중국 허난성 인민병원, 국립 노화질환 임상연구센터, PLA 전략지원군 정보공학대, 쑨원 기념병원, 베이징 군 종합병원 공동연구팀은 간헐적 다이어트를 통한 체중 감량은 유익한 장내 미생물 군집을 늘리고 뇌 활동도 활발하게 만든다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미생물학 분야 국제학술지 ‘최신 세포 및 감염 미생물학’ 12월 20일자에 실렸다. 연구팀은 체질량지수(BMI)가 28~45인 비만 성인 남녀를 대상으로 60일 동안 다이어트를 시킨 뒤 장내 미생물 군집과 뇌 활동 변화를 분석했다. 연구팀은 실험 시작 전후 대변과 혈액을 채취해 장내 미생물과 각종 생리학적 수치, 혈청 구성을 조사하고 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 뇌 활동을 측정했다. 실험이 끝난 뒤 참가자들은 체중이 평균 7.6㎏ 감소했으며 체지방과 허리둘레도 줄었다. 또 혈압과 총콜레스테롤 수치가 낮아졌으며 장내 미생물의 경우 대장균처럼 해로운 종류는 감소하고 피칼리박테리움 프로스니치, 파라박테로이데스 디스타소니스, 박테로클레스 유니포미스 등 유익균이 급증했다. 이와 함께 주의력, 감정, 학습과 관련된 뇌 영역의 활동도 이전보다 활발해진 것으로 확인됐다.

팬덤은 특정 분야나 인물을 열정적으로 좋아하는 집단이나 현상을 말한다. 팬덤이 심해지면 다른 집단과 충돌이 발생하거나 대상에 대한 광신적 행동을 보이는 경우도 적지 않다. 스포츠 경기에서 간혹 볼 수 있는 훌리건들은 극단적인 팬덤 상태에 빠진 상태로 진단하는 경우도 적지 않다. 이런 극단적인 모습을 보이는 사람들은 일반인들과 무엇이 다를까. 칠레 산티아고 산 세바스티앙대 의대 연구팀은 광신적 팬덤에 빠지는 이들은 팬덤의 대상을 접했을 때 뇌에서 활성화되는 부위가 일반인과 다르다고 24일 밝혔다. 연구팀에 따르면 이런 특징은 스포츠 경기의 훌리건을 비롯해 정치, 종교 등 다른 분야의 광신도들에게도 똑같이 나타난다. 이 연구 결과는 오는 26~30일 미국 시카고에서 열리는 ‘북미 방사선학회 연례회의’(RSNA 2023)에 발표될 예정이다. 스포츠의 역사에서 라이벌 관계는 깊숙이 자리 잡고 있다. 이 때문에 홈팀이 경기할 때 팀의 성패에 따라 다양한 감정을 느낀다. 득점할 때는 환호하고 오심에는 분노하는 것이 대표적이다. 특히 유럽과 남미 지역에서 축구팬들에게서 극단적 팬덤이 관찰되는 경우가 많다. 연구팀은 광신적 팬덤 집단 내외부 경쟁, 공격성, 소속감과 관련된 행동 역학을 밝혀내기 위해 라이벌인 두 팀을 응원하는 신체적으로 건강한 남성 축구팬 43명(각 22명, 21명)을 선정했다. 연구팀은 우선 이들을 대상으로 축구 광팬 점수를 측정하기 위한 설문조사와 심리 평가를 했다. 그다음 이들에게 골이 터지는 순간만을 편집한 영상을 시청하도록 하면서 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 뇌 활동을 측정했다. 측정 결과, 자신이 응원하는 팀이 성공하거나 실패할 때 뇌 활동은 극단적으로 변하는 것으로 나타났다. 이는 일반인들의 뇌 활동과 차이를 보이는 것으로 해석됐다. 팀이 골을 넣거나 경기에 이기면 뇌의 보상 시스템이 극단적으로 활성화되고 골을 못 넣거나 패배하면 정신화 네트워크가 활성화돼 극단적으로 침울해지게 되는 것으로 나타났다. 이런 상태가 되면 변연계와 전두엽 피질을 연결하는 뇌 허브가 억제돼 인지 조절 능력이 약해지면서 파괴적이거나 폭력적 행동이 쉽게 나타난다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 이끈 프란시스코 자모라노 멘디타 교수(영상의학과)는 “사람들은 집단에 소속돼 있기를 갈망하는 경향이 있는데 이런 사회적 유대는 신념과 가치, 관심사를 공유할 때 강해진다”라면서 “문제는 이것들이 불합리한 신념과 결합되면 극단적인 행동을 초래할 수 있다는 것”이라고 지적했다. 멘디타 교수는 “이번 연구에서 볼 수 있듯이 일부 스포츠 팬들 사이에서 발견되는 광신적 팬덤은 지나친 감정의 소비, 공격적 행동, 이성의 장애를 가져온다”라고 지적했다. 그는 이런 행동은 스포츠뿐만 아니라 정치적 입장, 선거 충성도, 지역성, 민족성, 종교 등에서 다양하게 나타난다고 설명했다.

만성 스트레스·기분장애 등 원인대뇌 피질 비정상적으로 얇아져전두엽·감정 영역 연결성 떨어져뇌 덜 성장해 내외부 자극에 취약인지 능력·주의력 저하까지 발생 ‘뇌’는 무게 약 1.4㎏, 신경세포 약 1000억개, 이들을 연결해 주는 시냅스 약 100조개가 모여 있는 신체 기관으로 ‘작은 우주’라고 불린다. 우주, 심해와 함께 뇌는 과학계 마지막 탐구 영역으로 남아 있다. 실제로 이들 세 영역에 관한 관심은 고대부터 지금까지 이어지고 있다. 최근에는 뇌의 비밀을 풀기 위해 의학과 생물학뿐만 아니라 수학, 물리학, 화학 등 다양한 영역이 협력하고 있어 수수께끼로 남아 있던 부분이 하나둘씩 풀리고 있다. 11~15일 미국 워싱턴DC에서 열린 미국 신경과학회 주관 ‘신경과학 2023 콘퍼런스’에서는 뇌와 관련한 새로운 연구 결과들이 쏟아져 나왔다. 뇌과학에 따르면 청소년기는 사회적, 생물학적, 정서적 변화에 더불어 뇌가 폭발적으로 발달하는 시기다. 특히 아동기를 거쳐 청소년기에는 뇌 시냅스 연결의 15% 이상이 형성되는 것으로 알려져 있다. 미국 질병통제예방센터(CDC)는 코로나19 팬데믹 이전부터 청소년 정신 건강이 악화되는 경향을 보이기 시작했는데 팬데믹으로 인해 어린이와 청소년에게는 새로운 스트레스 요인이 추가됐다는 조사 결과를 내놓기도 했다. 이에 과학자들은 첨단 뇌 영상 기술을 통해 만성 스트레스, 기분 장애 같은 요인이 청소년의 뇌에 어떤 영향을 미치는지 분석했다. 미국 시애틀 워싱턴대 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI)을 이용해 코로나19 팬데믹 전후 청소년의 뇌 구조와 기능을 분석했다. 그 결과 팬데믹 이후 청소년들의 뇌는 이전에 비해 대뇌피질 표면이 양쪽 뇌 반구 모두에서 비정상적으로 얇아진 것으로 확인됐다. 이렇게 피질이 얇아지는 현상은 남자 청소년보다 여자 청소년에게 더 두드러지게 나타났다. 연구를 주도한 퍼트리샤 쿨 교수(언어 신경학)는 “보통 대뇌피질의 두께는 노화로 점차 얇아지지만 젊은 시기에 대뇌피질이 얇아지는 증상은 만성 스트레스나 외상이 원인인 경우가 많다”고 말했다. 쿨 교수는 “이번 연구 결과로 코로나19 팬데믹이 청소년들에게 상당한 스트레스를 준 것으로 추정할 수 있다”고 덧붙였다. 하버드대 의대 계산신경과학 연구실, 보스턴 아동병원 소아청소년과 공동 연구팀도 fMRI를 이용해 비슷한 연구를 했다. 분석 결과 팬데믹 이후 청소년의 뇌에서 전두엽과 감정 처리를 지원하는 뇌 영역 간 연결이 약해지고 형태학적으로도 비정상적인 경우가 많은 것으로 확인됐다. 이는 팬데믹 동안 청소년들의 스트레스가 더 심고 우울함을 비롯한 부정적 감정이 더 늘었다는 설문 조사 결과와도 일치한다고 연구팀은 밝혔다. 카테리나 스타물리스 교수(청소년 뇌신경학)는 “완전히 성장하지 못한 청소년의 뇌는 내외부 자극에 취약하기 때문에 스트레스는 뇌의 구조와 조직 방식에 중대한 영향을 미칠 수 있으며 결국 정신 건강에도 심각한 위협 요소가 된다”고 지적했다. 또 우울증은 청소년에게 흔한 신경정신질환이며 어른과는 다른 방식으로 발생한다고 알려져 있다. 이에 캘리포니아 샌디에이고대(USCD) 연구팀은 인공지능 딥러닝 기술을 적용해 ‘청소년 뇌 인지 발달(ABCD) 연구’에 참여한 청소년들의 데이터를 정밀 분석했다. ABCD 연구는 미국 국립보건원(NIH)이 아동, 청소년기의 뇌 인지 발달 과정을 정확히 파악하기 위해 진행 중인 장기 연구다. 분석 결과 우울증이 있는 청소년은 그렇지 않은 청소년에 비해 뇌의 기능적 연결 패턴이 끊어진 부분이 많은 것으로 나타났다. 이런 뇌의 변화는 인지능력과 주의력 저하를 가져오고 자아 및 타인에 대한 판단과 의사 결정 기능을 약화시키는 것으로 확인됐다.

코로나19 팬데믹 3년 동안 배달 음식에 의존하는 사람들이 많아 그 이전에 비해 ‘확찐자’들이 늘었다. 노출의 계절 여름이 되면서 몸매를 뽐내고 싶지만 확 찐 살은 여간해서 빠지지 않는다. 열심히 다이어트를 하지만 살 빠지는 것이 눈에 보이지 않아 다시 운동을 게을리하고 넘치는 식탐 때문에 야식과 배달 음식에 의존하다 보면 몸무게는 다시 제자리걸음이다. 많은 사람이 체중 조절은 의지의 문제라고 이야기하지만 사실은 뇌에 문제가 생겼기 때문일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 네덜란드 암스테르담대 메디컬센터(UMC) 영상의학과, 핵의학과, 내분비과, 내분비연구실 임상화학과, 미국 예일대 의대 영상의학과, 정신의학과, 알버트 아인슈타인 의대 당뇨·대사연구소 공동 연구팀은 비만한 사람은 특정 영양소에 대한 뇌 반응이 둔감해 폭식할 수밖에 없다는 사실을 밝혀냈다. 또 이런 뇌 반응은 체중 감량 후에도 개선되지 않는 것으로 나타났다. 이런 연구 결과는 의학 및 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 6월 13일자에 실렸다. ‘먹는다’라는 행위는 배고픔과 포만감 사이에서 음식을 찾으려는 동기를 유발하기 위해 장과 순환계에서 발생하는 신호가 뇌로 이동하는 복잡한 신경 네트워크 과정의 결과이다. 연구팀은 정상 체중(BMI 25㎏/㎡ 이하)을 가진 남녀 30명과 비만인(BMI 30 이상) 30명을 대상으로 위장에 지방, 탄수화물, 단백질 같은 특정 영양소를 직접 주입하는 동시에 기능성 자기공명영상(fMRI)과 단일광자단층촬영(SPECT)으로 뇌 활동을 측정했다. 그 결과 정상 체중을 가진 사람들은 위에 영양분이 주입되면서 특정 패턴의 뇌 활동과 만족도를 나타내는 도파민 방출이 즉시 이뤄졌지만 비만인 실험 참가자의 경우는 이런 반응이 늦거나 나타나지 않는 것으로 확인됐다. 비만한 사람들은 식사를 통한 도파민 방출이 나오기까지 시간이 걸리기 때문에 폭식이나 과식을 할 수밖에 없다는 설명이다. 이후 연구팀은 비만한 사람을 대상으로 12주 동안 다이어트를 실시해 체중 감량을 한 다음 뇌 반응을 관찰했다. 그런데 이전보다 10%가량 체중 감량을 하더라도 뇌 반응이 곧바로 정상으로 돌아오지 않는 것으로 나타났다. 체중을 감량하더라도 비정상적 뇌 활동이 회복되기까지는 시간이 걸린다는 것으로 긴장의 끈을 놓을 경우 요요현상이 쉽게 올 수 있다는 말이기도 하다.연구를 이끈 미레일 셰리 UMC 교수(내분비학)는 “이번 연구는 장-뇌 신호가 체중 감량을 유지할 수 있게 하고 건강한 식습관을 갖게 만드는 핵심이라는 사실을 확인시켜주고 있다”라면서 “체중 감량 후에도 뇌의 반응이 정상화되는 데 시간이 걸린다는 것은 대부분의 사람이 처음 체중 감량에 성공하지만 곧바로 요요현상이 나타나는 이유”라고 설명했다.

영화 ‘인셉션’에는 타인의 꿈을 해킹하는 기술과 사람들이 등장한다. 아직은 SF처럼 타인의 머릿속을 해킹하는 기술은 없지만 관련 기술들은 계속 연구되고 있다.이런 상황에서 미국 텍사스 오스틴대 컴퓨터과학과, 신경과학과 공동 연구팀은 어떤 문장을 머릿속에 떠올리면 바로 글로 옮겨 주는 인공지능 ‘시맨틱 디코더’라는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 5월 2일자에 실렸다.연구팀은 의식은 있지만 말을 하거나 글을 쓸 수 없는 사람들을 돕기 위해 이번 기술을 개발했다고 밝혔다. 사지 마비로 인해 말하거나 글을 쓸 수 없는 사람들의 의사소통을 도와주는 기술을 ‘신경 보정술’이라고 한다. 스티븐 호킹 박사가 생전에 사용했던 것처럼 눈동자 움직임으로 컴퓨터 화면에 표시된 가상 키보드나 마우스를 원하는 글자로 이동시켜 타이핑하는 ‘포인트 앤드 클릭 타이핑’ 기술도 신경 보정술의 하나이다. 문제는 이런 기술들 대부분이 사용자가 원하는 문장이나 단어를 표현하는 데 시간이 걸린다는 점이다. 그런데 시맨틱 디코더는 사용자가 이야기를 듣고 말을 하기 위해 생각하는 것을 곧바로 문장으로 바꿔 화면에 띄워 주는 기술이다. 게다가 생각하는 모든 것을 문장으로 변환시키는 것이 아니라 여러 생각 중 사용자가 상대에게 알리고 싶은 문장만 골라 화면에 띄울 수 있다는 장점까지 갖추고 있다.시맨틱 디코더는 오픈AI의 챗GPT, 구글의 바드(Bard)를 만드는 데 활용된 ‘트랜스포머 모델’을 활용했다. 트랜스포머 모델은 인공지능 언어 모델의 일종으로 문장 속 단어들의 관계를 추적해 맥락과 의미를 학습하는 신경망 기술이다. 셀프 어텐션이란 수학적 기법으로 서로 떨어져 있는 데이터들의 관계를 파악해 미묘한 뉘앙스까지 감지해 낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 또 이번 기술은 기존의 신경 보정술들과 달리 대상자의 뇌에 탐침이나 송수신용 칩을 이식하는 수술도 필요 없다. 연구팀은 20~30대 건강한 성인 남녀 7명을 대상으로 실험했다. 실험 대상자들에게 16시간 동안 라디오나 팟캐스트를 들려주면서 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 뇌의 움직임을 측정했다. 특정 구절이나 단어의 의미와 관련한 뇌 움직임을 매핑하도록 인공지능을 훈련했다. 이를 통해 시맨틱 디코더가 새로운 이야기의 의미를 포착하는 순간 뇌의 움직임을 분석해 정확한 단어와 문장으로 만들어 내도록 한 것이다. 연구팀에 따르면 시맨틱 디코더가 언어 처리 뇌 영역과 해당 네트워크 활동으로부터 연속적인 언어를 추론할 수 있다는 사실을 확인했다.연구팀은 실험 대상자들에게 4개의 짧은 무성 동영상을 시청하도록 하면서 시맨틱 디코더를 작동시켜 정확성을 측정했다. 그 결과 시맨틱 디코더는 실험 대상자들이 비디오를 보면서 떠올린 생각들을 그대로 문장으로 바꿀 뿐만 아니라 요약하기까지 했다. 문제는 사람의 생각을 읽을 수 있는 기술이 개발되면서 잠재적 오용 가능성에 대한 우려도 커지고 있다. 연구를 이끈 알렉산더 후스 교수(인공지능)는 이에 관해 “이번 기술이 나쁜 목적으로 사용될 수 있다는 우려를 매우 심각하게 받아들이고 있다”면서 “현재 기술이 초기 단계인 만큼 프라이버시를 보호하는 정책을 만들고 해당 장치의 용도를 규제하는 등 선제 대응도 병행돼야 할 것”이라고 말했다.

얼마 전 24절기 중 ‘모기도 입이 삐뚤어진다’는 처서가 지났습니다. 올해 처서는 ‘땅에서는 귀뚜라미 등에 업혀 오고, 하늘에서는 뭉게구름 타고 온다’는 옛말이 그대로 들어맞았다고 할 정도였습니다. 실제로 처서를 기점으로 낮 기온이 3도 가까이 떨어지고, 아침저녁으로는 시끄러운 매미 소리 대신 귀뚜라미를 비롯한 풀벌레 소리가 들리기 시작했습니다. ●‘가을 춘곤증’에 수면장애 늘어 무더위가 한풀 꺾이고 날씨가 선선해지면 봄철 춘곤증처럼 가을 ‘추곤증’에 맥을 못 추는 사람도 늘어납니다. 외부 환경 변화에 생체리듬이 따라가지 못하기 때문에 생기는 증상으로 심하면 불면증이나 수면 장애를 겪을 수 있습니다. 충분히 잠을 못 자면 하루 종일 머리가 무겁고 낮 동안 졸음이 쏟아져 일상생활이 쉽지 않습니다. 심혈관 질환, 당뇨, 고혈압, 우울증 등 각종 질병에 시달리기 쉽다는 연구도 있습니다. 수면 부족이 성격도 괴팍하게 만들고 대인 관계까지 악화시킨다면 어떻게 해야 할까요. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 인간수면과학연구센터, 헬렌 윌스 신경과학연구소 공동 연구팀은 수면이 부족하면 성격이 괴팍스러워지고 이기주의적으로 변한다고 28일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 8월 23일자에 실렸습니다. ●잠 설치면 타인에 대한 배려도 줄어 연구팀은 수면이 타인에 대한 태도에 어떤 영향을 미치는지를 알아보기 위해 세 가지 실험을 했습니다. 우선 18~26세의 건강한 성인 남녀 24명을 둘로 나눠 한쪽은 8시간의 충분한 수면을 취하도록 하고, 다른 쪽은 수면을 방해하거나 2~3시간 정도만 재운 뒤 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 찍었습니다. 그 결과 잠을 설친 사람들은 타인에게 공감하는 뇌 부위가 활성화되지 않는 것이 확인됐습니다. 연구팀은 또 171명의 성인 남녀를 대상으로 손목시계 형태의 장치를 통해 나흘 동안 수면의 질을 측정했습니다. 나흘 뒤 연구팀은 뒤에 오는 사람을 위해 엘리베이터 문이나 출입문을 잡아 주거나 자원봉사를 하고 싶은 욕구, 낯선 사람이 다쳤을 때 도와주고 싶은 욕구 등에 대한 심리 조사를 했습니다. 그 결과 수면 부족에 시달린 사람들은 충분한 수면을 취한 사람들보다 타인을 배려하고 도와주려는 욕구 점수가 약 3분의1 수준인 것으로 나타났습니다. 마지막으로 연구팀은 2001~2016년 미국 내 300만건 이상의 자선 기부금에 대한 자료와 서머타임의 상관관계를 분석했습니다. 서머타임이 실시되면 사람들의 수면 시간이 1시간가량 줄어드는 것으로 알려져 있습니다. 분석 결과 서머타임 기간에 기부금이 평소보다 10% 이상 줄어든 것으로 조사됐습니다. ●수면 부족, 개인뿐 아닌 사회적 문제 지금까지 잠과 관련된 많은 연구는 대부분 신체 건강에 미치는 영향에 대한 것들이었습니다. 그렇지만 이번 연구는 수면이 정신 건강과 타인과의 상호 관계에 미치는 영향을 다양한 분석으로 명확히 보여 주는 첫 번째 연구라는 평가를 받았습니다. 연구를 이끈 수면학자 매슈 워커 UC버클리 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 수면 부족이 개인 건강을 해칠 뿐만 아니라 사회적 상호작용을 저하시키고 사회적 연대감까지 떨어뜨린다는 사실을 밝혀냈다”며 “충분한 수면을 취하지 않는 것은 단순히 개인적인 문제가 아니라 사회 전체의 안녕을 해치는 행위”라고 강조했습니다.

학창시절 누구나 한 번쯤 ‘공부를 잘 하려면 엉덩이가 무거워야 한다’는 말을 들어봤을 것이다. 오랜 시간 인내심을 갖고 집중하는 것이 성적 향상의 지름길이라는 말이다. 또 일을 할 때 명확한 목표를 갖고 추진하는 힘이 필요하다는 말도 있다. 그런데 새로운 것을 배울 때 이런 지나친 목표지향성과 집중력이 오히려 방해 요소가 될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 대구경북과학기술원(DGIST), 영국 그리니치대, 헝가리 외트뵈시 로란드대, 인지신경과학·심리학연구소, 프랑스 클로드 베르나르 리옹1대학 공동 연구팀은 기능성 자기공명 영상(fMRI) 기술을 활용해 통계적 학습과 뇌의 신경학적 연결망 관련성을 규명했다고 9일 밝혔다. 이 연구는 인간이 새로운 것을 학습하는 능력에 대한 비밀을 풀 수 있는 기반이 될 것이라는 평가를 받고 있다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴로이미지’에 실렸다. 통계적 학습은 주어진 환경에서 스스로 규칙성을 파악하고 적응해 다른 문제를 해결할 수 있는 인지능력이다. 지금까지는 뇌의 여러 영역들이 어떻게 통계적 학습을 가능케 하는지 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 20대 성인 남녀 31명을 대상으로 컴퓨터를 이용해 ASRT라는 통계적 학습을 시키면서 fMRI로 활성화되는 뇌 영역을 촬영했다. 그 결과, 전두엽에 있는 상전두회(superior frontal gyrus)를 중심으로 펼쳐진 하향조절에 관련된 영역과 연결망이 관련돼 있다는 것이 확인됐다. 상전두회는 기억과 충동 억제에 있어서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는 뇌 부위이다. 연구팀에 따르면 해당 영역의 연결 강도가 약할수록 통계적 학습을 잘하는 것으로 나타났다. 목표지향적 행동이나 집중도와 관련있는 뇌 영역의 개입을 줄이는 것이 새로운 것을 배우고 익힐 때 도움이 될 수 있다는 말이다. 연구를 이끈 전현애 DGIST 교수는 “이번 연구는 통계적 학습에 관여하는 신경학적 연결망이 뇌의 어느 부위에서 일어나는지 활성화되는지 확인하고 뇌 연결망을 중심으로 학습 능력을 높이기 위한 새로운 방법 개발에 도움을 줄 것”이라고 설명했다.

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.

인류가 나무 위에서 내려와 걷기 시작하고 사회를 이룬 뒤 가장 먼저 가축화시킨 야생동물은 개라고 알려져 있습니다. 인간과 가장 가까운 반려동물인 개가 사람의 말을 따르는 것은 언어를 이해하기 때문인지, 행동을 보고 판단하는 것인지는 생물학 분야 연구자들이 품고 있는 오랜 궁금증 중 하나입니다. 헝가리 외트뵈시 로란드대 생물학연구소, 응용언어·발성학과, 헝가리과학원 신경행동학연구실, 언어발성학연구실 공동연구팀은 개는 사람의 말을 알아듣고 친숙한 언어와 그렇지 않은 언어도 구분해 다른 반응을 보인다고 9일 밝혔습니다. 동물이 사람의 서로 다른 언어를 구분할 수 있다는 것을 증명한 첫 연구라고 합니다. 이 같은 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴로이미지’ 1월 6일자에 실렸습니다. 연구팀은 외국어를 할 줄 모르는 주인과 지내는 다양한 종의 3~11살짜리 개 18마리를 골랐습니다. 연구팀은 개들에게 생텍쥐페리의 ‘어린왕자’를 헝가리어와 스페인어로 들려주면서 새로운 언어를 들었을 때 어떤 반응을 보이는지 관찰했습니다. 또 익숙한 언어와 생소한 언어를 들었을 때 뇌에서 나타나는 반응을 관찰하기 위해 개의 뇌를 기능성자기공명영상(fMRI) 촬영했습니다. 연구 결과 개들은 연주음, 소음 등 비언어음과 말소리를 들었을 때 측두엽에 위치한 1차 청각 피질 활동이 뚜렷한 차이를 보인다는 것을 확인했습니다. 이는 개도 말과 단순한 소리를 구별할 수 있음을 보여 주는 것이라고 연구팀은 설명했습니다. 스페인어와 헝가리어로 된 소설을 각각 들려줬을 때는 또 다른 뇌 영역인 2차 청각 피질이 반응하는 것이 관찰됐습니다. 이에 연구팀은 개들이 스페인어와 헝가리어 이외의 또 다른 언어도 구별할 수 있는지 추가 실험을 했습니다. 연구팀은 개의 뇌도 인간 뇌와 마찬가지로 언어와 비언어는 물론 언어 간 차이를 구별할 수 있게 돼 있다고 설명했습니다. 인간과 함께 생활하면서 평소 접하는 언어의 규칙성을 파악하기 때문에 나이가 든 개들일수록 언어의 차이를 쉽게 구분해 내는 것이라고도 추정했습니다. 연구를 주도한 아틸라 앤딕스 박사는 “사람은 말을 시작하기 전 영유아 때부터 모국어와 외국어의 차이를 이해하지만 동물들은 그러지 못한 것으로 알려져 있었다”고 말했습니다. 앤딕스 박사는 “이번 연구는 언어의 규칙성을 파악하는 것이 인간 고유의 특징이 아닐 수도 있다는 걸 보여 주는 첫 번째 연구”라면서 “개가 인간과 함께 살아온 수만년 동안 언어 부분 뇌기능이 진화했을 가능성도 배제할 수 없다”고 덧붙였습니다. 오랜 진화의 역사를 보면 인간도 처음부터 언어를 사용할 수 있도록 만들어지진 않았습니다. 그렇기 때문에 다른 동물들 역시 인간의 언어와 같은 의사소통체계를 갖도록 진화하지 말라는 법도 없을 것입니다. 우리가 흔히 다른 사람을 욕할 때 ‘개만도 못한’처럼 개를 들먹거리는 경우가 많은데 오랜 세월이 지난 뒤에는 어쩌면 개들이 ‘사람만도 못한’이라며 말을 하며 욕을 할지도 모르겠다는 상상이 문득 스칩니다.

오래전에 돌아가신 내 할머니는 1910년대에 태어나신 분이고 천지만물에 혼이 있다고 믿으셨다. 키우던 화초는 물론이고 공원의 바윗돌이나 이런저런 가전제품, 심지어는 부엌 같은 공간도 산 사람처럼 대하셨다. 텔레비전이 지직거릴 때 한 대 툭 치면, 그렇게 때리면 화내니 살살 달래라고 하셨다. 당시의 텔레비전은 때리면 잘 나오곤 했다. 나는 텔레비전을 어떻게 살살 달래는지 알 수 없었다. 과학을 공부하고 인간과 자연, 물질과 정신을 엄격하게 구분하는 세계관에 익숙한 나는 밥솥과도 대화하는 할머니가 미신을 믿는다고 생각했다. 과학의 역사는 근대과학의 기계적, 이분법적 세계관이 완전하고 유일한 것이 아님을 알려 준다. 근대 물리학의 아이콘 아이작 뉴턴은 보이지 않지만 연결된 힘에 의해 우주가 작동하는 물활론적 사고를 갖고 있었다. 그런가 하면 서구 과학자들 중에는 인간조차 물질들의 결합에 의해 작동하는 매우 정교한 기계장치로 보는 이도 있었다. 근대과학은 기계론적 세계관에 기초하지만 과학기술이 발전하면서 인간과 자연, 물질과 정신의 경계가 오히려 불확실해지는 현상을 볼 수 있다. 최근 기후 문제가 현실로 다가오면서 지구를 물질 덩어리가 아니라 생물과 물질이 상호작용하는 유기체로 보는 관점에 동의하는 사람들이 많아졌다. 다른 한편에서는 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 뇌파를 측정하고 이를 통해 인간 정신을 분석할 수 있게 됐다. 다시 말해 인공물의 발달에 힘입어 인간 정신을 물질 기반에서 연구할 수 있게 됐다.비인간 존재들 중 동식물과 인간이 맺는 관계도 사회발전과 경험치에 따라 달라진다. 한국에서 개의 위상은 반세기 만에 극적으로 달라졌다. 여름날 보신용 가축에서 사랑스러운 애완동물 단계를 지나, 이제 개는 동등하게 상호교감하는 인간의 반려자가 됐다. 즉 인간 중심으로 사고하고 인간과 비인간 존재들을 구분하는 세계관에서 벗어나는 중이다. 내 할머니는 평생 개를 반려 대상으로 여기지 않았다. 나는 인식의 전환을 겪었고 아마도 내 손자 세대는 개를 반려 대상으로 보는 세상에서 자랄 것이다. 새로운 관계맺기에는 그에 맞는 사회제도가 필요하다. ‘동물보호법’은 1991년에 제정됐지만 반려동물 관련 조항은 2014년에야 포함됐다. 지금 우리가 물질과 맺는 관계에서도 변화의 조짐이 보인다. 할머니와 달리 나에게 텔레비전은 혼 따위를 가지지 않는, 그래서 달랠 수 없는 그냥 물질이었다. 그러나 지금 우리 주변의 많은 전자기기와 가전제품들은 우리에게 말을 걸고, 대답을 하고, 무엇인가 가르치거나 시키기도 한다. 아직은 시작 단계이지만 좀더 기술이 발전하면 SF나 게임에서 보았던, 인간이나 반려동물에 버금가는 의사소통과 상호작용이 가능한 각종 기계들과 함께 살아가게 될 것이다. 사람들이 이 기계를 성능 좋은 물질 덩어리로 볼 것인지, 비인간이지만 인간과 상호작용하는 새로운 어떤 존재로 볼 것인지에 따라 관계맺기가 달라질 것이다. 서비스 로봇의 겉모습이 불쾌한 골짜기를 넘을 정도가 되면 같은 기능을 가졌지만 뼈대만 있는 로봇보다 인간은 더 교감을 나누는 존재로 받아들일 수도 있다. 반려견의 예에서 보았듯이 인간과 기계 사이에 새로운 관계가 맺어지면 그에 걸맞은 새로운 제도와 관습이 생겨나게 될 것이다. 그러면 어떤 행위를 두고 로봇 학대인지 부주의한 사용인지에 대한 논쟁은 일어나지 않을 것이다.

개는 사람 아이와 같은 방식으로 각 단어 사이의 경계를 배울 수 있어 주인의 말귀를 어느 정도 알아 듣게 된다는 연구 결과가 나왔다. 아이는 각 단어의 뜻을 실제로 알기 전 연속된 말 속에서 새로운 단어를 찾는 법을 스스로 터득한다. 단어가 어디서 끝나고 다른 단어가 어디서 시작하는지를 알기 위해 아이는 어떤 음절이 함께 나타나서 단어를 형성할 가능성이 큰지를 추적하는 복잡한 계산 능력을 자신도 모르게 사용한다. 헝가리 외트뵈시로란드대 연구진은 뇌 영상 기술을 사용해 개 역시 사람과 비슷한 방식으로 사람이 말하는 단어를 구별할 수 있다는 사실을 알아냈다.연구진은 개를 대상으로 각각 뇌파 활동을 측정하는 뇌파기록장치(EEG)와 뇌의 혈류 변화를 감지하는 기능성자기공명영상장치(fMRI)를 사용해 개가 사람의 말 소리를 알아듣기 위해 사람 아이와 비슷한 뇌 영역을 사용한다는 것을 확인했다. 연구 주저자인 헝가리 행동학자 메리애나 보로스 박사는 “사람의 경우 뇌의 일반적인 학습 관련 영역과 언어 관련 영역은 모두 이런 과정에 관여하고 있는데 개 역시 마찬가지인 것으로 나타났다”고 설명했다. 보로스 박사는 또 “뇌의 일반적이거나 전문적인 영역 모두 음성에 관한 통계 학습에 관여하는 것처럼 보이지만, 활성화 패턴은 두 가지로 달랐다”면서 “기저핵과 같은 일반 영역은 단지 음절을 계산하기만 하면 단어를 찾기 쉬운 구조화된 음성 흐름보다 음절을 계산해도 단어를 찾을 수 없는 무작위 음성 흐름에서 더 강하게 반응했다”고 말했다. 이어 “청각피질과 같은 전문 영역은 구조화된 음성 흐름에 더 많이 반응했다”고 덧붙였다. 사람의 경우 청각피질은 언어를 통한 통계 학습에서 핵심적인 역할을 한다. 이에 대해 보로스 박사는 “우리는 청각피질의 활동 증가를 학습이 남긴 흔적이라고 생각한다”고 말했다. 이번 연구에 참가한 개는 검사 중에 움직이지 않도록 훈련돼 있어 깨어 있어도 움직이지 않는 협조적인 개체만을 대상으로 했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 최신호에 실렸다.

<10회>투자하는 마음 다스리기지인 투자 성공담에 불쑥 드는 질투이성 얼어붙게 해 투자에는 부정적타인 성취에 질투 느끼는 건 뇌의 작용‘투자≠타인과 대결’ 기업 분석에 집중질투, 나를 성장시키는 원동력 삼아야 #편집자 주 당신의 마음은 안녕하신가요? ‘오늘하루 마음읽기’에서는 날씨처럼 시시각각 변하는 우리 마음속 이야기를 젊은 정신건강의학과 전문의 4명이 친절하게 읽어 드립니다. 열 번째 회에서는 주식 투자를 하며 느끼게 되는 ‘질투’라는 감정에 대해 최명제 건대하늘정신건강의학과의원 원장과 함께 살펴봅니다.사람들은 보통 어떻게 주식 투자에 뛰어들까. 우선, 책이나 뉴스를 통해 주식의 세계를 알게 된 이후 자신만의 투자철학을 세워 천천히 시장에 발을 들여놓는 이들이다. 반면, 가까운 사람들로부터 ‘이 종목이 좋다더라’는 식의 투자 정보나 ‘여기에 투자했는데 돈을 벌었다’는 일화를 듣고 뛰어드는 사람도 많다. 월급만 꼬박꼬박 예·적금 통장에 모으다가는 ‘벼락거지’(부동산, 주식 가격 상승으로 상대적으로 가난해진 사람들)가 될 수 있다는 두려움을 느끼는 직장인들에게 주식 등 투자로 큰돈을 벌었다는 이야기는 매혹적으로 들릴 수밖에 없다. 우리를 솔깃하게 만드는 투자 성공담의 주인공들은 멀리 있지 않다. 대학 동기나 옆자리에 앉아있는 직장 동료 등이 그들이다. 워런 버핏이 주식으로 많은 재산을 불렸다고 한들 질투하는 사람은 있겠냐만은, 자신과 비슷한 처지였거나 가까운 사람이 투자로 ‘대박’을 쳤다는 소식을 듣는다면 얘기가 달라진다. 당장 부러움을 넘어 시기, 질투가 날 것이다. 동시에 이런 생각도 든다. ‘난 뭘 하고 있는 거지?’ ●득이 되는 질투와 실만 되는 질투 질투는 투자에 어떤 영향을 미칠까. 어떤 질투인가에 따라 다르다. 아리스토텔레스는 질투를 두 가지로 나눠 설명했다. 우선, 남과 비교를 통해 부족함을 깨닫게 하는 질투는 자신을 발전시키는 원동력이 되기도 한다. 반면, 악의적 질투도 있다. 내 것이 아닌 타인의 소유물을 탐낼 때 드는 증오의 감정이다. 이 증오는 타인의 성취를 방해하거나 훼손시키려고 애쓰게 만든다. 투자에서 질투와 시기심이 부정적으로 작용한다면 결국 그 피해는 본인에게 간다. 질투심이 이성을 얼어붙게 만들기 때문이다. 타인이 투자수익을 냈다고 질투를 느낀다면 이는 나의 투자철학에도 부정적 영향을 미친다. 단기 투자, 소문에 의한 투자, 급등주식 매수, 빚을 내서 하는 투자 등 위험한 방향으로 나아간다. 개인의 투자철학을 견고히 쌓기 위한 공부나 분석은 뒷전으로 밀려난다. ●사촌이 땅을 사면 배가 아픈 건 뇌가 시킨 일 사실 질투를 느끼는 건 뇌가 자연스럽게 반응한 결과다. 일본 교토대 의학대학원의 다카하시 히데히코 교수는 질투를 신경생물학으로 분석해보기로 했다. 이를 위해 젊은 남녀 연구대상자 19명에게 가상의 시나리오를 주고 자신을 주인공으로 생각하도록 했다. 주인공이 된 연구대상자들은 사회경제적으로 평범한 이들이었지만, 시나리오 안에 설정된 대학 동창생들은 사회진출 후 자신보다 훨씬 성공한 사람들이었다. 실험참가자가 시나리오의 상황을 받아들이는 동안 연구진은 뇌의 반응을 기능성자기공명영상(fMRI) 장치로 촬영했고, 동시에 동창생들에게 느끼는 부러움을 점수로 매기도록 했다. 설문과 fMRI 분석 결과 질투를 강하게 느낄수록 배측전방대상피질의 반응이 높게 나타났다. 이 영역은 불안이나 고통을 느낄 때 활성화된다. ‘사촌이 땅 사면 배가 아프다’는 속담처럼 자신의 분야에서 성공한 친구들의 이야기를 들을 때 강한 불안이나 고통을 느끼는 경향이 있다는 것이다.다음으로 연구진은 성공한 친구가 시험 부정행위로 적발되거나 식중독에 걸리는 시나리오에 노출한 뒤 연구대상자를 상대로 설문조사와 fMRI를 시행했다. 대학 동창생의 불행을 읽어 내려가는 참가자들의 복측선조체가 강하게 활성화했다. 이는 기쁨, 중독과 관련 있는 뇌 안의 보상회로인데 강한 질투를 느끼는 상대의 실패나 불행을 보고 우리의 뇌는 즐거움을 느낀다는 뜻이다. 2017년 ‘사이언티픽 리포트’에 실린 연구 결과도 나쁜 질투가 우리의 판단을 왜곡시킨다는 점을 보여준다. 이 연구에서는 평소 질투 성향이 높은 사람의 뇌를 분석했다. 그 결과 감정조절, 집중력, 기억력, 합리적 사고 등 고차원적 인지 담당하는 부위의인 배외측 전전두엽 회백질이 두꺼울수록 질투 성향이 높았다. 연구진은 회백질이 두꺼울수록 뇌의 효율성이 떨어져 타인과 차이가 나는 이유를 합리적으로 인지하지 못하고, 감정조절이 되지 않아 높은 질투 성향을 보이게 된다고 분석했다. 상승장에서 매수 기회를 놓치고, 하락장에서는 매도를 못 했을 때 기분이 어떤가. 적지 않은 투자자들이 초조함을 느끼게 된다. 증시 흐름을 타지 못하고 소외될 때 느끼는 감정을 ‘포모(FoMO)증후군’(Fear of Missing Out·소외공포)이라고 부른다. 주변에 온통 투자에 성공했다는 이야기가 넘쳐나기에 투자하지 않으면 나만 손해 보는 것 같은 기분이 든다는 것이다. 비교와 질투는 소외감이나 두려움, 열등감으로 이어진다. 이런 감정은 이성적 판단을 방해해 애초 세웠던 신념을 흔들리게 한다. 이 상황에서 제대로 된 선택을 하기란 무척 어렵다. ●찰리 멍거 “질투는 가장 어리석은 죄” 주식 투자를 할 때 집중해야 할 건 타인의 투자 성과가 아닌 본인이 투자할 기업이다. 친구나 동료가 수익을 냈다고 내가 돈을 잃는 것은 아니며, 그 반대 또한 아니다. 질투심에 사로잡히는 대신 기업의 성장 가능성, 경쟁력 등을 꼼꼼하게 살피고 투자해야 한다. 분석과 경험을 통해 신념과 확신을 가진다면 외부요인에 의해 투자 원칙이 흔들리지 않을 것이다.워렌 버핏의 오른팔인 찰리 멍거는 질투를 두고 ‘가장 어리석은 죄’라고 말했다. 자신의 발전과 즐거움에 전혀 도움이 되지 않으며 오히려 비참한 감정을 느끼게 하기 때문이다. 하지만 질투는 누구나 겪는 감정이다. 어떻게 사용하느냐에 따라 주식 투자에도 긍정적인 방향으로 적용할 수 있다. 타인의 것을 빼앗아 오기 위한 질투심이 아니라, 나를 잘 알고 성장시키는 원동력으로 삼아보는 것은 어떨까? 필자인 최명제 정신건강의학과 전문의는 건대하늘정신건강의학과의원 원장을 맡고 있다. 의사들이 직접 글을 쓰는 정신의학신문의 운영진으로 활동하고 있으며 경제적 의사결정에 우리의 심리가 어떤 영향을 미치는지 쉽게 풀어 설명해왔다.

글을 읽고 이해하는 ‘문해력’은 학업성취도는 물론 원활한 사회생활을 위해서도 중요한 요건이다. 최근 들어 문해력에 대한 관심이 높아지면서 서점가에서는 관련 서적들이 쏟아져 나오고 있다. 많은 전문가들이 문해력의 핵심은 ‘독서’라고 강조하고 있다. 그런데 매일 규칙적으로 하는 독서는 문해력 향상 뿐만 아니라 뇌졸중 예방은 물론 뇌졸중 환자들의 재활에도 유용하다는 연구결과가 나왔다. 미국 조지타운대 종합병원 신경과, 재활의학과, 드렉셀대, 펜실베니아대, 워싱턴 메드스타 국립재활병원 공동연구팀은 언어 관련 중추를 지속적으로 자극시키는 것이 뇌졸중 재활에서 필요한데 특히 규칙적인 독서활동이 도움이 된다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘브레인 커뮤니케이션즈’ 8월 30일자에 실렸다. 뇌졸중은 뇌기능의 부분적, 전체적 장애가 상당 기간 지속되는 질환으로 뇌혈관이 막혀 발생하는 뇌경색과 뇌혈관이 터져 생기는 뇌출혈로 나뉜다. 뇌졸중이 생기면 여러 증상이 생기는데 뇌졸중 환자 5명 중 1명 꼴로 지속적 언어장애가 나타난다. 연구팀은 뇌졸중 환자 30명과 일반인 37명을 대상으로 독해력과 소리를 듣고 이해하고 사용하는 음운학적 능력을 측정했다. 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI) 기술을 이용해 회백질 부위와 뇌졸중 발생 부위를 정밀 측정했다. 분석 결과 언어장애를 겪고 있는 뇌졸중 환자들은 ‘언어’ 기능을 관장하는 좌뇌에 문제가 생긴 것인데 두 가지 다른 패턴을 보이는 것으로 나타났다. 왼쪽 전두엽 부분과 관련된 뇌졸중은 정확하고 명확한 음성을 만들어 단어를 소리내는데 문제를 일으키고 왼쪽 측두엽과 두정엽에 문제가 생긴 뇌졸중 환자는 단어의 정확성을 판단하는 능력과 소리의 뜻을 정확히 파악하는 청각운동 기능에 문제가 생기는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 뇌졸중 환자의 언어기능 장애 재활치료를 위해서는 책을 매일 규칙적으로 읽는 것이 필요하다고 밝혔다. 연구를 이끈 피터 터켈타웁 조지타운대 의대 교수는 “이번 연구는 뇌졸중이 환자의 언어능력에 어떤 영향을 미치는지 신경해부학적, 인지과학적 기초를 명확히 하고 규칙적인 독서활동이 재활에 도움이 된다는 사실을 제시했다는데 의미가 있다”라고 설명했다. 한편 미국 로마린다대 공중보건대 영양학 및 예방의학센터, 통합보건대 식품영양학과, 스페인 아우구스트 파이아이수니어 생물의학연구소, 카를로스3세 연구소, 바르셀로나 델마르 의학연구병원(IMIM), 발렌시아대 의대 예방의학 및 공중보건학과, 비영리 연구교육기관인 식이지방산연구소(FARI) 공동연구팀은 매일 견과류, 특히 호두를 섭취하는 것이 좋은 콜레스테롤을 늘려 뇌졸중을 비롯한 심혈관 질환을 예방하는데 도움이 된다고 3일 밝혔다. 이 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘순환’ 8월 31일자에 실렸다. 연구팀은 2012년 5월부터 2016년 5월까지 스페인 바르셀로나와 미국 캘리포니아 로마린다에 거주하는 건강한 63~79세 남녀 708명을 두 그룹으로 나눠 한 집단은 매일 하루 호두 반 컵 씩 섭취하도록 하고 다른 쪽은 호두를 제공하지 않았다. 실험이 끝난 2년 뒤 연구팀은 참가자들의 혈중 콜레스테롤 수치와 지질 단백질 수치, 뇌기능을 분석했다. 그 결과 호두를 장기 섭취한 사람들은 ‘나쁜 콜레스테롤’인 LDL 수치와 총 콜레스테롤 수치가 낮아지는 것으로 나타났으며 심혈관질환과 혈관성 치매, 뇌졸중 발병 비율도 현저하게 낮은 것으로 조사됐다. 고혈압과 고지혈증으로 치료를 받고 있던 사람들도 2년 동안 호두를 섭취한 결과 대부분 콜레스테롤수치와 혈압이 정상에 가깝게 떨어지는 것으로 조사됐다. 남성은 LDL 콜레스테롤 수치가 이전에 비해 7.9%, 여성은 2.6% 감소한 것으로 나타났다. 스페인 바르셀로나 델마르 의학연구병원 에밀리오 로스 교수는 “매일 호두를 한 줌씩 먹는 것은 심혈관 건강을 증진시키는 간단한 방법으로 식단에 호두를 비롯한 다양한 식단을 포함시킬 경우 콜레스테롤 수치를 낮추고 심혈관질환과 뇌졸중을 예방하는데 도움이 될 것”이라고 말했다.

다른 사람의 말을 집중해서 잘 듣는 ‘경청’은 대화를 하는데 있어서 중요한 요소이다. 대화를 잘 하기 위해서는 경청이 중요하다는 것은 알고 있지만 실제로 대화를 할 때는 듣기보다는 말하는 것을 즐기는 사람들이 더 많다. 그런데 신경과학자들이 말하는 것보다 경청이 뇌 건강에 도움이 된다는 재미있는 연구결과를 내놨다. 미국 뉴욕대 의대 인지신경학센터, 보스턴 프레이밍엄 연구단, 하버드대 인구·발달연구센터, 하버드대 공중보건대, 보스턴대 공중보건대 생물통계학과, 보스턴대 의대 신경학과, 텍사스대 보건과학센터 알츠하이머 및 퇴행성신경질환연구소, 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스), 브리검여성병원 알츠하이머 연구 및 치료센터, 호주 모나쉬대 뇌·정신보건연구소 공동연구팀은 남의 말을 잘 듣는 사람이 자기 말만 하는 사람들보다 뇌가 훨씬 젊고 뇌기능도 더 발달해 있다고 밝혔다. 또 잘 듣는 사람과 가까이 하거나 경청 연습을 하는 것이 뇌건강에도 도움이 된다고 덧붙였다. 이번 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’ 8월 17일자에 실렸다. 신경과학자들은 노화나 질병으로 인한 뇌기능의 퇴화를 막기 위해서는 운동, 긍정적 사고, 사회적 상호작용, 독서나 퍼즐 같은 규칙적인 정신적 자극이 필요하다고 조언하고 있다. 연구팀은 이런 활동들이 뇌 인지복원력과 관련있다는 점에 착안하고 뇌 건강 유지를 위한 다른 요소는 없는지에 주목했다. 연구팀은 미국 매사추세츠 프라이밍엄에 사는 성인 5000여 명을 대상으로 1983년부터 2003년까지 약 20년 동안 흡연, 당뇨, 비만, 운동여부는 물론 사회적 관계를 어떻게 맺고 있는지에 대해 연구한 ‘프라이밍엄 심장 연구’(FHS) 데이터를 활용했다. 연구팀은 FHS 조사에 참여한 사람 중 치매, 뇌졸중, 기타 신경질환을 앓은 적 없는 2171명을 대상으로 사회적 상호작용, 생활습관에 대해 설문조사하고 각종 건강 지수를 측정하는 한편 기능성 자기공명영상(fMRI)로 뇌의 활동을 측정했다. 연구 결과, 뇌의 부피가 작을수록 인지기능이 떨어지는 경향이 있으며 사회적 관계가 활발한 사람이 그렇지 못한 사람들보다 뇌의 부피가 더 크고 인지기능이 우수한 것으로 나타났다. 그런데 사회적 관계가 활발한 사람들은 대부분 말하기보다는 다른 사람의 말을 잘 듣는 경청습관을 갖고 있는 것으로 조사됐다. 연구팀의 분석에 따르면 인지 회복력이 가장 뛰어난 사람들은 경청 습관이 있는 이들이었으며 그 다음으로는 자신의 말을 들어줄 수 있는 친구나 가족을 갖고 있는 사람들로 나타났다. 인지 회복능력이 가장 떨어지는 사람은 듣기보다 말하기를 좋아하는 이들이었다. 이들은 알츠하이머 같은 퇴행성 뇌질환 가능성이 다른 사람들보다 높은 것으로도 나타났다. 또 경청습관이 있는 사람들은 말하기 좋아하는 사람들보다 뇌의 나이가 최소 4살 젊은 것으로 나타났으며 뇌 부피도 더 큰 것으로 조사됐다. 연구팀은 자신의 말을 앞세우는 것보다 타인의 말을 잘 들어주는 사람들이 사회적 관계도 우수하다고 밝혔다. 이와 함께 연구팀은 다른 사람의 말을 잘 들어주는 연습을 통해 뇌 기능과 인지 회복력을 높일 수도 있다고 덧붙였다. 신경과학자인 조엘 살리나스 뉴욕대 의대 교수는 “인지회복력은 뇌의 노화를 막고 뇌신경관련 질환에 대한 완충 역할을 하는 것으로 알려져 있다”라며 “대표적인 퇴행성뇌질환인 알츠하이머 치매에 대한 치료법이 없는 상황에서는 병을 예방하고 질병의 진행을 막기 위해 인지회복력이 중요하고 그 핵심이 경청에 있다는 것은 시사하는 바가 크다”라고 설명했다.

초, 중, 고등학교를 다니는 자녀가 있는 부모들은 아이들이 자신들보다 공부를 잘 했으면, 특히 대학입시와 직결되는 수학과목을 잘 했으면 하는 바람을 갖고 있다. 방학을 맞아 서점을 찾거나 오프라인 서적 교육분야만 봐도 수학공부를 잘할 수 있는 ‘비법’(?)을 공개한 책들이 상당히 많다는 것을 알 수 있다. 공통적으로 공부를 잘 하기 위해서는 오랜 시간 자리에 앉아 집중해야 하며 수학시험에 익숙해지기 위해서는 기본 개념을 완벽하게 이해하고 문제를 많이 풀어보라고 조언하고 있다. 그렇지만 오랜 시간 책상 앞에 앉아 교과서와 문제집을 열심히 공부하는데도 생각만큼 성적이 오르지 않는 경우도 적지 않다. 책이나 전문가라는 사람들이 조언하는 것 말고 다른 것이 있는 것이 아닐까. 이런 상황에서 뇌신경과학자, 인지과학자, 심리학자들은 뇌 속 특정 신경전달물질이 많은 아이들이 수학성적이나 학업성취도가 높다는 연구결과를 내놨다. 영국 옥스포드대 실험심리학과, 스완지대 심리학과, 러프버러대 수학인지연구센터, 서리대 심리학과, 애스턴대 심리학부, 미국 퍼듀대 보건·인간과학부 공동연구팀은 학업성적, 특히 수학성적은 뇌 후두정엽의 두정엽내고랑 부분 ‘가바’(GABA)와 ‘글루타메이트’라는 신경전달물질의 양과 비율이 좌우한다는 사실을 확인했다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 7월 23일자에 실렸다. 연구팀은 20세 이상 성인과 6~19세 아동, 청소년 255명을 대상으로 수학시험(60분)과 일반 인지능력 평가(30분)를 실시했다. 또 1년 6개월이 지난 뒤 다시 수학과 인지능력 분야 평가를 했다. 이와 함께 연구팀은 시험 전후에 실험참가자들의 뇌를 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 촬영했다. 연구팀은 fMRI를 통해 뇌신경전달물질 중 가바(GABA)와 글루타메이트 분비에 주목했다. 가바(GABA)는 억제성 신경전달물질이며 글루타메이트는 글루탐산으로 불리는 흥분성 신경전달물질이다. 흔히 가바는 수면 유도에 도움이 되며 글루타메이트가 체내에 과다분비될 경우는 치매나 각종 신경정신질환을 앓을 가능성이 높은 것으로 알려져 있다. 가바는 학습능력과 뇌 가소성에도 영향을 미친다는 연구결과들이 있다. 뇌 가소성은 개인이 평생동안 겪는 환경변화나 자극 등으로 조금씩 변할 수 있는 능력이다. 분석 결과부터 보면 가바와 글루타메이트의 농도가 수학과 같은 복잡한 학습능력과 밀접한 관계를 갖고 있으며 아동·청소년과 성인의 수리인지능력과 두 신경전달물질의 농도는 서로 다른 상관관계를 보이는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 20대 이하 아동, 청소년에게 있어서는 두정엽내고랑 부분의 가바 수치가 높을수록 수에 대한 인지능력이 뛰어나고 수학성적도 높은 것으로 조사됐다. 글루타메이트 수치가 아동, 청소년들의 수학성적은 그에 못 미치는 것으로 조사됐다. 반면 20대 이상 성인에게 있어서 두정엽내고랑 부분 가바 수치가 높으면 오히려 수학성적이나 수리인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 오히려 글루타메이트 수치가 높은 성인들이 수리에 밝은 것으로 확인돼 전혀 반대의 결과를 보인 것이다.연구를 이끈 영국 옥스포드대 로이 코언 카도시 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 뇌 가소성에 관여하는 신경전달물질이 연령으로 표현되는 인간의 발달단계에 따라 관여하는 정도가 달라진다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 카도시 교수는 “신경전달물질이 학업성취도나 수학성적에 상당한 영향을 미치는 것도 사실이지만 수학공부를 중도에 포기하거나 하지 않는 경우는 수학을 더 못하게 되고 학업성적까지 떨어지게 된다”라며 “앞서 연구에서 수학공부를 중도 포기할 경우 전체적인 뇌인지기능이 떨어진다는 사실도 염두에 둬야할 것”이라고 덧붙였다. 카도시 교수는 수학·수리인지와 학습인지능력 분야에서 세계적인 학자이다. 카도시 교수가 이끄는 옥스포드대 연구진은 러프러버대 수학인지연구센터, 웰컴 통합신경이미지연구센터와 함께 아동, 청소년기에 수학 공부를 포기하거나 중단하면 뇌인지기능 발달에 부정적인 영향을 미친다는 연구결과를 지난 6월 8일 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표하기도 했다.

한 번에 많은 양의 음식을 먹고 배가 부른데도 계속 먹는 폭식이나 다이어트에 집착해 비정상적인 음식섭취 현상을 보이는 거식증 등은 신경정신과 질환으로 분류된다. 폭식의 경우 최근 유튜브 등을 통해 ‘먹방’이 유행하면서 문제가 없는 것으로 인식되고 있지만 이 역시 대표적인 식이장애 중 하나이다. 그렇다면 섭식장애는 뇌가 이상이 있기 때문에 생기는 것일까, 섭식 이상행위로 인해 뇌에 이상이 생겨 강화가 되는 것일까. 일반적으로 각종 정신과적 문제가 뇌에 영향을 미쳐 음식섭취 행위에 이상이 유발시키는 것으로 알려져 있다. 정신신경학자들이 섭식장애 행동으로 인해 뇌 신경망에 이상이 발생하고 이것이 섭식장애를 강화시킨다는 사실을 밝혀냈다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 의대 정신과학과, 콜로라도대 의대 정신과학과, 콜로라도 주립식이장애치료센터 공동연구팀은 폭식, 거식증 같은 섭식장애 행동은 뇌의 보상반응시스템과 음식섭취 제어 회로를 변화시켜 문제를 만성화시키고 치료를 어렵게 만드는 경향이 있다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 정신과학’ 7월 1일자에 실렸다. 연구팀은 197명의 섭식장애를 앓고 있는 여성과 120명의 정상 여성을 대상으로 체지방율(BMI)를 포함한 각종 신체지수를 측정하고 식사와 관련한 인식 및 설문조사를 실시하는 한편 음식과 관련한 자극에 뇌신경이 어떻게 작동하는지를 보기 위해 기능성자기공명영상(fMRI)를 측정했다. 그 결과 섭식장애가 없는 일반 여성들에게서는 BMI와 식사습관, 뇌의 보상시스템 이상이 관측되지 않았으며 이들 사이에서 섭식장애와 관련된 어떤 상관관계도 발견할 수 없었다 그렇지만 섭식장애 여성들은 BMI가 정상보다 지나치게 높거나 낮고 폭식행위가 자주 나타나는 것으로 관찰됐다. fMRI 측정 결과 섭식장애를 가진 여성들은 음식섭취와 관련된 복측 선조체와 시상하부의 연결방향이 정상인과는 반대로 형성돼 음식과 관련해 통제불능의 상태에 쉽게 빠지는 것으로 확인됐다. 또 섭식장애를 가진 여성들은 뇌 보상시스템이 과도하게 반응하고 음식섭취제어 회로는 정상적으로 작동하지 못한다는 것이다. 귀도 프랭크 UCSD 의대 교수는 “이번 연구는 식습관에 부정적인 영향을 미치는 생물학적, 행동적 요인들은 이상행동 전후에 모두 관여해 증상을 강화시킨다는 것을 알게 해준다”라며 “섭식 장애행동이 뇌의 보상체계와 음식섭취회로에 문제를 일으켜 만성화시킨다는 것을 알게 된 만큼 이를 근본적으로 치료할 수 있는 방법을 찾는데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

요즘 주식과 가상화폐의 인기가 워낙 높다보니 간혹 “그 때 왜 그 주식을 팔지 않았을까” “그 때 망설이지 말고 코인을 샀어야 했는데” “그 때 조금 더 투자하려고 했었는데” 등 과거의 선택을 후회하는 말을 하는 사람들을 볼 수 있다. 사람들이 하는 후회의 대부분은 잘못된 선택에 대한 것들이다. 잘못된 선택의 이유는 여러 가지가 있겠지만 신경과학자와 행동경제학자들은 불완전한 기억이 잘못된 선택의 주요 원인이 될 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 하스경영대학원, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경과학부 공동연구팀은 심리학과 행동경제학의 의사결정실험과 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 통해 사람들이 어떤 선택을 할 때 가장 좋아하는 것을 까먹고 우리가 어렴풋이 또는 잘못 기억하고 있는 것에 좌우된다고 14일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNSA’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 2811명의 성인 남녀를 대상으로 패스트푸드, 과일, 운동화, 샐러드 드레싱 등 6가지 종류의 소비재에 대한 선택을 조사했다. 우선 연구팀은 각각의 소비재 범주만 정해주고 좋아하는 브랜드나 종류를 선택하도록 한 ‘외부 메뉴 조건’(EMC) 조사와 소비재 범주 내에서 다양한 종류의 목록을 제시한 뒤 좋아하는 브랜드나 종류를 ‘내부 메뉴 조건’(IMC) 조사를 실시했다. 쉽게 이야기하면 EMC는 주관식, IMC는 객관식 평가라고 할 수 있다. 또 연구팀은 실험에 참가한 사람들 중 32명을 무작위로 선택해 EMC, IMC 조사를 실시하는 동안 뇌에서 어떤 일이 일어나는지 알아보기 위해 fMRI 촬영을 했다. 그 결과 사람들은 자신이 가장 좋아하는 항목보다는 덜 선호하지만 더 쉽게 기억하는 것들을 고른다는 사실이 확인됐다. 패스트푸드 같은 경우 EMC 조건에서는 많은 사람들이 맥도날드를 자신이 좋아하는 브랜드라고 선택했지만 IMC 상황에서는 다른 브랜드보다 맥도날드를 좋아하지 않는 것으로 나타난 것이다. EMC 상황에서는 맥도날드를 좋아한다고 선택한 사람들이 30%였지만 IMC 상황에서는 맥도날드를 좋아한다는 사람은 15%에 불과했고 나머지는 인앤아웃이나 칙필레 등 다른 브랜드들을 좋아한다고 답한 것이다.연구팀 관계자는 “미국인들에게 ‘좋아하는 패스트푸드점 세 개를 빨리 대보라’라고 하면 인앤아웃이나 칙필레를 훨씬 좋아하더라도 많은 사람들이 맥도널드, 웬디스, 버거킹을 대는 경우가 많다”라며 “기억력이 의사결정에 미치는 영향을 조사하기 위해 연구를 시작했다”고 말했다. 이 같은 특성은 과일이나 신발 등 다른 소비재를 선택하는데서도 똑같이 나타났다. fMRI 촬영에서도 사람들은 EMC에서는 뇌의 기억검색 영역과 가치평가 영역이 활성화되고 두 영역간 소통이 강화되는 것으로 나타났지만 IMC에서는 가치평가 영역은 활성화됐지만 기억영역의 활동은 적은 것으로 나타났다. EMC에서는 기억이 상황판단에 직접적으로 관여하는 경향이 강하게 나타난다는 것이다. 연구를 이끈 밍 쉬 UC버클리대 교수는 “IMC 상황이 원하는 것을 정확하게 결정할 있도록 도와주는 것이 사실”이라면서 “인생에서 맞닥뜨리는 대부분의 문제들은 IMC와 같은 객관식 문제가 아니라는 점에 주목한다면 제한적인 사람의 기억력이 의사결정에 지대한 영향을 미칠 수 있다는 것이 이번 연구의 의미”라고 설명했다. 연구에 참여한 행동신경학자인 앤드류 카이저 UCSF 의대 교수도 “사람들이 불완전한 기억 때문에 자신이 정말 원하는 선택을 못하는 경우가 많다는 것을 이번 연구를 통해 확인할 수 있었다”라며 “전통적 경제학 모델에 따르면 사람들은 모든 가능한 옵션에서 여러 가지를 고려한 뒤 합리적 결정을 내린다고 보기 때문에 후회할 일은 거의 없다고 주장하지만 실제로는 미리 주어진 옵션들 중에서 선택하는 것이 아니라 기억을 근거로 선택을 한다는 것”이라고 말했다. 카이저 교수는 “알츠하이머 환자는 기억력이 떨어지면서 의사결정능력도 상실하게 되는데 이번 연구로 의사결정능력이 어떻게 변화할 수 있는지 예측할 수도 있다”라며 “이번 연구결과는 소비자 조사, 공공정책 수립부터 퇴행성 신경질환 관리에 이르기까지 다양한 영역에 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노르웨이 화가 에드바르 뭉크(1863~1944)의 그림들은 독특한 화풍을 보이고 있어 미술을 잘 모르는 사람들도 그의 작품 한두 개 정도는 금세 떠올립니다. 뭉크의 작품 중 가장 대중적으로 알려진 그림은 ‘절규’입니다. 다양한 형태의 패러디 작품을 만들어 낸 1893년 작품 절규는 불행한 가정사와 깊은 우울증에 시달렸던 뭉크의 내면을 그대로 드러낸 것으로 유명합니다. 붉게 물든 하늘을 배경으로 다리 위에서 S자 모양으로 휘어진 몸에 입과 눈을 크게 뜬 채 두 볼에 손을 올리고 소리를 지르는 듯한 사람은 뭉크 자신을 표현한 것이라고도 알려져 있습니다. 지난 2월에는 절규를 그린 캔버스 왼쪽 위 구석에 연필로 거의 보이지 않을 정도로 “미친 사람에 의해서만 그려질 수 있는”이라고 쓰인 문장이 뭉크가 직접 쓴 것으로 밝혀지면서 다시 한 번 주목받기도 했습니다. 그렇지만 그림 속 사람이 절규하는 순간의 감정이나 그림을 그릴 당시 뭉크의 감정을 정확히 알 수는 없을 것입니다. 비명, 절규는 무서울 때 지르는 것으로 알려져 있는데 실제로는 그보다 더 다양한 감정들을 복합적으로 표현하고 있다는 연구 결과가 나왔습니다. 스위스 취리히대 인지·정서신경과학연구팀, 언어진화연구센터, 취리히연방공과대(ETH), 취리히 신경과학연구센터, 노르웨이 오슬로대 심리학과 공동연구팀은 사람의 비명이나 절규 속에는 최소한 6가지 이상의 감정이 표현되고 있다고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 4월 14일자에 실렸습니다. 인간을 제외한 영장류는 물론 다른 포유류 종에서 비명과 같은 외침은 포식자나 적이 나타났을 때, 환경적 위협을 느끼는 부정적 상황에 맞닥뜨렸을 때 일종의 경보 신호로 사용됩니다. 사람들도 위험에 빠지거나 절망적인 상황일 때 소리를 지릅니다. 이렇게 공포나 절망에 사로잡혀 내지르는 비명에 대해 심리학자와 뇌과학자들은 오랫동안 주목했습니다. 연구팀은 건강한 성인 남녀 12명을 대상으로 긍정적인 상황과 부정적인 상황을 제시하고 똑같이 ‘아~’ 하면서 크게 비명을 지르도록 한 뒤 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 촬영했습니다. 또 연구팀은 성인 남녀 33명을 두 그룹으로 나눠 한 집단은 앞서 실험처럼 긍정적이거나 부정적 상황을 제시한 뒤 비명을 지르도록 하고, 다른 집단은 그 비명을 듣고 어떤 감정이나 상황으로 느껴지는지 평가하도록 했습니다. 연구팀은 똑같은 실험을 또 다른 29명의 성인 남녀를 대상으로 재현했습니다. 그 결과 우리가 흔히 아는 공포 이외에도 비명과 절규 속에서 고통, 분노, 쾌락, 슬픔, 기쁨의 6가지 감정이 실려 있다는 것이 확인됐습니다. 두려움과 분노 상태에서 나오는 경고성 비명보다는 다른 감정이 더 많이 포함된 비경고성 비명이 타인에게 더 빠르고 정확하게 인지된다는 사실도 새로 밝혀졌습니다. 비경고성 비명은 뇌의 청각 영역과 전두엽 부분을 더 활성화시킨다는 것입니다. 사샤 프뤼홀츠 취리히대 교수(인지과학)는 “비명이 일반적으로 생각되는 것보다 사람의 의사소통에 더 다양하게 사용되고 있고, 이는 사람이 다른 영장류들과 다른 경로로 진화됐음을 보여 주는 또 하나의 중요한 증거”라고 말했습니다. edmondy@seoul.co.kr

“음악은 야만적인 가슴을 어루만져주는 신비한 힘이 있다.”(17~18세기 영국 극작가 윌리엄 콩그리브) “음악이란 말로는 표현할 수 없는, 그렇지만 침묵할 수 없는 것을 표현하는 수단이다.”(프랑스 작가 빅토르 위고) 거리를 지날 때나 대중교통을 이용하다보면 많은 사람들은 이어폰이나 헤드폰을 끼고 음악에 집중하는 이들을 볼 수 있다. 사람의 삶에서 음악은 빼놓고 생각할 수 없다. 영화에서 음악을 빼놓는다면 영화에 올곧게 집중할 수 없을 것이다. 등골이 서늘하게 만드는 공포영화에서 긴박감 넘치게 만드는 음악이나 소리효과가 없다면 공포감은 저멀리 사라져 있을 것이다. 많은 뇌신경과학자와 심리학자들은 인간에게 뚜렷한 생물학적 이득이 없음에도 불구하고 사람이 음악을 즐겨 듣는 이유를 찾아내기 위해 다양한 연구를 수행하고 있다. 이런 가운데 캐나다 맥길대 몬트리올 신경학연구소, 몬트리올 뇌·음악·소리 국제연구소(BRAMS), 몬트리올 뇌·언어·음악연구센터(CRBLM) 공동연구팀은 뇌의 청각회로와 보상회로 사이의 의사소통이 인간이 음악을 즐기는 중요한 이유라고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 3월 30일자에 실렸다. 연구팀은 17명의 건강한 성인남녀를 대상으로 일련의 팝 음악을 들려주면서 뇌 변화를 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 측정했다. 그 결과 음악을 들을 때 뇌의 청각회로가 보상회로를 자극함으로써 즐거움과 기쁨을 느끼는 것으로 확인됐다. 특히 좋아하는 음악이 나올 때 이 과정은 더욱 강화돼 즐거움을 느끼는 정도는 강하게 나타났다. 연구팀은 우울증을 치료할 때 많이 활용되는 ‘경두개 자기자극’ 장치를 이용해 음악을 듣기 전 보상회로를 강하게 자극시켰다. 경두개 자기자극은 자기장으로 뇌의 특정부위를 자극해 신경세포를 활성화시키거나 억제하는 비수술 뇌자극의 방법이다. 음악을 듣기 전 보상회로를 자극 받게 되면 음악을 들을 때 즐거움과 쾌락의 강도가 상당히 높아지는 것이 관찰됐다. 반면 보상회로 활성을 낮추게 되면 음악을 들을 때 단순히 외부 소리를 듣는 것처럼 즐거움을 거의 느끼지 못하는 것으로도 확인됐다. 이번 연구를 이끈 맥길대 심리학과·몬트리올 신경학연구소 로버트 자토레 교수는 “이번 연구는 청각 영역이 보상영역 사이에 상호작용을 하면서 즐거움을 유발시킨다는 사실을 확인시켜줬다”라며 “음악이 뇌 보상회로를 자극하는 방식은 음식, 돈, 술, 중독성 물질이 자극하는 것과 비슷한 방식인 것으로 조사됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

두려움을 없애고 자신감을 키울 수 있도록 사람의 뇌 기능을 무의식적으로 변하게 하는 방법을 과학자들이 알아냈다. 디코디드 뉴로피드백(Decoded Neurofeedback)이라는 이 기술은 아직 초기 단계에 있지만, 외상후스트레스장애(PTSD)나 공포증 또는 불안증과 같은 심리 상태를 치료할 잠재력을 지녔다. 일본 국제전기통신기초기술연구소(ATR) 등 국제연구진은 데크네프(DecNef)라고도 불리는 이 기술에 대한 연구 성과를 발표했다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 25일자로 전했다.보도에 따르면, 연구진은 기능적 자기공명영상촬영(fMRI) 기법에 인공지능(AI) 기술을 접목함으로써 fMRI 스캐너가 기존 측정 기록과 비교할 수 있는 뇌 활동의 변화를 실시간으로 제공할 수 있다는 점을 확인했다. 예를 들어 거미 공포증이 있는 한 사람이 타란툴라의 모습이 담긴 사진을 보면 뇌에서는 특정 방식으로 반응이 일어나고 이는 컴퓨터에 기록된다. 이후 연구진은 참가자의 뇌에서 두려움을 유발하는 반응이 일어날 때마다 금전적 혜택을 제공했다. 그 결과 이런 긍정적인 강화가 이 사람이 다시 거미 사진을 봤을 때 뇌에서 기존 방식으로 반응이 일어나지 않도록 뇌를 무의식적으로 변하게 하는 것으로 나타났다. 연구 공동저자인 ATR의 미쓰오 가와토 박사는 “패턴이 감지될 때마다 반복적으로 보상을 주는 간단한 작용은 원래 기억이나 정신 상태를 수정한다”면서 “중요한 점은 참가자들이 패턴을 인식할 필요가 없다는 데 있다”고 설명했다. 연구 주저자인 ATR의 아우렐리오 코르테스 박사도 “데크네프라는 접근 방식은 기존 치료 방법보다 임상 집단에 큰 혜택을 줄 수 있다. 환자들은 노출 치료와 관련한 스트레스나 기존 약물에 의한 부작용을 피할 수 있다”면서 “따라서 이 기술의 개발을 가속화하는 것이 중요하다”고 지적했다. 자세한 연구 결과는 세계적인 출판사 ‘스프링거 네이처’에서 네이처지 등 학술지를 담당하는 네이처 리서치(옛 NPG)가 발행하는 개방형 학술지 ‘사이언티픽 데이터’ 2월 23일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr