순서 지켜야 쾌감 느끼는 실험 쥐들 차례 대기 규칙 설정·수행예수나 부처처럼 성인이 아니고 공자나 맹자처럼 드높은 이상을 가진 사상가도 아닌 보통 사람들은 코앞의 이익 때문에 멀리까지 못 보는 경우가 많습니다. 흔히 ‘나만 아니면 돼’ 또는 ‘나만이어야 해’라는 마음속 깊은 곳에 자리잡은 이기심 때문에 단기적 이익에 매달리는 경우가 많습니다. 영화나 소설에서도 눈앞의 이익을 쫓다가 목숨을 잃거나 다치는 장면이 자주 등장합니다. 관객들은 그런 장면을 접할 때마다 안타까워하면서도 대놓고 비난하지 못합니다. 바로 누구나 내면에 그런 본성이 잠자고 있기 때문이 아닌가 싶습니다. 사실 인간을 비롯한 많은 생물체들이 지구라는 공간에서 북적거리며 살다 보니 한정된 자원을 놓고 다른 개체들과 갈등 상황에 놓이는 것은 당연한 일입니다. 개인 간 분쟁뿐만 아니라 국가나 민족 간 전쟁도 쌓여 있던 갈등이 폭발하면서 발생하는 것입니다. 다양한 분야의 학자들은 한정된 자원을 놓고 서로 이득이 되고 갈등을 피할 수 있는 방법을 이야기하고 있습니다. 그중 진화생물학에서는 갈등 상황에서는 상호 간 타협 가능한 규칙을 만들어 질서를 지키도록 한다면 서로의 이익을 늘릴 수 있다고 설명하고 있습니다. 영국의 진화생물학자이자 수리생물학자인 존 메이너드 스미스가 ‘부르주아 전략’이라고 부른 이 개념은 자원 독점을 위해 무조건 싸우거나 회피하는 것보다는 두 전략을 적절히 혼합한 전략이 생존에 도움이 된다는 어찌 보면 ‘뻔한’ 소리입니다. 그렇지만 놀랍게도 생물학자들은 나비나 실잠자리, 거미류 등이 실제로 부르주아 전략을 활용한다는 사실을 발견했습니다. 최근 국내 연구진은 대표적인 실험동물인 생쥐들도 이런 전략적 행동을 한다는 사실을 처음으로 확인했다고 합니다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성연구단 신희섭 단장팀은 생쥐들이 눈앞에 놓인 당장의 이익을 참고 규칙을 지킴으로써 장기적 이익을 얻으려는 전략적 행동을 구사한다는 것을 관찰하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 8일자로 발표했습니다. 연구팀은 한 쌍의 생쥐에게 뇌의 쾌락중추를 자극하는 헤드셋을 씌운 뒤 3칸으로 나누어진 상자에 넣었습니다. 실험을 시작할 때 생쥐들은 상자의 가운데 구역에 있다가 좌우 양쪽구역(보상구역) 중 불이 켜진 곳으로 들어가면 쾌감을 느끼도록 했습니다. 조명이 켜진 쪽으로 들어가면 쾌감을 느끼도록 했지만 한 번에 두 마리가 동시에 들어가면 자극이 꺼지도록 장치를 했습니다. 연구팀은 생쥐들이 반복 학습을 통해 쾌감을 얻기 위해서는 보상구역에 들어가야 하고 동시에 들어가면 안 된다는 것을 인식하도록 만들었습니다. 그 결과 동료 생쥐가 보상구역에서 쾌감을 느끼고 있을 때 다른 생쥐는 같은 구역으로 진입하지 않는다는 사실을 확인했습니다. 다른 쪽 보상구역에서 불이 켜지기를 기다렸다가 들어가는 것이었습니다. 같은 보상구역에 들어가 상대의 보상 기회를 방해하지 않고 기다리다가 자신의 차례를 기다리는 일종의 사회적 행동규칙을 만들어 수행한 것입니다. 더군다나 연구팀은 생쥐가 규칙을 지키는 것은 몸무게나 크기 같은 외형이나 생쥐 간 친밀도, 학습능력, 습관적인 방향 선호도 같은 개인적 성향과도 무관하다는 것도 확인했습니다. 눈앞의 이익 때문에 ‘나 하나쯤이야’ 하는 생각으로 규칙을 무시하는 사람들이 점점 늘고 있습니다. 이런 상황에서 개체의 단기적 이익을 포기하고 규칙을 지키며 집단의 이익을 도모하는 생쥐의 행동은 ‘각자도생’이라는 구호를 앞세우고 노골적인 경쟁을 부추겨 ‘헬조선’이라는 말이 일상화된 한국 사회에 시사하는 바가 큰 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

우리는 매일 ‘안녕하세요’라고 안부를 묻는 인사를 한다. ‘안녕’이란 말은 ‘특별한 일이 없이 편안하다’라는 뜻으로 사기 등 중국 고서에도 등장하는 말이라고 한다. 우리나라 사람들은 누군가 만날 때 늘 상대방이 편안한지 서로 묻고 있는 셈이다. 어쩌면 우리는 안녕의 대척점에 있는 ‘불안’을 늘 생각하고 사는 것인지도 모르겠다. 불안은 ‘편안하지 않음’이라는 부정어 형태의 단어인 반면 영어권에서는 ‘anxiety’라는 직접적인 의미의 단어가 있다. 이는 ‘angh’라는 그리스어 어근을 기원으로 하는데, 물리적으로 꽉 조여서 아픈 상태를 의미하는 것으로 보아 불안의 개념이 좀더 물리적이고 구체적인 것 같다. 그럼 뇌과학은 이런 불안을 어떻게 바라보고 있을까. 불안은 감지된 위험이 있을 때 울리는 경보시스템으로서 고등동물에 발달돼 있다. 하지만 불안이 과도하게 활성화되면 경보장치가 지나치게 자주 작동하고 안전한 상황에서조차 경보장치를 끌 수 없게 되기도 한다. 이런 상태를 일컫는 진단이 ‘불안장애’다. 불안장애에서 공통적으로 보이는 특징 중 하나는 강한 자율신경계 반응이다. 위험을 감지하면 우리 뇌는 긴장신호를 만들어 내고 비상 상태에 대응할 수 있도록 몸 상태를 준비시킨다. 이런 상태를 소위 ‘투쟁 도주 반응’으로 부르기도 한다. 즉, 맞서 싸우거나 사력을 다해 도망을 갈 수 있도록 준비하는 것이다. 심장이 빨리 뛰고 호흡이 빨라지며 식은땀이 나고 침이 마르게 된다. 특히 공황장애 환자는 금방이라도 죽을지 모르겠다고 느끼며 병원 응급실로 오는 경우도 드물지 않다. 불안이 없다면 좀더 편하게 살 수 있지 않을까. 그러나 적절한 불안이 생존에 유리하다는 것을 보여주는 좋은 예가 있다. ‘톡소플라스마’라는 기생충은 고양이를 최종 숙주로 삼고 중간 숙주는 쥐다. 신기하게도 톡소플라스마에 감염된 쥐는 고양이를 두려워하지 않게 된다. 결과적으로 최종 숙주인 고양이에게 잡혀 먹히기 쉬운 상태가 되는 것이다. 로버트 새폴스키 미국 스탠퍼드대 교수는 이런 점에 주목해 톡소플라스마에 감염된 쥐의 뇌구조를 살펴봤고 편도체에서 많은 수의 톡소플라스마가 발견됐다. 불안을 유발하는 뇌구조를 좀더 살펴보자. 앞서 거론한 편도체와 더불어 전전두엽, 해마 등이 불안과 관련된다. 이들 기관은 현재, 미래, 과거의 정보를 처리하는 뇌 부위다. 즉각적인 위험을 감지하는 것은 현재의 일이다. 이 정보의 처리는 편도체가 담당한다. 생존을 위협하는 위험이 나타나면 시상에서는 즉시 위험신호를 편도체로 보낸다. 다만 편도체에는 제동장치가 필요하다. 내측 전전두엽이 그 기능을 한다. 감지된 위험을 인지적으로 해석하고 미래를 예측해 편도체를 진정시키는 기능이다. 과거 기억은 해마에 저장돼 있다. 해마는 편도체와 긴밀하게 신호를 주고받으며 과거 위험을 상기시켜 준다. 위험한 일이 반복될 때 강한 불안 반응을 일으켜 즉각적으로 위험을 피할 수 있게 하는 안전장치다. 마크 길버트슨 미국 하버드의대 박사는 해마 크기가 작은 사람이 전투를 경험하면 ‘외상후 스트레스 장애’ 발생 가능성이 높아진다는 사실을 밝혀냈다. 불안은 양날의 칼과 같다. 적절하면 생존에 도움이 되지만 지나치게 약하거나 강하면 오히려 생존에 방해가 되기도 한다. 우리는 예측할 수 없는 삶이 불안하고 일자리가 없어 불안하다. 추석 연휴 기간 서로의 마음을 보듬어 주면서 조금이나마 불안을 줄이고, 더 건강한 마음으로 삶의 자리에 돌아올 수 있기를 기원한다.

꿀벌이 선보이는 오차 없는 비행을 가능하게 한 ‘뇌의 비밀’이 밝혀졌다. 영국 인디펜던트 5일(현지시간) 보도에 따르면 에딘버러대학과 스웨덴 룬드대학 공동연구팀은 꿀벌의 두뇌에 정보를 전달하는 뉴런이 방향과 거리의 변화를 기억하고 꿀벌이 가장 빠르고 정확하게 벌집으로 돌아올 수 있음을 발견했다. 꿀벌들은 그들의 시야를 사용하여 비행하지만, 다시 벌집으로 돌아올 때, 쌀알보다 작은 크기의 벌들의 두뇌에 실제로 어떤 일이 일어나는지는 거의 알려지지 않았다. 공동연구팀은 연구저널 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호에 이번 연구 결과를 발표했다. 공동연구팀은 야행성 열대우림 벌의 뇌를 연구 관찰했다. 그들은 꿀벌의 머리에 작은 전극을 부착하여 신경 기능을 모니터링했다. 곤충들이 앞으로 날아갈 때 또는 회전할 때 보이는 가상 현실 시뮬레이션을 관찰했다. 그 결과 연구팀은 곤충의 뇌에서 ‘중심복합체’라고 불리는 속도와 방향을 감지하는 뉴런을 발견했다. 이 중심복합체는 개미, 꿀벌 등의 비행 시스템을 제어한다. 이와 함께 꿀벌 뇌에 대한 현미경 관찰 연구를 진행한 연구팀의 연구 결과는 꿀벌 뇌의 신경 세포가 어떻게 연결되어 있는지 확인했으며, 꿀벌의 두뇌에 대한 상세한 컴퓨터 모델을 개발하는 데 사용됐다. 에딘버러대학 정보학부 바바라 웹 교수는 “이 연구에서 가장 흥미로운 부분은 신경 세포들 사이를 연결하는 ‘스파게티’와 같은 컴퓨터 모델링이 꿀벌의 위치를 ​​추적하고 집으로 돌아간다는 사실을 밝혀낸 점”이라면서 “단일 뉴런 수준에서의 이러한 복잡한 행동을 이해하는 것은 뇌 기능 과학에 중요한 단계”라고 말했다. 과학자들은 이 연구를 토대로 GPS나 값비싼 컴퓨터 시스템을 필요로하지 않는 자율 로봇에서의 새로운 탐색 알고리즘 개발을 이끌어낼 수 있기를 기대하고 있다. 박록삼 기자 youngtan@seoul.co.kr

더위 혹은 추위를 못 견디는 사람 모두에게 안성맞춤인 ‘체온 조절용’ 손목시계가 나왔다.최근 영국 데일리메일은 최근 미국의 대표적 크라우드펀딩 서비스인 킥스타터에서 인기몰이 중인 손목 시계 ‘에어컨 워치’를 소개했다. 홍콩 회사 에어컨워치가 디자인한 이 시계는 사용자들의 손목을 따뜻하게 혹은 차갑게 해 몸 전체의 온도가 올라가거나 내려간 듯한 느낌을 준다. 이는 신체 한 부분에서의 작은 온도 변화가 몸 전체의 온도를 바꾼다는 전제에 근거를 두고 있다. 실리콘 소재의 시계 끈에는 추울 때와 더울 때의 맥박을 전달하는 장치가 있는데, 이 맥박들이 체온을 조절하는 뇌의 신호와 충돌해 신경계에 혼란을 줌으로써 시계는 신체 온도에 변화를 일으킨다. 회사 측은 “비밀은 끈에 있다”며 “끈에는 클리마콘 기술이 포함된 소형 장치가 달려 있는데, 인체의 온도를 최대한 잘 전달하기 위해 감각 신경과 가까운 손목 안쪽에 두었다. 시계는 온도나 계절, 시간대에 상관없이 사용할 수 있다”고 설명했다. 이어 “제품을 개발한 이유 중 하나가 홍조가 자주 발생하는 폐경기 여성을 돕기 위해”라면서 “폐경기를 겪는 여성을 비롯해 직장인, 운동선수 등 다양한 사람들이 사용할 수 있을 것”이라고 전했다. 시계는 유기발광다이오드(OLED) 화면을 특징으로 하며, 배터리 크기가 400mAh에 달해 8시간 동안의 난방 효과와 7시간의 냉각 효과를 제공한다. 에어컨 워치는 킥스타터 모금 캠페인을 통해 1000명이 넘는 후원자로부터 이미 8만 4000달러(약 9500만원)를 모았다. 구매 가능한 시기가 분명치 않지만 제품 하나당 판매가는 75달러(약 8만 4800원) 정도 될 것으로 예상된다. 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

더위 혹은 추위를 못 견디는 사람 모두에게 안성맞춤인 ‘체온 조절용’ 손목시계가 나왔다. 18일(현지시간)영국 데일리메일은 최근 미국의 대표적 크라우드 펀딩 서비스인 킥스타터에서 인기몰이 중인 손목 시계 ‘에어컨 워치’(Aircon Watch)를 소개했다. 홍콩 회사 에어컨 워치가 디자인한 이 시계는 사용자들의 손목을 따뜻하게 혹은 차갑게 해 몸 전체의 온도가 올라가거나 내려간 듯한 느낌을 준다. 이는 신체 한 부분에서의 작은 온도 변화가 몸 전체의 온도를 바꾼다는 전제에 근거를 두고 있다. 실리콘 소재의 시계 끈에는 추울때와 더울때의 맥박을 전달하는 장치가 있는데, 이 맥박들이 체온을 조절하는 뇌의 신호와 충돌해 신경계에 혼란을 줌으로써 시계는 신체 온도에 변화를 일으킨다. 회사 측은 “비밀은 끈에 있다”며 “끈에는 클리마콘(ClimaCon) 기술이 포함된 소형 장치가 달려있는데, 인체의 온도를 최대한 잘 전달하기 위해 감각 신경과 가까운 손목 안쪽에 두었다. 시계는 온도나 계절, 시간대에 상관없이 사용할 수 있다”고 설명했다. 이어 “제품을 개발한 이유 중 하나가 홍조가 자주 발생하는 폐경기 여성을 돕기 위해서”라며 “폐경기를 겪는 여성을 비롯해 직장인, 운동선수 등 다양한 사람들이 사용할 수 있을 것”이라고 전했다. 시계는 유기 발광 다이오드(OLED)화면을 특징으로 하며, 배터리 크기가 400mAh에 달해 8시간 동안의 난방 효과와 7시간의 냉각 효과를 제공한다. 에어컨 워치는 킥스타터 모금 캠페인을 통해 1000명이 넘는 후원자로부터 이미 8만4000달러(약 9500만원)을 모았다. 구매가능한 시기가 분명치 않지만 구매비용은 75달러(약 8만4800원)정도가 들 것으로 예상된다. 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

인도의 유명 TV 진행자였던 여성이 야자수에 깔려 숨지는 사고가 발생했다. 22일(현지시간) 영국 데일리메일은 지난 20일 인도 뭄바이 외곽 샹뷔르에서 요가 수업을 마치고 귀가 중이던 유명 TV 진행자였던 칸찬 나트(Kanchan Nath·58)가 야자수 나무에 맞아 사망했다고 보도했다. 지난 목요일 오전 8시. 인도 국영방송인 도어다산(Doordarshan) 채널의 전직 진행자 칸찬은 파란색 운동복 차림으로 요가 수업을 마치고 귀가하던 중 약 8m 크기의 코코넛 야자수가 갑자기 쓰러지며 그녀를 덮쳤다. 나무에 깔려 꼼짝 못한 칸찬을 발견한 주변 상인들과 행인들은 급히 뛰어와 야자수를 들어 올려 그녀를 구조했다. 치명적인 내상과 골절을 입은 칸찬은 사고 직후 병원으로 이송됐지만 22일 아침 결국 뇌손상으로 사망했다. 사고 당시 구조에 참여한 아르준 싱(Arjun Singh)은 “사람들이 여기저기서 소리를 지르며 도움을 요청하는 사이 땅바닥에 쓰러진 여인을 보았다”며 “주변에서 누군가가 쓰러진 여인이 ‘칸찬’이라고 말하기 전까지 그녀인 줄 몰랐으며 알게 된 이후 큰 충격을 받았다”고 전했다. 칸찬의 남편 라자트(Rajat)는 쓰러질 위험이 있는 야자수를 자를 수 있는 허가를 거부해 온 브리한뭄바이 지방자치단체(Brihanmumbai Municipal Corporation)를 비난했다. 하지만 브리한뭄바이 지방자치단체장 아샤 마라테(Asha Marathe)는 “해당 공무원의 조사 결과 야자수의 상태가 양호했기 때문에 허가를 내주지 않았다”고 반박했다. 칸찬의 비보를 들은 동료 앵커 렉카 라오(Rekha Rao)는 “우리 음악계의 유명한 진행자를 잃었으며 항상 당신을 그리워할 것”이라고 애도를 표했다. 이달 말 개최될 예정이었던 랑만치 음악 시상식 주최측은 “스태프들과 다른 모든 회원들이 칸찬의 비극적인 소식에 충격을 받았으며 랑만치 음악 시상식을 잠시 연기하기로 결정했다”고 전했다. 사진·영상= DD News youtube 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

단 하루라도 깊은 잠을 못 자면 치매의 일종인 알츠하이머병과 관련한 뇌 속 단백질이 증가한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 워싱턴대 세인트루이스캠퍼스의 요-엘 주 박사가 이끄는 국제 연구진이 35~65세 건강한 성인남녀 17명을 대상으로 한 연구를 통해 깊은 잠 이른바 서파수면을 방해하면 알츠하이머 관련 단백질 2종 ‘아밀로이드’와 ‘타우’ 단백질 수치가 증가하는 것을 알아냈다고 뇌 저널(journal Brain) 최신호(10일자)에 발표했다. 즉 숙면은 신체가 이런 단백질을 제거하는 데 도움을 줄 수 있다는 것. 연구진은 이 연구가 수면 부족이 알츠하이머의 직접적인 원인임을 보여준 것은 아니지만, 치매 원인이라는 퍼즐의 한 조각을 맞춘 것으로 보고 있다. 기존 여러 연구에서도 수면 부족은 치매 중에서도 특히 알츠하이머의 조기 발병과 연관성이 깊은 것으로 나타났다. 또한 지난주 신경학 저널(journal Neurology)에 실린 한 연구에서는 알츠하이머 환자의 뇌에 축적되는 단백질인 아밀로이드의 수치가 수면 부족으로 증가하는 것이 확인됐다. 이번 연구는 수면에서 가장 중요한 단계인 서파수면과 알츠하이머 관련 단백질 사이의 관계를 확인했다. 주 박사는 미국 NBC 뉴스와의 인터뷰에서 “우리가 한 일은 실험 참가자들이 정상적인 시간 동안 자도록 했지만 깊은 잠은 못 자도록 방해했다. 이렇게 서파수면만을 방해해도 참가자들의 아밀로이드 수치는 여전히 증가했다”면서 “따라서 이는 깊은 수면은 아밀로이드 수치를 줄이는 데 중요하다는 것을 보여준다”고 말했다. 알츠하이머병은 현재 미국에서만 500만 명 이상이 앓고 있고 앞으로 인구가 늘어날수록 환자 수는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 하지만 이 질병을 치료할 방법은 없고 지금까지 나온 약물 역시 그다지 효과가 없다. 도네제필(Donezepil)로도 알려진 아리셉트(Aricept)나 나멘다(Namenda) 등의 치료제는 한동안 알츠하이머의 증상을 완화할 수 있지만, 이 질병의 악화를 늦추지 못하는 것이다. 또한 치매를 예방할 확실한 방법은 확인되지 않았지만, 운동과 건강식, 특정 뇌 훈련, 그리고 혈압 조절 등 여러 가지 방법이 효과적일 수 있다. 물론 아직 충분한 숙면이 알츠하이머 예방에 도움이 된다는 것이 입증된 것은 아니다. 하지만 몇 년 전부터 치매 발병으로 이어진 많은 사람은 수면 부족을 호소해왔다는 점에서 수면과 알츠하이머가 어느 정도 관계하고 있다고 봐도 무방한 것이다. 연구진은 이 연구를 위해 실험실에서 참가자들의 수면을 통제했다. 참가자 절반은 정상적인 수면이 허용됐지만, 나머지는 얕은 수면만 취할 수 있었다. 이에 대해 주 박사는 “얕은 수면을 해야 했던 참가자들이 깊은 수면에 들어서면 삐 소리를 들려줘 이들이 이런 서파수면에서 빠져나올 때까지 그 소리를 점점 키웠다”면서 “그 소리는 매우 심했다”고 회상했다. 또한 이런 소리를 듣는다고 해서 잠에서 완전히 깨는 것이 아니라서 참가자들은 깊은 잠이 중단됐다는 것을 인지하지 못했다. 그 결과, 사람들은 서파수면을 방해받았을 때 아밀로이드 수치가 약 10%까지 증가하는 것으로 나타났다. 또한 연구진은 참가자들이 실험실이 아닌 집에 가서 잠을 잘 때의 상황도 분석했다. 일주일 동안 집에서 수면의 질이 떨어진 참가자들은 알츠하이머 관련 타우 단백질의 수치가 높은 것으로 나타났다. 이에 대해 주 박사는 “타우 수치는 아밀로이드 수치보다 더 늦게 변하므로, 하룻밤의 수면 방해로 타우 수치가 변하지 않았다는 사실에 우리는 놀라지 않았다”면서 “하지만 참가자들이 집에서 여러 번 잠을 못 잤을 때 우리는 타우 수치의 증가를 볼 수 있었다”고 설명했다. 아밀로이드는 뇌에서 자연적으로 생성되며 이는 ‘플라크’로 불리는 덩어리를 형성할 수 있다는 것을 연구자들은 알고 있다. 플라크가 더 많은 사람은 종종 기억과 사고에 문제가 있고 치매가 있지만 항상 그런 것은 아니다. 따라서 아밀로이드와의 연관성은 명확하지 않다고 주 박사는 설명한다. 또한 그녀는 “수면 방해는 뇌 활동을 높여 아밀로이드 생성을 늘릴 수 있다”면서 “아밀로이드는 시냅스(뇌의 신경세포 연결부)가 손상될 때마다 뇌세포에서 나온다”고 말했다. 휴식을 취할 때는 아밀로이드가 나오지 않으므로 깊은 잠을 자는 동안 과도한 아밀로이드 수치를 낮출 수 있다고 주 박사는 추정한다. 주 박사는 “사람들이 기분 좋게 깊은 잠이 들어 일정 시간 정상적인 청소 메커니즘이 작동하면 아밀로이드 수치가 감소한다”면서 “몇 년 동안 그 수치가 높아지면 녹지 않는 플라크 덩어리가 형성될 가능성이 크다”고 설명했다. 실제로 쥐를 대상으로 한 연구에서는 아밀로이드의 플라크가 형성하는데 아밀로이드의 수치가 약 10%만 더 증가해도 충분한 것으로 나타났다. 이제 연구진은 수면 장애의 일반적인 원인인 폐쇄성 수면 무호흡증을 치료하면 사람들의 서파수면을 개선하고 아밀로이드 수치 감소에 영향을 줄 수 있는지 연구할 계획이다. 수면 무호흡증이 있으면 치매 발병 위험이 더 크기 때문이다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

●언어학습 돕는 별모양 유전자 발견 한국과학기술연구원(KIST·원장 이병권) 이창준 박사와 이화여대 류인균·김지은 뇌인지과학과 교수 공동연구팀은 뇌와 척수에 있는 별모양 세포의 유전자가 언어 학습 능력에 중요한 역할을 한다는 사실을 처음 규명했다. 별세포에서만 나타나는 ‘아쿠아포린4’ 유전자가 뇌 크기 변화를 조절하고 뇌 기능에 필수적 역할을 하는데 이 유전자가 활발하게 나타나는 사람들은 언어 학습 능력, 언어 유창성이 더 뛰어나다고 설명했다. 이번 연구는 신경과학 및 정신의학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’ 27일자에 실렸다. ●눈으로 세균 냄새 보는 기술 개발 한국생명공학연구원(원장 장규태) 류충민 박사와 미국·프랑스·이집트 국제공동연구진은 음식이 상했을 때 나는 세균 냄새를 눈으로 관찰하는 기술을 개발했다. 이 연구는 과학기술 방법론 분야 국제학술지 ‘네이처 프로토콜스’ 7월호 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 세균 냄새가 세균 간 상호작용에서 중요한 신호전달물질이라는 사실을 밝혀내고 이를 분석하는 연구방법을 체계화해 편하고 정확하게 실험할 수 있는 방법을 제시했다. 세균 냄새를 활용한 ‘보이지 않는 기체 비료’ 제작도 가능할 것으로 기대된다. ●IBS, 새달 3일부터 물리교육프로그램 기초과학연구원(IBS·원장 김두철) 액시온 및 극한상호작용연구단은 다음달 3일부터 5주간 교육·연구 프로그램인 ‘KUSP’를 실시한다. 2015년부터 시작한 KUSP는 미래 물리학자를 꿈꾸는 전 세계 고등학생과 대학생, 대학원생을 대상으로 물리학 강연과 현장학습, 다양한 문화활동을 진행한다. 올해는 11개국 26명의 학생이 참여할 예정이다.

신경세포가 뇌의 기본 단위라는 사실은 지금은 상식으로 여겨지지만, 스페인의 라몬 이 카할이 처음 신경세포를 염색해 존재를 세상에 알린 것은 불과 100여년 전이다. 신경세포는 우리 몸의 다른 세포와 달리 ‘활동전위’라는 특별한 방식으로 먼 거리까지 신호를 전달할 수 있다. 뇌과학자들은 뇌의 전기 활동을 측정해 뇌세포의 활성을 간접적으로 측정해 왔다. 하지만 이는 뇌과학자들만 이해할 수 있는 암호와 같았다. 자고로 ‘백문이 불여일견’이라 했는데 좀더 직관적으로 뇌의 구조와 기능을 보여 줄 수 있는 방법은 없을까. 최근 뇌과학은 직접적으로 뇌의 3차원 구조와 신경세포의 활성을 시각적으로 확인할 수 있는 방향으로 발전하고 있다. 먼저 ‘뇌 투명화기법’을 이용하는 ‘클래리티’라는 방법론이 있다. 정광훈 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수와 칼 다이서로스 스탠퍼드대 교수가 공동 개발한 이 기법은 ‘뇌는 왜 불투명한가’라는 엉뚱한 질문에서 출발했다. 두 전문가는 빛이 뇌를 통과하지 못하는 이유가 뇌의 지방성분 때문임을 알아냈다. 그리고 뇌 속에 존재하는 주요 단백질 성분을 미리 그물구조의 화학 성분으로 단단히 고정하고, 비누 성분의 화학물질을 첨가했다. 결과는 놀라웠다. 엄지손톱만 한 미색의 생쥐 뇌가 통째로 사라진 것이다. 물론 눈에 보이지만 않을 뿐 그 자리에 그대로 있었다. 이렇게 투명해진 뇌 신경세포에 형광단백질을 부착했다. 이어 형광현미경으로 층층이 촬영한 뒤 컴퓨터를 이용해 3차원으로 재구성했다. 그 결과 마치 우주공간을 자유롭게 날아다니듯 뇌 공간 속을 돌아다니면서 뇌세포 하나하나의 연결성을 살펴볼 수 있게 됐다. 뇌의 활성을 직접 눈으로 확인할 수 있는 방법으로 스탠퍼드대의 마크 슈니처 박사가 개발한 ‘미니스코프’라는 방법도 최근 각광받고 있다. 이 방법은 신경세포가 활동전위를 발생시키고 나면 세포 안으로 칼슘이 유입된다는 점을 활용했다. 그는 칼슘이 세포 안으로 들어오면 형광을 나타내도록 만들었다. 이렇게 준비된 실험동물에서 관찰하고자 하는 뇌 부외에 가느다란 원통 모양의 렌즈를 삽입한다. 이 렌즈를 통해 촬영한 영상은 자유롭게 움직이는 실험동물의 두뇌 속 신경세포 활동전위를 직접 눈으로 확인할 수 있게 한다는 점에서 획기적이다. 한편 신경세포의 소기관들은 크기가 너무 작아 일반 현미경으로는 관찰하기 어렵다. 이런 한계를 극복하기 위해 기발한 아이디어를 낸 과학자도 있다. 에드 보이든 MIT 교수팀은 현미경으로 관찰하기 어려울 정도로 작은 관찰 대상을 쉽게 볼 수 있는 방법을 고민하고 있었다. 그러던 중 ‘뇌를 부풀려서 보면 되지 않겠느냐’는 생각에 이르렀다. 어찌 보면 ‘콜럼버스’의 달걀처럼 알고 보면 간단한 아이디어일 수도 있다. 이를 실행에 옮기는 과정에는 훨씬 창의적인 아이디어가 동원됐다. 아기 기저귀에는 물을 흡수해 부피를 늘리는 가루 물질이 있다. 연구팀은 뇌 조직을 고정시켜 부피가 늘어나더라도 세포소기관 사이의 거리는 일정 비율을 유지하도록 한 뒤 기저귀에 사용하는 물질을 뇌 조직에 침투시켰다. 물만 부어 주면 뇌는 부풀어 오르고, 이제 일반 현미경으로도 전자 현미경만큼 높은 해상도로 관찰하는 것이 가능해졌다. 이런 방법론들은 더이상 뇌과학이 눈에 보이지 않는 대상을 연구하는 것이 아니라 눈에 보이는 실체를 탐구하는 것임을 새삼 깨닫게 해 준다. 뇌과학을 통해 뇌 기능의 신비를 밝히고 뇌 질환 극복 방법을 개발해 인류 행복에 기여할 수 있기를 기대한다.

‘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

살아있는 잠자리에 초소형 센서와 태양열 패널, 내비게이션 등을 탑재시킨 ‘사이보그 잠자리’가 첫 비행에 성공했다. ‘드래곤플라이 프로젝트’라는 이름으로 개발된 이 사이보그 잠자리는 미국 하워드휴즈의학연구소와 연구개발 전문업체인 ‘드레이퍼’가 공동으로 제작했다. 이번 프로젝트는 작은 곤충에 사이버그 기술을 접목한 것으로, 뇌에서 잠자리의 감각기관 및 근육과 연결돼 있는 특정 뉴런을 빛에 반응하는 광섬유와 연결하는 기술을 현실화 했다. 이를 통해 마치 드론을 조종하듯 잠자리를 조종하거나 혹은 스스로 비행하게 하는 것 모두 가능하다. 여기에 사용된 광섬유는 매우 얇고 유연한 신소재로 제작한 것이며, 뇌신경 세포에 세밀하게 빛 자극을 줄 수 있다. 또 연구진은 센서와 내비게이션 등이 들어 있는 ‘백팩’의 무게를 줄이기 위해 배터리가 아닌, 태양광 패널을 탑재했다. 곤충에 첨단 기술을 접목시킨 사례는 이번이 처음은 아니지만, 이번 사이보그 잠자리는 지금까지 공개된 곤충 사이보그 중 가장 크기가 작고 가볍다는 특징이 있다. 뿐만 아니라 사이보그 잠자리는 자연에서 스스로 먹거리를 찾고 에너지를 보충하기 때문에, 살아있는 동안에는 특별한 ‘충전’ 없이도 움직일 수 있다는 장점도 있다. 태양열 패널과 센서, 그리고 네비게이션 등 백팩에 탑재된 다양한 부품이 초소형으로 구현됐으며, 몸집이 작은 곤충의 미세한 뉴런과 광섬유가 원활하게 연결됐다는 점에서, 연구진은 이번 드래곤플라이 프로젝트가 성공적이라고 판단했다. 첨단 기술이 접목된 사이보그 잠자리는 드론처럼 식물과 식물을 오가며 수분을 돕거나, 사람이 갈 수 없는 지역의 답사를 돕는 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

생선은 물론 견과류와 건강한 기름 등을 먹으면 나이 들어 기억력과 문제 해결 능력을 유지하는데 도움이 될 수 있다는 것이 새로운 연구를 통해 밝혀졌다. 미국 일리노이주립대 연구진은 65~75세 노년층의 혈액 표본을 채취해 그 속에 있는 다가불포화지방산의 수치를 분석했다. 이런 지방산은 기본적으로 오메가3와 오메가6로 분류된다. 연어와 같은 생선이나 호두와 같은 견과류, 그리고 올리브유에는 오메가3 지방산이 많으며, 야자유와 콩기름, 그리고 해바라기씨유와 같은 식품에는 오메가6 지방산이 많다. 또한 연구진은 이들 참가자를 대상으로 여러 인지 능력 검사를 진행하고 뇌 스캔 검사를 통해 뇌 구조를 분석했다. 그 결과, 혈중 다가불포화지방산 수치가 높은 사람들은 그렇지 못한 이들보다 문제 해결 능력이 더 뛰어난 것으로 나타났다. 또한 다가불포화지방산 수치가 높은 참가자들은 문제 해결과 관련한 뇌 영역인 좌측 전두두정 피질이 더 크게 보존된 경향이 있었다. 이에 대해 연구를 이끈 마르타 잼로지비츠 연구원은 “우리는 유동성 지능에 중요한 역할을 하며 건강하게 늙어도 조기에 약해지는 뇌의 주요 신경망인 전두두정 네트워크를 연구했다”고 말했다. 여기서 유동성 지능은 기존에 한 번도 접해본 적이 없는 문제를 해결해내는 능력을 뜻한다. 또 이 연구원은 “별도의 연구에서 우리는 기억에 중요한 역할을 하는 뇌 중심의 신경섬유 군집인 뇌궁의 백색질 구조를 조사했다”고 말했다. 뇌궁은 기존 연구에서 알츠하이머병 환자의 뇌에서 증상이 처음으로 나타나는 부위 중 하나로 밝혀져 기억력을 비롯해 알츠하이머병 발병과 밀접한 관계가 있는 것으로 알려졌다. 그런데 두 번째 연구에서 연구진은 뇌궁의 크기가 혈중 다가불포화지방산의 수치가 높은 것과 관련이 있다는 것을 발견했다. 즉 이런 지방산은 뇌궁을 유지하는 도움이 된다는 것. 또한 뇌궁이 더 큰 참가자일수록 기억력 검사를 더 잘 수행하는 것도 확인됐다. 이에 대해 잼로지비츠 연구원은 “많은 연구는 사람들이 생선을 먹어 이런 특정 지방의 신경 보호 효과를 얻어야 한다고 말하지만, 이번 연구는 우리가 견과류와 씨앗, 그리고 좋은 기름에서 얻는 지방도 뇌를 좋은 쪽으로 변화할 수 있다는 것을 시사한다”고 말했다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세계에서 가장 작은 아기의 심장수술이 성공적으로 이뤄졌다. 영국 데일리메일은 17일(이하 현지시간) 인도 라자스탄주 남부 우다이푸르의 한 국영병원에서 28주만에 450g 무게로 태어난 아기의 수술 소식을 전했다. 현지 언론에 따르면, 아직 이름조차 없는 이 사내아이는 손바닥만한 크기의 몸집에 눈, 폐와 피부의 발달이 아직 미숙한 상태였다. 또한 동맥관 개존증(Patent Ductus Arteriosus)을 겪고 있어 수술이 필요했다. 의사 선일 잔기드는 “태아 순환을 유지하기 위해서는 대동맥과 폐동맥 사이를 연결해주는 동맥관이라는 혈관이 출생 직후 정상적으로 닫혀야 하는데, 이 아기는 열려 있었다. 이는 호흡 문제로 이어질 수 있어 위험했다”고 당시 상황을 설명했다. 또한 “약물 치료를 선행했으나 차도를 보이지 않아, 마지막 선택지로 중환자실에서의 심장수술을 선택했다. 수술 당시 아기가 매우 연약하고 예민해서 접촉하기도 조심스러웠고, 쉽지 않은 도전이었다”고 언급했다. 함께 수술에 참여한 의사 산제이 간디 역시 “아기의 신체 일부가 지나치게 덜 발달돼서 호흡 장애 증후군, 뇌와 폐의 내부 출혈, 발육문제와 같은 높은 수위의 위험에 노출되어 있었다”며 “수술을 하더라도 언제든 예기치 못한 상황이 발생할 수 있었다”고 전했다. 그러나 아기의 생명을 우선시했던 의사들은 소형화된 크기의 특수 수술장비를 사용해 아기를 살려냈다. 아기의 아빠 자인은 “아들의 생존이 기적에 가깝다”면서 “저체중과 같은 악조건 속에서도 ‘살 수 없을 것’이라던 모두의 예상을 뒤엎고 용감하게 살아남았다”고 감격을 표했다. 사진=데일리메일 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

미국 코넬대 신경생물학과와 심리학과 공동연구진은 머리가 좋으면 뇌 활동이 활발해 결국 머리가 크다는 속설을 과학적으로 밝혀내고 영국왕립학회에서 발간하는 ‘영국왕립학회보B-생명과학’ 11일자에 발표했다. 연구팀은 노래하는 새(songbird) 58종을 대상으로 전체적인 뇌의 크기와 30개의 개별 영역의 크기, 신경네트워크의 복잡성 등을 분석했다. 조류의 뇌는 어류에 비해 발달돼 있지만 포유류처럼 복잡하지 않고 각종 뇌 기능에 대해 알려져 있는 부분이 많아서 연구하기 편하다는 장점이 있다. 연구팀의 분석 결과 머리가 더 큰 새들이 입과 부리, 혀를 제어할 수 있는 뇌 영역이 특별히 발달해 있고 신경 네트워크가 복잡하다는 사실을 파악했다. 유인원들과 비교해 사람의 머리가 큰 것도 언어와 같은 특정 능력을 통제, 관리할 수 있는 뇌 영역을 강화시켰기 때문이라고 연구팀은 추정했다. 티모스 드부짓 교수는 “모두에게 적용할 수 있다고 단정 지을 수는 없다”면서도 “생존에 필요한 요건을 생각하고 다른 개체들과 소통하는 과정에서 두뇌가 발달하면서 머리가 커진다는 것은 진화의 당연한 한 과정”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 수십년 동안 인간 사회 발전에 컴퓨터가 기여한 바는 지대하다. 커다란 방 크기의 컴퓨터가 지니고 있던 능력을 뛰어넘는 스마트폰이 이제 거의 모든 사람의 삶의 중심에 있다 해도 과언이 아니다. 나아가 여러 장치가 서로 연결된 4차 산업혁명, 빅데이터에 의한 인공지능 등 하루가 다르게 새로운 발전이 있을 것 같다.그런데 컴퓨터의 하드웨어적 한계는 예정돼 있다. 비트라 불리는 0과 1을 다루는 매우 간단한 연산자들의 집적으로 이루어져 있는 하드웨어 소자는 이제 거의 원자 크기에 근접할 정도로 작아졌다. 원자의 세계를 지배하는 양자역학에 따르면 이런 고전적 튜링 방식의 연산은 더이상 발전할 수 없다.기존 컴퓨터에 대한 대안은 무엇이 있을까. 물리학자들은 오래전부터 양자컴퓨터라는 완전히 새로운 방식의 컴퓨터를 꿈꿔 왔다. 양자물리학의 세계에서는 0과 1의 분명한 구분이 없고 0과 1의 값을 가질 확률만이 의미가 있는 것이다. 이런 확률적 최소 단위를 큐비트라 부른다. 작은 자석처럼 행동하는 원자를 활용하면 큐비트를 구현할 수 있다. 큐비트가 2개 있으면 2의 제곱만큼 많은 정보가 있게 되고 큐비트의 수가 커짐에 따라 정보량이 기하급수적으로 많아지게 된다. 원자 20개만 있어도 20배가 아닌 백만배로 커진다. 따라서 50큐비트만 있더라도 기존 컴퓨터의 능력을 이미 상회하고 300큐비트만 있으면 우주 전체의 원자수보다도 큰 정보를 다룰 수 있게 된다는 말이다. 양자컴퓨터는 대규모 데이터 검색이나 나노물질의 디자인 등에 탁월한 능력을 보일 것으로 예측되고 있다. 소인수분해는 자릿수가 커지면 기하급수적으로 하기 어려워진다. 232자리를 가진 수를 소인수분해 하려면 현재로선 기존 컴퓨터 수백대를 2년 동안 돌려야 한다. 그렇기 때문에 소인수분해는 컴퓨터의 암호화에 활용되고 있다. 그러면 현재 실제 작동하는 양자컴퓨터는 어디까지 발전했을까. 2012년 4개의 큐비트를 가진 양자컴퓨터는 15를 3과 5로 소인수분해 했다. 5년이 지난 지금은 이보다 낫지만 기존의 컴퓨터를 뛰어넘는 계산 능력은 아직 발휘하지 못하고 있다. 또 외부 온도가 높아지면 에러가 나기 때문에 섭씨 영하 270도 이하의 극저온에 장치를 넣어야 하는 문제도 안고 있다. 기본적으로 원자나 광자 하나를 제어할 정도로 정밀함이 필요하기 때문에 장치의 크기도 훨씬 크고 복잡하다. 상업적으로 나와 있는 것들은 아직 본격적 양자컴퓨터라 부르기엔 이르다. 이런 문제를 곰곰이 생각하고 있는 나의 뇌를 떠올려 보면 훨씬 작고 다양한 기능을 수행하는 컴퓨터는 얼마든지 가능해 보인다. 물론 단순하게 빠른 계산에서는 컴퓨터보다 느릴지 모르나 서번트 증후군이 있는 레인맨 같은 사례를 보면 인간의 뇌에는 아직 활용되지 않는 부분이 있을 것이다. 뇌가 과연 양자컴퓨터일까. ‘황제의 새 마음’이란 책을 낸 천재 수리물리학자 로저 펜로즈는 ‘마이크로 튜블’이라는 새로운 단백질 구조가 뇌를 양자컴퓨터로 만들고 인간의 자의식을 만들어 낸다고 주장한 바 있다. 물론 그의 주장은 잘 받아들여지지 않았다. 양자컴퓨터란 외부의 잡음이 차폐돼야 하는데 인간의 체온은 양자컴퓨터를 유지하기에는 너무 높다는 지적도 있다. 그럼에도 불구하고 최근 매우 재미있는 연구 결과를 매슈 피셔라는 이론물리학자가 발표했다. 그는 안정제로 사용되는 리튬이 화학적으로는 동일한 동위원소에 따라 결과가 전혀 다르게 나온 1986년의 쥐에 대한 실험 결과를 유심히 살펴본 뒤 리튬 핵의 자성이 뇌에 영향을 미칠 수 있는 가능성에 착안, 뇌 속 인(P)에 의한 양자컴퓨터의 가능성을 제안하게 됐다. 정신과에서 사용하는 약이 어떤 메커니즘으로 작용하는지 전혀 모르면서 사용되고 있는 현실에 새로운 빛을 던지고 궁극적으로 뇌에 대해 이해하게 하는 한편 인간의 뇌를 닮은 컴퓨터를 상상하게 만드는 재미있는 연구 결과다. 과학은 항상 경이로움을 준다.

생각의 크기가 다르다고 행복의 크기도 다를까. 뮤지컬 ‘미스터 마우스’는 이에 대한 해답을 찾는 2시간의 여정이다.미국 소설가 대니얼 키스의 ‘앨저넌에게 꽃을’을 원작으로 한 이 작품은 2006년 초연, 2007년 재연에 이어 10년 만에 무대에 돌아왔다. 특히 2014년 한국 배우 최초로 영국 웨스트엔드에 진출한 뮤지컬계 스타 홍광호가 주인공 ‘인후’ 역을 맡으면서 개막 전부터 화제에 오른 작품이다. 극은 서른두 살이지만 일곱 살의 정신연령을 지닌 주인공 ‘인후’가 우연한 기회로 ‘뇌 활동 증진 프로젝트’의 임상실험을 통해 아이큐 68에서 180의 천재적인 두뇌를 소유하게 되면서 벌어지는 일을 그렸다. 어렸을 때 가족과 헤어져 중국집 ‘짜짜루’에서 허드렛일을 하면서 살아가고 있던 인후는 ‘강 박사’의 임상실험 대상자가 되어 수술을 통해 순식간에 천재가 된다. 실험용 쥐 ‘이누’에게 나비와 나방의 차이를 설명해 주던 인후가 바보에서 천재로 거듭나는 장면은 특히 극 중 명장면이다. 책을 줄줄이 외울 정도로 똑똑해진 인후는 자신에게 지성보다 중요한 감성을 일깨워 주는 프로젝트 팀원 ‘채연’을 통해 사랑의 감정도 느끼게 된다. 하지만 즐거움도 잠시, 인후는 곧 자신을 발명품으로 취급하는 차가운 현실과 갑작스럽게 떠오르는 과거의 기억들 때문에 혼란에 휩싸인다. 바보에서 천재가 되었지만 예전보다 행복해 보이지 않는 인후를 보면서 차츰 깨닫게 된다. 진정한 행복은 명석한 두뇌가 아닌 뜨거운 가슴으로 느끼는 것이라고. 홍광호는 7세의 한없이 순수한 모습부터 ‘뇌섹남’의 지적인 면모까지 다양한 모습을 가감 없이 펼쳐 내며 관객을 사로잡는다. 배우 조승우가 주목하는 후배로 꼽았던 김성철도 인후 역에 더블 캐스팅됐다. 2006년 초연 당시 인후 역을 맡았던 배우 서범석은 이번 공연에서는 자신만의 신념에 가득 찬 강 박사를 연기한다. 5월 14일까지. 서울 종로구 동숭아트센터 동숭홀. 3만 5000원~7만 7000원. (02)3485-8700. 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr

39년차 배우 김미숙의 대표 수식어는 우아함이다. 그런데 5시간의 깊은 수다 후, 이 배우가 부드러움으로 포장된 센 언니라는 것을 알게 됐다. 적어도 시선 대응에서는 그렇다. 그를 만나고 싶어진 건 ‘정말 오랫동안 해 드신 연예계의 어른들’에 대해 심리학적 관심이 생기면서부터다. 표현이 다소 거친 점은 사과드리지만 이건 특급 예찬이다. 송해 선생의 말대로 3년 앞을 가늠하기 어려운 극한 프리랜서 직업 연예인에게 이보다 더 핵심적인 성과 지표가 있나 싶다. 웬만한 회사원보다 더 안정적으로 일한 연예인들은 대체 어떤 사람들일까. 김 배우는 단 3년을 제외하고 매년 일을 했다. “평생 사람들이 쳐다보는 느낌은 뭔가요?” “20살에 데뷔하자마자 알았어요. 내가 타인의 시선을 힘들어하면 이 직업으로 평생 행복할 수 없겠구나. 그때 결정했죠. 쳐다보든 말든, 하고 싶은 거 다 하기로요. 대중탕도 자주 가요. 따뜻한 곳에서 편하게 쉬고 나면 기분이 좋아져요.” 요즘엔 휴대전화를 사용하는 문제 때문에 일반 사람들도 목욕탕에 가기를 꺼린다는 말이 있다. 그래도 유명 배우인데 그 상태로 편안하시다니. 동시에 빅뱅의 지드래곤이 떠올랐다. 그가 한 언론 매체 인터뷰에서 털어놓은 얘기다. “나의 고민은 유명세다. 사람들은 빅뱅이 스타니까 호의호식할 것이라고 생각하겠지만 유명한 사람일수록 갈 수 있는 곳이 하나도 없다. 식사 한 번 하러 가도 주변에 사람들이 있으면 밥이 코로 들어가는지 입으로 들어가는지 모른다. 동물원 원숭이가 된 것 같다.” 심리학적 관점에서 보면 예민한 지드래곤은 지극히 정상이고 20대 시절부터 가장 취약한 상태로 보든 말든 편하게 쉬시는 김 배우가 약간 비정상이다. 데뷔 16년차, 직장인으로 치면 중견간부급에 해당하는 지드래곤도 맘대로 조정할 수 없는 것이 시선에 대한 민감성이다.건강한 사람은 누구나 시선에 민감하다. 생후 5개월만 되어도 아기들은 시선의 각도가 5도가량 아주 미세하게 달라진 것을 감지해낸다. 사람은 특별한 노력 없이도 다른 사람의 눈에 어떤 표정이 담겨 있는지 기막히게 빨리 알아내는데 그 기민함은 상식적인 예상을 한참 벗어난다. 이 정도면 초능력에 가깝다. 심리학자 폴 월렌은 뇌의 편도체가 단지 17ms(1000분의17초) 만에 실험에서 제시된 눈 흰자의 크기에 따라 달리 반응한다는 것을 알아냈다. 그것도 실제 사람 눈도 아니고 눈처럼 생긴 흑백 그림에 말이다. 흰자가 커지면 두려운 표정이 되고① 작아지면 웃는 표정이 된다②. 17ms는 의식을 관장하는 대뇌피질이 끼어들지도 못할 정도로 찰나여서 사람은 뭔가 나타났다 사라졌다는 것조차 알지 못한다. 그러나 뇌는 눈 흰자가 살짝 크다는 점, 즉 두려움이 눈에 담겼음을 간파하고 잠재적 위험의 가능성에 대비하는 작업을 시작하는 것이다. 고도화된 시선 탐지 능력은 안전하게 잘 먹고 살라고 신이 우리에게 준 선물이다. 누가 나를 쳐다볼 때 의도는 세 가지 중 하나다. 악의를 가지고 있거나 별 의도가 없거나 아니면 호의를 가지고 있거나. 첫 번째 경우 시선을 민첩하게 발견하고 그 의도를 해석하는 능력이 없다면 위험에 빠지고, 마지막 경우 뭔가 좋은 것을 얻어먹을 기회를 상실한다. 따라서 시선을 무시하는 것은 생존가능성을 낮추는 비적응적 행위다. 그런데 뭐든 과도해지면 순기능이 역기능으로 변한다. 시선에 민감하도록 설계된 정상적인 인간은 누구나 많은 사람이 쳐다만 봐도 피곤해진다. ‘Peopled out’이라는 영어 표현이 있는데 사람에 지쳤다는 말이다. 연예인이 오랫동안 성공적인 커리어를 유지하려면 쉽게 그렇게 되지 않는 방법을 터득해야 하지 않을까. 김미숙은 일찌감치 시선의 압력을 깃털처럼 가볍게 만드는 정면 돌파의 비법을 마련한 것 같다. “시선이 느껴질 때는 이렇게 생각해요. 내가 더 괜찮은 사람이 되겠구나. 이건 좋은 기회야.” 그에게 시선은 성장촉진제였다. 갑자기 전국노래자랑 녹화 전날, 지역에 있는 목욕탕에 꼭 들른다는 송해 선생 이야기가 생각났다. 놀라울 정도로 오랫동안 연예인 하려면 대중목욕탕 훈련을 거쳐야 하는지도 모른다.

미국에 사는 도널드 텐브룬셀 할아버지는 현재 나이 만 89세로 남성 평균 기대수명을 훌쩍 넘겼지만, 두뇌만큼은 25세 수준으로 날카롭다. 텐브룬셀 할아버지는 정기적으로 인터넷을 통해 정보를 습득하고 있어 마치 자신이 젊은 시절에 유명했던 사람들을 생생히 떠올리듯 어린 손주들과도 요즘 연예인들에 대해 열정적이고 유쾌하게 이야기를 나눌 수 있는 그야말로 대화의 달인이라고 한다. 그리고 지금, 이 할아버지의 이런 놀라운 능력은 미국의 한 대학 연구진이 진행하고 있는 한 획기적인 연구의 핵심 주제가 되고 있다. 4일(현지시간) 영국 일간 데일리메일에 따르면, 미국 노스웨스턴 약대 산하 인지신경학·알츠하이머병센터(CNADC) 연구진은 1년6개월 동안 텐브룬셀 할아버지처럼 80세 이상 노인 중 젊은이들만큼 기억력이 뛰어난 극히 드문 사람들, ‘슈퍼에이저’(SuperAger)라고 불리는 특별한 이들을 대상으로 연구를 진행했다. 연구진은 텐브룬셀 할아버지를 포함한 슈퍼에이저 24명의 대략적인 뇌 건강 상태를 평가하기 위해 이들과 나이와 교육 수준, 그리고 인지력이 비슷한 또래(대조군) 12명을 자기공명영상(MRI) 장치로 비교 분석했다. 그 결과, 슈퍼에이저들은 처음과 두 번째 검사 사이에 대뇌피질이 감소한 연간 비율(1.06)이 대조군(2.24)보다 확연하게 적었다. 연구진은 이들 슈퍼에이저가 같은 연령층보다 뇌의 크기가 훨씬 느리게 수축해 일반적으로 나타날 수 있는 기억력 감퇴는 물론 심지어 치매에 대해서도 저항력이 더 크다는 사실을 발견했다. 바꿔 말하면, 일반 노인들은 이들 슈퍼에이저보다 뇌의 대뇌피질 용적이 두 배 더 빠른 속도로 감소하고 있다고 한다. 이번 연구를 이끈 아만다 쿡 박사과정 연구원은 “나이가 들면 대개 일반적으로 인지력 감퇴가 동반되며 일부 사례에서는 치매로 불리는 더욱 심한 인지력 감퇴가 나타난다”면서 “슈퍼에이저들은 노화와 관련한 인지력 감퇴가 필연적이지 않은 것으로 추정된다”고 설명했다. 연구에 참여한 에밀리 로갈스키 교수는 “이 연구를 위해 우리는 슈퍼에이저들의 뇌가 서로 다른 감퇴 곡선을 그리는지 살폈다”면서 “슈퍼에이저들은 일반 노인에게서 볼 수 있는 정상적인 인지력 감퇴 속도에 저항력이 있으며, 기대수명과 건강수명 사이에 균형을 유지하고 있는 것으로 나타났다”고 설명했다. 이번 연구의 중심에 서 있는 텐브룬셀 할아버지는 친딸의 가족과 함께 살고 있는데, 평소 세 명의 손주와 더욱 친해지기 위해 많은 대화를 나누고 있다고 말한다. 할아버지는 “손주들과 사이좋게 지내기 위해서는 맞춰가야 한다”면서 “이들은 프랭크 시나트라(가수)나 프랭클린 루스벨트(대통령)에 대해 잘 모르므로 ‘이번 주에 찬스 더 래퍼나 테일러 스위프트 중 누가 나오느냐?’와 같은 말로 대화를 계속해 나간다”고 말했다. 이번 연구진은 “슈퍼에이저들을 특별하게 만드는 무언가를 조사함으로써 나이가 많아졌을 때도 기억력을 유지하는 데 도움이 될 수 있는 것으로, 대뇌피질 위축 감소와 같은 생물학적 요인 등을 앞으로 밝혀나갈 것”이라고 향후 지속적인 연구 계획을 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 의학협회 저널(Journal of the American Medical Association) 최신호(4월4일자)에 실렸다. 사진=미국 노스웨스턴 약대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

자동차와 충돌해 죽는 새는 그렇지 않은 새보다 뇌가 작은 경향이 있다는 연구 결과가 나왔다. 프랑스 국립과학연구소(CNRS)의 진화생물학자 안데르스 파프 몰러 교수가 이끄는 연구팀은 조류 3521마리(251종)의 사체를 해부해 신체 대비 뇌의 크기 비율을 조사해 이같은 결론을 내놨다. 연구팀이 ‘새 두뇌의 법칙’(bird brain rule)이라고 부르는 이 성향은 서로 다른 종류의 새에도 적용된다. 예를 들어, 까마귀는 신체 대비 뇌의 크기가 커서 오가는 차량을 피하는 능력도 매우 뛰어나다는 것이다. 실제로 미국 플로리다주(州)에 있는 고속도로에서 진행된 선행 조사에서는 차에 치인 동물의 주검을 쪼는 까마귀들이 불과 몇 ㎝밖에 떨어지지 않은 옆 차선을 과속으로 달리는 차량들을 무시하고 자신들이 있는 차선으로 차량이 달려왔을 때만 아슬아슬한 타이밍에 날아올라 위험을 피하는 것으로 확인됐다. 반면, 비둘기는 까마귀보다 자동차와의 충돌을 피하는 능력이 떨어진다. 실제로 각 대도시의 거리에서는 차에 치여 죽은 비둘기가 종종 목격되며 비둘기는 신체 대비 뇌의 크기가 작다는 것이다. 또한 이번 연구에서는 신체 대비 뇌의 크기 비율에 따라 차량에 치이는 확률은 같은 종류의 새에서도 변하는 경향이 있는 것으로 확인됐다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘영국왕립오픈사이언스’(Royal Society Open Science) 최신호(29일자)에 실렸다. 사진=ⓒ Matthewfotolia / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

가장 간편하게 먹을 수 있는 간식 중 하나인 과일. 그런데 이 먹거리 덕분에 우리 인간을 비롯한 영장류의 뇌가 크고 강하게 발달했을 가능성이 크다는 연구 결과가 나왔다. 미국 뉴욕대 연구진은 이번 연구 논문에서 과일을 먹는 것은 식물 이파리와 같이 가장 기본적인 먹거리에서 발전한 중대한 과정으로, 뇌의 부피를 늘리는 데 필요한 에너지를 제공했다고 주장했다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 미국 뉴욕대의 알렉스 데카시엔 박사는 “이렇게 해서 우리는 아주 거대한 뇌를 갖게 됐다”면서 “우리는 음식의 질을 크게 높여 지금 식사로 이어질 수 있었다”고 설명했다. 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘네이처 생태와 진화’(Nature Ecology&Evolution) 최신호(27일자)에 실린 이번 연구는 영장류 140종 이상의 주식을 조사했다. 이때 영장류의 음식은 최근 진화 과정에서 그리 크게 변하지 않았다고 가정했다. 분석 결과, 과일을 먹는 영장류는 식물의 잎을 주식으로 삼는 영장류보다 약 25% 더 큰 뇌를 가지고 있는 것으로 나타났다. 더 큰 뇌는 복잡한 사회 집단에서 생존과 번식에 필요성을 느껴서 발달했다는 이론이 1990년대 중반부터 정설처럼 여기져 왔지만, 이번 결과는 여기에 의문을 던지고 있는 것이다. 데카시엔 박사는 “한 집단에서 살아남기 위한 도전 과제는 지능을 높이는 데 도움이 됐을지도 모르지만, 영장류 사회생활의 복잡성과 대뇌피질(회백질) 크기 사이에는 어떤 연관성도 발견되지 않았다”고 지적했다. 뇌의 크기와 강하게 관련한 것은 과일을 먹는 것이었다. 과일과 같은 음식은 이파리와 같은 기본 영양 공급원보다 더 많은 에너지를 함유하고 있어 더 큰 뇌를 발달시키는 데 필요한 여분의 에너지를 만들어낸다. 이와 동시에 과일을 맺는 식물과 과일이 있는 위치, 그리고 이를 먹는 방법 등을 기억하는 것이 영장류의 뇌가 더 크게 성장하는 데 도움이 됐을 가능성이 있다. 또한 더 큰 뇌는 그 기능을 유지하기 위해 더 많은 에너지를 필요로 한다. 데카시엔 박사는 “우리의 뇌는 몸무게의 2%에 불과하지만 전체 에너지의 25%를 소비하고 있다는 것은 잘 알려진 사실”이라면서 “뇌는 에너지가 매우 많이 드는 장기인 것”이라고 말했다. 이 연구는 우리 뇌가 어떻게 진화했는지에 대한 일부 정설에 도전하면서도 계속 진행될 것이다. 연구를 검토한 영국 레딩대의 크리스 벤디티 박사는 “난 이번 연구가 영장류와 다른 포유류의 인지적 복잡성을 설명하고자하는 앞으로의 연구에 다시 초점을 맞추고 활력을 불어 넣을 것이라고 확신한다”면서도 “하지만 아직 많은 의문은 남아 있다”고 말했다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr