 액체 비말을 말한다. 핀치 박사는 48개 주에서 전국여성건강-기억력연구(WHIMS)에 참가한 여성 3647명(65~79세)을 대상으로 사는 지역의 초미세 먼지 농도(환경청 조사)와 치매 발생률을 비교 분석했다. 그 결과 초미세 먼지 농도가 높은 지역에 사는 여성은 낮은 지역에 사는 여성에 비해 인지기능 저하 위험이 81%, 치매 발생률이 92% 높은 것으로 나타났다. 앞서 연구팀은 초미세먼지에 장기간 노출되면 사고, 기획, 문제 해결 등 고등기능을 수행하는 전두엽을 포함, 여러 주요 뇌 부위의 회색질과 백질의 용적이 줄어든다는 연구결과를 발표했었다. 이 연구결과는 영국의 중개정신의학‘(Translational Psychiatry) 최신호에 발표됐다. 　심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

외국어 구사가 치매 발병을 5년 늦출 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 외국어는 학생들에게 목적지 중간에 놓인 커다란 산과 같은 대상이다. 영어건, 중국어건 어느 언어건 마찬가지다. 돌아가자니 여정이 너무 멀어지고, 넘어가자니 그 힘겨움이 막대하기만 하다. 하지만 이렇게 힘겹게 배우는 외국어일지라도 어느 정도 구사할 수 있도록 배워놓으면 삶의 목표를 이루는 유용한 수단이 될 뿐 아니라 인지능력 향상 및 훗날 치매예방까지 이어진다는 것이다. 이탈리아의 산 라파엘레 건강보건대학(Vita-Salute San Raffaele University) 연구진은 최근 치매 의심 환자 85명을 상대로 진행한 치매와 외국어 구사와 연관성에 대한 연구 결과를 '미국국립과학원회보' 최신호에 발표했다. 연구진은 독일어와 이탈리아어를 할 줄 아는 그룹 45명과 독일어 또는 이탈리아어만 할 줄 아는 그룹 40명의 발병 시기, 기간, 연령 등을 비교 연구했다. 그 결과, 2개 언어를 구사하는 그룹이 1개 언어만 구사하는 그룹에 비해 치매 현상이 평균 5년 정도 더 늦었던 것으로 나타났다. 연구진은 "교육 수준이나 연령과 같은 기준보다 2개 언어 구사가 인지력 감퇴를 막는 수단으로서 더욱 효과적임을 확인할 수 있었다"고 말했다. 2개 언어 구사가 효과적인 주된 이유 중 하나는 하나의 언어를 또다른 언어로 옮기는 과정에서 좌뇌에 있는 집행통제(executive control)기능에 연결된 뇌 부위 결합도를 강화시켜주기 때문이다. 충동억제를 담당하는 전대상피질과 복합적 행동에 관여하는 좌전두엽피질 등이 여기에 해당된다. 실제 기존 연구에서도 인간의 두뇌를 스캔한 결과, 외국어 구사 성인들의 전두엽과 두정엽 부위 대뇌피질이 모국어만 사용하는 성인에 비해 더 많이 성장했다는 점을 알아냈다. 전두엽과 두정엽은 집중력, 억제력, 단기기억력 등을 관장하는 두뇌 영역이다. 연구진은 "이러한 치매 예방 효과는 2개의 언어를 다루면서 뇌가 부가적 노력을 하기 때문에 얻어진 직접적인 결과일 것"이라면서 "치매의 발병 시점을 늦추는 것은 현대 과학의 중요한 연구 주제일 뿐 아니라 생체내 신경생물학적 증거의 발현은 외국어 학습 및 구사의 필요성을 뒷받침하고 있다"고 말했다. 사진=ⓒ포토리아 박록삼 기자 youngtan@seoul.co.kr

치매는 진짜로 비만과 관련이 있을까. 체형을 유지할 정도로 규칙적인 운동을 하는 것이 치매를 예방하는 열쇠가 될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 아이오와주립대 연구진은 최근 과체중이거나 제2형 당뇨병(이하 당뇨병)이 있는 사람들의 뇌에는 그렇지 않은 이들보다 많은 양의 ‘어떤 화학 효소’가 있다는 것을 발견하고, ‘알츠하이머병 저널’(Journal of Alzheimer‘s Disease) 최신호에 관련 논문을 발표됐다. 바로 ‘오토탁신’(autotaxin)이라는 효소다. 이 효소는 뇌를 둘러싸며 보호하는 액체 안에서 발견됐다. 검사 결과, 오토탁신은 기억력이 약한 사람들에게서 증가하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 연구진은 56~89세 성인남녀 287명의 조사 자료를 분석한 결과, 오토탁신이 치매 위험을 예측해준다는 사실을 발견했다. 또한 오토탁신 수치가 높은 사람들은 비만일 가능성이 크다는 사실도 함께 발견했다. 연구진은 “오토탁신의 수치를 통해 미래의 치매 예상 환자들에게 매일 달리거나 걷는 것과 같이 규칙적인 운동을 권고해 치매 예방의 기회를 줄 수 있다”고 말했다. 기존 연구에서는 인슐린 저항성이 크면 기억 기능의 저하나 뇌 용적의 손실, 또는 뇌의 혈당 사용 부족 등과의 연관성으로, 기억 장애나 당뇨병이 유발하는 것과 관련이 있는 것으로 나타났다. 그런데 이번 연구에서는 인슐린보다 오토탁신이 이런 질환의 유발에 훨씬 큰 연관성을 갖고 있었다고 켈시 맥리만스 아이오와주립대 연구원은 설명했다. 검사 결과, 오토탁신은 알츠하이머병의 흔한 영향을 받게 되는 뇌 부분에서 사용되는 에너지양을 정할 수 있는 것으로 나타났다. 과학자들은 오토탁신 수치가 더 높은 뇌를 가진 사람들이 전두엽과 측두엽에서 그 수와 크기가 더 작은 뇌세포를 가진 것을 발견했다. 결과적으로, 이들은 추리력 및 다중작업(멀티테스킹) 검사에서 점수가 더 낮았다. 연구진은 오토탁신 수치에서 1점 더 높아지면 어떤 형태의 기억 손실을 진단받게 될 가능성이 5배 더 커진다고 주장했다. 또한 당뇨병 환자의 경우 오토탁신 1점 증가로 기억 손실의 가능성은 3배 더 커진다고 지적했다. 영국 알츠하이머병학회(Alzheimer‘s Society)의 제임스 피켓 박사는 “당뇨병과 심장질환과 같은 질환을 예방하는 운동은 비만을 낮춤과 동시에 치매 위험도 줄일 수 있다”면서 “심장과 신체에 좋은 것은 뇌에도 좋다”고 말했다. 이번 연구를 이끈 아우리엘 윌렛 교수는 “오토탁신은 뇌의 공간이 적어지는 것과 관련이 있으며, 알츠하이머병에서 뇌 영역이 더 작아지는 것은 뇌가 기능을 수행하기 어려워질 수 있다는 것을 의미한다. 이는 혈당과 같은 것”이라면서 “뇌가 적은 혈당을 사용하면 뇌세포(뉴런)들은 연료가 작아 실수를 하기 시작하며 일반적으로 정보를 신속하게 처리하지 못한다”고 말했다. 전문가들은 치매 치료가 완전하지 않을지도 모른다는 두려운 생각을 하고 있다. 하지만 치매의 진행을 늦출 수 있는 약물은 이미 후기 임상시험 단계에 있으며, 오는 2025년까지 상용화할 수 있을 것으로 기대된다. 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 산하 신경학연구소의 닉 폭스 신경학 교수는 “늦게 발병하는 질병의 경우, 몇 년 동안 지연시키는 것만으로도 효과적인 치료법이 된다”면서 “왜냐하면 그 안에 또 다른 획기적인 치료법이 나올 수 있기 때문”이라고 말했다. 사진=ⓒ Halfpoint / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

눈을 뗄 수 없는 스릴과 숨 막히는 반전, 촘촘한 플롯, 책을 덮는 순간까지 계속되는 작가와 두뇌싸움. 추리소설은 이런 매력으로 오랫동안 독자들의 사랑을 받아왔습니다. 추리소설을 읽는 또 다른 이유는 복잡하게 얽힌 사건을 막힘없이 풀어내는 탐정 때문이기도 합니다.1841년 에드거 앨런 포가 만들어 낸 최초의 사설탐정 오귀스트 뒤팽을 시작으로 175년 동안 수많은 탐정들이 등장했습니다. 그 중 가장 유명한 탐정은 코넌 도일의 셜록 홈스가 아닐까 싶습니다. 셜록 홈스는 영국 BBC 드라마, 로버트 다우니 주니어가 주연한 영화 등 최근까지도 수많은 영화와 드라마 속에서 재탄생하고 있으니까요. 이 셜록 홈스는 추리소설 마니아들뿐만 아니라 과학자들에게도 영감을 주고 있습니다. BBC 드라마 ‘셜록’에 등장한 ‘기억의 궁전’(mind palace) 기법을 사람들이 무의식적으로 사용하고 있다는 연구가 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 5일자에 실렸습니다. 이 연구에는 미국 프린스턴대와 존스홉킨스대, 스탠퍼드대, 캐나다 토론토대의 뇌신경과학자들이 참여했습니다. 기억의 궁전은 머릿속에 궁전이나 집 같은 가상의 공간을 만들고 여러 개의 방으로 나눈 다음 외부에서 들어오는 정보를 시각적 이미지로 바꿔 카테고리별로 각 방에 저장하는 기억법입니다. 홈스뿐만 아니라 역사 속의 여러 인물들도 사용했던 기억법으로 훈련을 통해 익힐 수 있는 것으로 알려져 있기도 합니다. 연구팀은 ‘셜록’ 시리즈를 한번도 보지 않은 18~26세의 남녀 참가자 22명에게 드라마 ‘셜록’ 시즌 1의 첫 번째 에피소드 ‘분홍색 연구’를 시청하도록 했습니다. 과학자들은 실험대상자들이 드라마를 보는 동안 뇌혈류를 측정하고, 기능성 자기공명영상(fMRI)을 촬영했습니다. 시청이 끝낸 뒤 실험참가자들이 내용을 설명하며 기억을 회상할 때 다시 한번 뇌혈류와 fMRI를 측정했습니다. 줄거리를 설명하는 시간은 사람마다 차이가 있었지만 등장인물들의 의상이나 대사, 배경의 색깔 등을 설명할 때 활성화하는 뇌 부위가 대부분 일치했다고 합니다. 전체적인 줄거리 같은 낮은 수준의 기억을 꺼낼 때는 해마, 소뇌, 편도체 등이 활동했고, 복잡하고 세부적인 사항을 기억할 때는 후방내측 전두엽피질과 전(前)전두엽피질이 활성화했다는 것입니다. 이번 연구결과는 사람들이 기억을 할 때는 정도의 차이가 있을 뿐 기억의 궁전을 만들어 활용하며 그 궁전의 위치는 비슷하다는 것을 보여주는 것입니다. 과학자들은 알츠하이머 같이 기억과 관련한 퇴행성 뇌질환이 시작되면 정보의 입출력이 기억의 궁전에서 체계적으로 이뤄지지 못하기 때문에 이번 연구결과를 알츠하이머 예측에도 활용할 수 있을 것으로 보고 있습니다. 자동차 키를 어디에 놨는지 몰라 주머니와 가방을 뒤적거리고 외출 후 도시가스 밸브를 제대로 잠궜는지 기억하지 못해 안절부절못하는 일반인들은 선명한 기억력을 갖고 싶어합니다. 그렇지만 자신이 보고 듣고 경험한 모든 것을 또렷하게 기억하는 것은 일종의 재앙입니다. 의지와 상관없이 자신의 경험을 세밀히 기억하는 과잉기억증후군은 과거를 잊지 못하고 계속 상기하는 외상후스트레스장애(PTSD)의 일종이랍니다. 모든 것을 기억하는 완벽한 사람보다는 가끔은 깜박깜박하는 기억력을 갖는 것이 더 인간적으로 느껴지기도 합니다. 물론 청문회장에서 ‘모른다’로 일관하는 기억상실증 환자들은 혐오감과 짜증만 유발시킬 뿐이지 말입니다. edmondy@seoul.co.kr

인류의 시선이 달을 넘어 화성으로 향하고 있다. 지난 9월 멕시코 과달라하라에서 열린 국제우주대회(IAC)에서 테슬라·스페이스X의 최고경영자인 일론 머스크는 ‘화성 식민지 개척’을 선언했다. 2018년 무인 화성탐사선을 발사하고 2022년 유인 화성 탐사선을 보내겠다는 계획이었다. 이어 10월에는 ‘100년 안에 100만명을 화성으로 보내겠다’는 구체적인 목표까지 제시했다. 비단 머스크뿐 아니라 미국과 유럽, 중국, 일본, 러시아 같은 전통적 우주선진국들이 지금 화성 탐사에 앞을 다투고 있다. 단순한 과학적 호기심을 넘어 ‘제2의 지구’를 찾겠다는 게 목표다. 그런데 화성으로 가는 길이 생각만큼 쉽지는 않을 모양이다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’가 이달 초 화성과 그 너머 우주공간을 여행할 때 발생할 수 있는 5가지 걸림돌을 지적했다. 바로 ▲우주방사선 ▲고독감 ▲우주곰팡이 ▲미세중력 ▲인적 오류다. 1 우주방사선대기권 등 보호막 없어 피폭 우주방사선은 태양 흑점폭발로 인해 발생하는 태양방사선(SEP)과 초신성 폭발과 같이 태양계 밖에서 생기는 은하방사선(GCR)을 말한다. 지구는 지자기와 대기권으로 감싸여 있기 때문에 지표면과 사람에게 미치는 영향은 미미하지만 우주 밖에서는 이런 보호막이 전혀 없기 때문에 우주방사선에 그대로 노출될 수밖에 없다. 실제로 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 의대 연구진은 지난 10월 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 생쥐를 이용한 실험을 통해 6개월 이상 우주방사선에 노출될 경우 전두엽 피질의 뉴런 연결과 중추신경계의 밀도가 약해지고 뇌세포에 변형이 발생해 기억력 저하와 치매 같은 각종 인지기능 장애를 겪을 수 있다는 연구결과를 발표했다. 2 고독감고립된 공간·장시간 여행 탓 좁은 공간에 갇혀 먼 거리를 오랜 시간 여행할 경우 생기는 고독감도 큰 걸림돌이다. 미국항공우주국(NASA)의 지원으로 국제우주정거장(ISS)에서 우주비행사들과 함께 생활하며 그들의 행동을 관찰한 미국의 문화인류학자 잭 스투스터 박사는 “우주선에서는 행동과 심리적 제약으로 인해 지구에서라면 하찮았을 것조차 사람을 괴롭히고 미치게 만드는 요인이 될 수 있다”는 보고서를 발표하기도 했다. 러시아와 유럽우주기구, 중국이 공동으로 2007년부터 2011년까지 우주공간과 유사한 환경을 만들어 실험자들을 생활하도록 한 ‘마스 500’ 프로젝트나 나사가 하와이에 화성 기지를 모방한 돔 모양 구조물을 설치하고 과학자 6명을 상주시킨 ‘하이 시즈’ 프로젝트도 고립된 공간에서는 나타날 수 있는 인간의 변화를 관찰하기 위한 것이었다. 3 곰팡이면역력 약화돼 병원균 감염 높아 또 다른 우주여행의 문제는 ‘곰팡이’다. 달 탐사를 위한 아폴로 계획이 시작될 때 이미 일부 미생물이 극저온과 고온, 높은 방사선 환경에서도 살아남을 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 우주공간에서는 인체 면역력도 약화하기 때문에 바이러스나 박테리아 같은 병원균에 쉽게 감염될 수 있는 만큼 우주선은 청정공간으로 설계돼야 한다. 이와 관련, 미국 위스콘신메디슨대 연구진은 국제우주정거장(ISS) 내에서도 지구에서 쉽게 발견되는 ‘아스페르길루스 푸미가투스’라는 곰팡이가 서식할 수 있다는 사실을 밝혀내고 지난 10월 말 미국 생물학회에서 발간하는 학술지에 발표했다. 호흡기관을 통해 침투해 폐렴을 비롯한 각종 호흡기 질환을 유발시키는 것으로 알려진 이 곰팡이는 우주 공간 내에서 변이를 일으켜 인체에 더 심각한 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 4 미세중력뼈·근육 약화시켜 디스크 우려 무중력에 가까운 미세중력은 우주비행사의 뼈와 근육을 약화시켜 각종 디스크 질환을 쉽게 일으킬 뿐만 아니라 시신경과 안구에도 영향을 미쳐 시력 약화를 가져온다는 사실도 우주여행의 걸림돌 중 하나다. 우주인들은 근육 손실을 막기 위해 매일 2시간 정도 운동을 하도록 권고받지만 골밀도가 낮아지는 것은 운동으로도 막지 못한다. 5 인적 오류예측가능한 위험 철저한 대비를 이와 함께 우주여행 과정에서 발생할 수 있는 각종 위험에 대한 사소한 판단오류 또한 화성탐사에 있어서 가장 치명적이면서 예측하기 어려운 문제라고 사이언스는 지적했다. 우주 과학자들은 “영화 ‘마션’의 주인공처럼 예측 가능한 위험에 철저히 대비하고 과거의 자료를 통해 오류를 줄일 수 있다면 화성 탐사뿐만 아니라 그 너머의 공간 여행까지도 안전하게 떠날 수 있을 것”이라고 말했다. 문제는 ‘마션’의 주인공이 현실이 아니라 스크린 속에 존재한다는 점일 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

눈을 뗄 수 없는 스릴과 숨 막히는 반전, 촘촘한 플롯, 책을 덮는 순간까지 계속되는 작가와 두뇌싸움. 추리소설은 이런 매력으로 오랫동안 독자들의 사랑을 받아왔습니다. 추리소설을 읽는 또 다른 이유는 복잡하게 얽힌 사건을 막힘없이 풀어내는 탐정 때문이기도 합니다.1841년 에드거 앨런 포가 만들어 낸 최초의 사설탐정 오귀스트 뒤팽을 시작으로 175년 동안 수많은 탐정들이 등장했습니다. 그 중 가장 유명한 탐정은 코넌 도일의 셜록 홈스가 아닐까 싶습니다. 셜록 홈스는 영국 BBC 드라마, 로버트 다우니 주니어가 주연한 영화 등 최근까지도 수많은 영화와 드라마 속에서 재탄생하고 있으니까요. 이 셜록 홈스는 추리소설 마니아들뿐만 아니라 과학자들에게도 영감을 주고 있습니다. BBC 드라마 ‘셜록’에 등장한 ‘기억의 궁전’(mind palace) 기법을 사람들이 무의식적으로 사용하고 있다는 연구가 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 5일자에 실렸습니다. 이 연구에는 미국 프린스턴대와 존스홉킨스대, 스탠퍼드대, 캐나다 토론토대의 뇌신경과학자들이 참여했습니다. 기억의 궁전은 머릿속에 궁전이나 집 같은 가상의 공간을 만들고 여러 개의 방으로 나눈 다음 외부에서 들어오는 정보를 시각적 이미지로 바꿔 카테고리별로 각 방에 저장하는 기억법입니다. 홈스뿐만 아니라 역사 속의 여러 인물들도 사용했던 기억법으로 훈련을 통해 익힐 수 있는 것으로 알려져 있기도 합니다. 연구팀은 ‘셜록’ 시리즈를 한번도 보지 않은 18~26세의 남녀 참가자 22명에게 드라마 ‘셜록’ 시즌 1의 첫 번째 에피소드 ‘분홍색 연구’를 시청하도록 했습니다. 과학자들은 실험대상자들이 드라마를 보는 동안 뇌혈류를 측정하고, 기능성 자기공명영상(fMRI)을 촬영했습니다. 시청이 끝낸 뒤 실험참가자들이 내용을 설명하며 기억을 회상할 때 다시 한번 뇌혈류와 fMRI를 측정했습니다. 줄거리를 설명하는 시간은 사람마다 차이가 있었지만 등장인물들의 의상이나 대사, 배경의 색깔 등을 설명할 때 활성화하는 뇌 부위가 대부분 일치했다고 합니다. 전체적인 줄거리 같은 낮은 수준의 기억을 꺼낼 때는 해마, 소뇌, 편도체 등이 활동했고, 복잡하고 세부적인 사항을 기억할 때는 후방내측 전두엽피질과 전(前)전두엽피질이 활성화했다는 것입니다. 이번 연구결과는 사람들이 기억을 할 때는 정도의 차이가 있을 뿐 기억의 궁전을 만들어 활용하며 그 궁전의 위치는 비슷하다는 것을 보여주는 것입니다. 과학자들은 알츠하이머 같이 기억과 관련한 퇴행성 뇌질환이 시작되면 정보의 입출력이 기억의 궁전에서 체계적으로 이뤄지지 못하기 때문에 이번 연구결과를 알츠하이머 예측에도 활용할 수 있을 것으로 보고 있습니다. 자동차 키를 어디에 놨는지 몰라 주머니와 가방을 뒤적거리고 외출 후 도시가스 밸브를 제대로 잠궜는지 기억하지 못해 안절부절못하는 일반인들은 선명한 기억력을 갖고 싶어합니다. 그렇지만 자신이 보고 듣고 경험한 모든 것을 또렷하게 기억하는 것은 일종의 재앙입니다. 의지와 상관없이 자신의 경험을 세밀히 기억하는 과잉기억증후군은 과거를 잊지 못하고 계속 상기하는 외상후스트레스장애(PTSD)의 일종이랍니다. 모든 것을 기억하는 완벽한 사람보다는 가끔은 깜박깜박하는 기억력을 갖는 것이 더 인간적으로 느껴지기도 합니다. 물론 청문회장에서 ‘모른다’로 일관하는 기억상실증 환자들은 혐오감과 짜증만 유발시킬 뿐이지 말입니다. edmondy@seoul.co.kr

전 세계에서 일어나는 신기한 일들을 모아 방영하는 TV 프로그램이나 잡지를 보다 보면 간혹 천국을 경험했다거나 직접 신을 만났다는 얘기들이 나온다. ●뇌 보상중추 과잉 활성화로 나타나 이를 두고 뇌과학자들이 종교적 해석과 별개로 이런 체험들이 사실은 ‘뇌’에서 발생하는 전기자극으로 인해 만들어진 ‘가상현실 체험’이라는 연구 결과를 내놨다. 미국 유타대 생명공학과, 하버드대 뇌과학센터, 매사추세츠종합병원 신경과 공동연구진은 영적, 종교적 체험이 실제로는 뇌의 보상중추가 과잉 활성화되면서 나타나는 현상이라는 사실을 밝혀내고 신경과학 분야 국제학술지 ‘소셜 뉴로사이언스’ 30일자에 발표했다. 연구진은 특히 이 같은 종교적 체험은 뇌의 보상중추가 자극되면서 나타나는 사랑이나 도박, 음악, 약물에 중독되는 것과 비슷한 현상이라고 강조했다. 연구진은 유타주에서 활성화돼 있는 ‘예수그리스도 말일성도교회’ 일명 몰몬교를 믿는 19명의 독실한 남녀 신자를 대상으로 종교적 체험이 가능한 환경을 만든 뒤 종교적 체험과 관련한 설문조사와 뇌에서 어떤 반응이 일어나는지 알기 위한 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 실시했다. 연구진은 실험 대상자들이 영적 체험을 할 수 있도록 6분 동안 교회와 관련돼 있는 시청각 자료를 보도록 한 뒤 8분 동안 종교 지도자들의 강연을 듣게 했다. 그다음 8분 동안 경전을 소리 내어 읽도록 하고 12분 동안 종교적 체험을 한 사람들의 간증을 시청하게 한 뒤 8분 동안 경전의 다른 부분을 독송하도록 했다. 그 결과 실험 참가자 대부분이 영적 체험을 했다고 답변했고 종교적 행복감을 느끼는 순간 전전두엽 피질이 활성화되는 것이 관찰됐다. 전전두엽 피질은 감정 조절을 담당하는 뇌 부위로, 이상이 발생할 경우 우울감과 무기력감을 느끼게 된다. 전문가들은 동양권 종교들에서 명상을 강조하는 이유도 전전두엽 부위를 활성화시키기 위한 것이라고 지적했다. 특히 연구진은 영적 체험을 느끼는 1~3초간 뇌의 보상중추가 강하게 반응한다는 사실을 밝혀냈다. 쾌감중추라고도 불리는 보상중추가 자극되면 도파민 분비가 증가해 즐거움과 행복감을 느끼게 해 주는 것으로 알려져 있다. 또 영적 체험을 쉽게 느끼는 이들은 신이나 최후의 심판 같은 추상적인 개념에 쉽게 자극을 받는 성향을 갖고 있다는 사실도 밝혀졌다. ●“뇌, 정신적 부분까지 영향 끼쳐” 제프리 앤더슨 유타대 생명공학과 교수는 “기독교 같은 서구 종교에서 영적 체험에 대한 연구는 이번이 처음”이라며 “이번 연구는 뇌가 정서적, 인지적 영향력뿐만 아니라 영혼이라고 하는 정신적 부분에까지 영향을 미치고 있다는 사실을 보여 준다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr