17~18세기에 활동했던 영국의 극작가 윌리엄 콩그리브는 “음악은 야만인의 가슴을 달래 주고 돌을 무르게 만들며 옹이 진 나무를 휘어지게 하는 매력이 있다”고 말했습니다. 실제로 음악은 우울하고 불안한 마음을 안정시켜 주기도 하고 뇌 발달에도 도움을 준다는 연구들이 많습니다. 스위스 취리히대 실험심리학부 신경심리학교실, 미국 스탠퍼드대 의대 정신·행동과학과 공동연구팀은 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 1월 26일자에 음악과 관련한 재미있는 연구 결과를 내놨습니다. 음악가들의 뇌가 음악을 하지 않는 일반인들의 뇌와는 다르다는 것입니다. 연구팀은 절대음감(AP)을 가진 음악가 52명, 상대음감(RP)을 가진 음악가 51명, 음악을 하지 않는 일반인 50명을 대상으로 ‘안정상태 기능성자기공명영상’(rsfMRI)과 ‘확산강조영상’(DWI) 기법으로 뇌신경을 촬영했습니다. 절대음감은 특정 음을 듣고 해당 음의 절대적 높낮이를 본능적으로 판별해 내는 청각적 감각을 말합니다. 상대음감은 특정 음을 들었을 때 음의 조성에 따른 상대적 높낮이를 파악하는 능력입니다. 이들 세 집단의 뇌신경을 비교 분석한 결과 음악가들과 일반인들의 뇌는 확연한 차이를 보였다고 합니다. 좌뇌와 우뇌 청각영역의 뇌신경 연결 상태가 다르게 나타났다는 것입니다. 음악가의 뇌신경망이 촘촘하게 짜인 그물이라면 일반인들은 듬성듬성 연결됐다고나 할까요. 음악가들의 절대음감 여부는 뇌의 기능적 연결망에 큰 영향을 미치지는 못했지만 음악을 시작한 나이가 영향을 주는 것으로 확인됐습니다. 어려서 음악을 시작한 음악가일수록 뇌신경망이 촘촘하고 강하게 연결돼 있었다는 것입니다. 연구팀은 다양한 높낮이의 음으로 만들어진 음악이 청각기능을 자극함으로써 뇌신경망 전체 발달을 이끌고 강화시킨다고 설명했습니다. 음악과 관련해서 또 하나 재미있는 연구 결과가 있습니다. 네덜란드 에라스무스 메디컬센터 외과, 신경과, 소아외과, 생물통계과, 마취과, 흉부외과 공동연구팀은 음악이 심장수술 환자들의 불안과 통증을 현저하게 감소시킨다고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ 오픈 하트’ 1월 26일자에 실렸습니다. 연구팀은 5개의 의학·과학 연구데이터베이스에서 2019년 10월까지 발간된 심혈관수술과 음악에 관한 논문 20건, 설문조사 16건을 찾아 메타분석했습니다. 이들 연구에는 각각 1169명, 987명의 환자가 분석 대상이었습니다. 메타분석 결과 환자의 90%가 관상동맥 우회술, 심장판막 교체 수술을 받은 것으로 나타났습니다. 심혈관 수술환자들은 진통제를 투여받아도 심한 통증을 호소하는 경우가 많은 것으로 알려져 있습니다. 이들에게 입원 직후부터 수술 후 일주일까지 음악을 들려 주는 것이 불안감과 통증을 실제로 낮춰 주며 진통제 같은 약물 투여 효과도 배가시킨다고 연구팀은 설명했습니다. 단 리듬이 강하거나 타악기 연주가 들어간 음악 외에 잔잔한 연주음악이 도움이 된다고 합니다. 코로나19로 인해 사회적 거리두기가 길어지면서 우울감과 불안감, 짜증이 치밀어 오르기 쉬운 요즘 조용한 음악으로 마음을 다스려 보는 것은 어떨까요. edmondy@seoul.co.kr

아이가 막 태어나서 부모와 눈을 마주치고 옹알댈 때 많은 부모들은 아이들과 다양한 대화를 시도한다. 그렇지만 점점 시간이 갈수록 아이의 눈을 마주치고 대화하는 시간은 줄어들고 책을 읽어주는 일도 거의 없어지는 경우가 많다. 그런데 신경과학자와 심리학자로 구성된 연구팀은 영유아기와 아동기에 부모와 대화를 많이하고 언어에 많이 노출시키는 것이 뇌신경 발달에 도움이 되며 나중에 머리가 좋아질 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 스탠포드대 심리학과, 세인트루이스 워싱턴대 생물학 및 의생명과학과, 신경과학과, 밴더빌트대 심리학 및 인간발달학과 공동연구팀은 영유아시절 언어 노출이 많이 된 아이들이 뇌신경망 형성이 더 잘 발달해 언어와 정서발달에 도움이 된다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 1일자에 실렸다. 초등학교에 입학하기 전까지 아이들은 양육자와 교류를 하면서 언어를 배우게 된다. 어린이집이나 유치원에 다닌다고 하더라도 아이들은 부모와 같은 양육자들과 많은 시간을 보내며 대화를 한다. 이 때 아이들은 어른들의 말을 듣고 단순히 따라하는 것이 아니라 자신이 생각하고 말하고자 하는 것과 어른들의 말을 대조하면서 언어능력을 키워간다. 실제로 부모의 어휘 사용량이 아이들의 언어능력을 좌우한다는 연구결과들도 있었지만 언어노출이 아이들이 두뇌회로를 어떻게 형성하는지는 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 일반적으로 소리를 받아들이고 이해하는 청각처리 신경망은 뱃 속에 있을 때부터 발달하기 시작하지만 복잡한 문장과 단어의 의미를 이해하는 것은 유아기 때부터 발달하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생후 5~8개월된 영아의 가정 내 언어 노출정도를 녹음, 녹화해 기록하고 아이들이 잠자는 동안 기능성 자기공명영상(fMRI)장치를 이용해 언어 관련 뇌신경망 활동과 형성을 측정했다. 그 결과 가정에서 양육자들이 아이들과 얼마나 대화를 시도하느냐에 따라 뇌신경망 형성에 차이를 보이는 것으로 나타났다. 양육자들이 아이들과 대화를 많이 하고 책을 읽어주는 등의 시도가 많은 경우 언어와 기억에 관여하는 뇌부위의 신경망 형성이 강화되는 반면 양육자들이 아이들과 대화를 하지 않고 방치되거나 양육자와 대화보다는 TV 등 영상매체에 노출되는 경우는 언어영역 신경망 형성이 약한 것으로 확인됐다. 연구팀은 이번 연구결과에 대해 오해하지 말아야 할 점은 어려서 외국어에 노출시킨다고 해서 언어영역의 신경망 강화에 도움이 되지는 않는다고 강조했다. 영유아기나 아동기처럼 모국어에 대한 뇌신경망이 충분히 형성되지 않은 상황에서 외국어에 노출될 경우 오히려 언어기능은 물론 정서 발달에 문제가 생길 가능성이 더 크다고 지적했다. 이안 고틀립 스탠포드대 교수는 “이번 연구는 영유아기에 양육자와의 교감이 중요하다는 점을 강조하고 있다”라며 “아동의 뇌기능 발달에 있어서 초기 생활의 중요성과 주 양육자와의 관계가 중요한 만큼 가정 뿐만 아니라 지역이나 정부기관에서도 관심을 가져야 할 부분”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국 청소년들의 공부 시간은 주의집중력 여부를 제외하고 전 세계 어느 나라 청소년들보다 길다. 경쟁 사회 영향이 다양한 경험을 해야 할 청소년 시절까지 공부로 잠식되고 있다. 이런 상황에서 초등학교 저학년이 아닌 고학년이나 중, 고등학생이 부모에게 악기나 운동을 새로 배우고 싶다고 한다면 많은 부모들은 ‘그 시간에 공부나 해라’라고 타박을 주는 경우가 많다. 그런데 신경과학자들이 악기 연주나 체육 활동은 아이들의 인지기능을 향상시켜줄 뿐만 아니라 집중력을 높여주고 스트레스 관리에도 도움이 된다는 연구결과를 내놨다. 미국 하버드대 의대, 칠레 폰티피시아 가톨릭대 의대, 데싸로요대 의학부, 복잡계 사회연구소, 신경영상연구실 공동연구팀은 어려서 악기 연주를 배우는 것이 주의력과 기억력 향상에 도움을 준다는 연구결과를 뇌과학 분야 국제학술지 ‘최신 신경과학’(Frontiers in Neuroscience) 8일자에 발표했다. 연구팀은 이 같은 효과는 어린 시절 악기를 배울 때보다는 덜하지만 성인이 된 뒤에도 나타난다고 밝혔다. 연구팀은 10~13세 남녀 어린이 40명을 대상으로 집중력과 작업기억력을 측정했다. 작업기억(working memory)은 정보를 일시적으로 보관해 각종 인지 과정을 계획하고 처리할 수 있도록 하는 공부하는데 있어서 중요한 단기기억이다. 작업기억에 문제가 있는 경우 장기기억도 형성되지 않게 된다. 실험에 참여한 40명 아동 중 절반은 2년 이상 악기 연주를 배웠고 주당 2시간 이상 연습하고 있으며 나머지 20명은 학교 교과과정 이외에는 별도로 음악을 배우지 못했으며 평소에도 음악이나 악기 연주에 관심이 없는 아이들로 구성했다. 연구팀은 이들에게 추상화와 인물화를 보여주면서 4초 가량의 짧은 멜로디를 동시에 듣도록 했다. 연구팀은 이후 그림을 보여주면서 멜로디를 연결하거나 멜로디를 들려주면서 같이 제시된 그림을 연결하도록 하면서 응답의 정확성과 반응시간을 측정했다. 이와 동시에 활성화되는 뇌 부위를 파악하기 위해서 기능성 자기공명영상(fMRI)도 촬영했다. 그 결과 두 집단 간에 반응시간은 큰 차이를 보이지 않았지만 기억력은 악기 연주를 배운 아이들의 점수가 2배 가까이 높게 나타났다. 악기를 배운 아이들은 기억을 할 때 모서리위이랑, 전두엽이 특히 활성화되는 것으로 확인됐다. 모서리위이랑은 시각정보와 다양한 감각정보를 받아들여 감각을 통합하는 역할을 하는 장소이다. 또 소리를 기억해 작업기억에서 중요한 역할을 하는 ‘음운 루프’도 활성화되는 것으로 나타났다. 전두엽-모서리위이랑-음운루프로 연결되는 대규모 뇌연결망은 목표지향적 작업과 인지요구 작업을 처리하는데 필요하다.연구팀은 추가적인 측정을 통해 악기 연주를 배운 아이들이 읽기 독해능력 뿐만 아니라 창의력이 우수하고 주의력 조절능력, 스트레스 조절 능력이 더 우수한 것으로도 조사됐다. 또 연구팀은 성인들도 악기를 배울 경우 이전보다 주의집중력, 기억력과 스트레스 조절능력도 높아지는 것이 확인됐다. 연구를 주도한 레오니 카우젤 칠레 폰티피셜 가톨릭대 박사는 “이번 연구결과는 음악적 훈련이 뇌신경 회로의 연결성을 높이는데 매우 효과적이라는 것”이라며 “이번 연구에서는 음악 부문만을 다뤘지만 아동 청소년기에 예체능 활동을 하는 것은 인지기능 향상은 물론 스트레스 관리 같은 정신건강 차원에서도 상당한 도움을 준다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

상대방을 바라볼 때 얼굴은 사람에게 중요한 부분이지만, 개에게는 그다지 중요하지 않다는 연구 결과가 나왔다. 연구를 주도한 헝가리 외트뵈시 로란드대의 어틸러 언딕스 박사는 “이 연구에서 시행한 뇌 검사에서는 얼굴이 사람을 비롯한 다른 영장류에게는 매우 중요할 수 있지만, 개에게는 그렇지 않을 수 있는 것으로 나타났다”고 설명했다. 이어 “사람과 개에게는 시각적인 의사소통에 차이가 있어 그 부분은 각각의 뇌에 반영돼 있다”고 덧붙였다. 이 연구에서 헝가리 연구진은 멕시코 공동 연구자들과 함께 개와 사람의 각 뇌가 시각적 정보를 처리하는 방식을 비교했다.이들 연구자는 사람 30명(여성 50%)과 개 20마리(암컷 45%)를 대상으로 한 기능성자기공명영상(fMRI) 검사에서 개와 사람의 얼굴이나 뒤통수를 촬영한 짧은 영상을 보여주고 각 반응을 살폈다. 그 결과, 사람 뇌에서는 뇌 신경망의 상당 부분이 얼굴이 나오지 않는 영상보다 얼굴이 나오는 영상에 더 강하게 반응하는 것으로 나타났다. 다만 뇌의 작은 부분에서는 개 영상보다 사람 영상에 좀 더 강한 반응을 보였다. 반면 개의 뇌에서는 얼굴 영상에 더 강하게 반응하는 부위가 없지만, 일부 부위는 사람 영상보다 개 영상에 더 강하게 반응했다.이에 대해 언딕스 박사는 “사람의 시각적 의사소통에 있어 얼굴은 매우 중요하다”면서 “사람은 누군가를 만났을 때 얼굴 처리에 특화된 대규모 신경망을 갖고 있다”고 말했다. 이전 연구에서는 개도 상대의 얼굴에 관심을 기울이고 눈을 마주치며 얼굴의 감정을 읽는 때 뛰어나지만, 다른 개의 꼬리나 몸의 자세 등의 신호에 의존해 의존한다는 것을 보여줬었다. 언딕스 박사는 또 “사람은 누군가를 만날 때 대부분 얼굴을 본다. 사람에게도 다른 신호(손 같은 부분)가 중요하지만 그 비율은 개와 다르다”면서 “개는 다른 개와 만나면 서로 다른 부분을 보느라 얼굴에 집중하지 못한다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 미국 신경과학회(SFN)에서 발간하는 공식 학술지 ‘신경과학저널’(Journal of Neuroscience) 최신호(10월 5일자)에 실렸다. 사진=에니코 쿠비니/외트뵈시 로란드대 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

1인 가구가 늘어나면서 반려동물을 키우는 사람들이 늘어나고 있습니다. 반려동물을 키우는 이유가 다양한 만큼 반려동물로 키우는 동물들의 종류들도 다양해지고 있습니다. 그렇지만 사람들이 많이 찾는 동물은 여전히 개와 고양이입니다. 반려동물 인구 증가로 공중파나 케이블TV에서는 반려동물 행동을 교정해 좀더 잘 키울 수 있는 방법을 알려주는 프로그램이 나오는가 하면 반려동물 전용 채널이 등장하기도 했습니다. 자녀를 키우는 부모들이 간혹 ‘우리 아이의 머릿속을 한번 들여다보고 싶다’는 생각을 하는 것처럼 반려동물을 키우는 사람들도 ‘내가 키우는 개나 고양이는 무슨 생각을 할까’라는 궁금증이 들 때가 있습니다. 그런데 최근 동물학자와 뇌신경과학자들이 이 같은 궁금증을 풀어줄 만한 연구 결과를 내놨습니다. 헝가리 외트뵈시로란드대 생물학연구소, 의사소통·신경행동학연구단, 제멜바이스대 의료영상센터, 국립 인지신경과학 및 심리학연구소, 멕시코 국립자치대 신경생물학연구소 공동연구팀은 개와 사람의 뇌 영상을 찍어 분석한 결과 시각 정보를 처리하는 방법에서 차이점이 많다는 사실을 확인했습니다. 이 같은 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 뉴로사이언스’ 10월 6일자에 실렸습니다. 사람에게 얼굴은 의사소통의 중요한 부분을 차지합니다. 눈을 마주치고 상대의 얼굴을 바라봄으로써 상대가 무슨 생각을 하고 어떤 감정을 느끼고 있는지를 파악합니다. 불교에서 이야기하는 ‘염화미소’나 ‘척하면 척이다’라는 우리 속담도 얼굴이 비언어적 의사소통의 중요한 수단이라는 것을 표현하는 말입니다. 사람은 상대의 얼굴 정보를 처리하는 전용신경망을 갖고 있을 정도입니다. 이 신경망에 이상이 생길 경우 얼굴을 구분할 수 없는 안면인식장애라는 이상 증상이 나타나게 됩니다. 연구팀은 가축화된 동물 중 가장 오래돼 사람과 함께 진화했다는 평가를 받고 있는 개들도 사람처럼 얼굴 정보를 인식하는 뇌영역을 갖고 있는지 궁금했던 모양입니다. 연구팀은 개 20마리와 30명의 남녀에게 개와 사람의 다양한 표정과 얼굴이 담긴 영상과 뒤통수만 나오는 영상을 각각 보여 주면서 기능성 자기공명영상(fMRI)을 찍었습니다. 각각의 영상을 볼 때 사람과 개의 뇌에서는 어떤 변화가 나타나고 어떻게 정보를 처리하는지 파악하기 위해서입니다. 분석 결과 사람은 뒤통수 영상을 봤을 때는 얼굴 정보처리 뇌영역이 거의 활성화되지 않는 것으로 나타났습니다. 반면 개는 얼굴이 나오는 영상이나 뒤통수가 나오는 영상이나 뇌 활동성이 동일하게 나타났습니다. 개는 사람과 달리 얼굴에 따라 개개인을 파악하는 것이 아니라는 말입니다. 개들은 얼굴 형태로 사람인지 다른 동물인지 구별하고 얼굴 표정이나 눈빛보다는 몸짓이나 음성의 미세한 변화, 체취 같은 다른 비언어적 정보로 주인이나 친구를 구분하고 의사소통을 한다는 것입니다. 많은 사람들이 반려동물의 의도와 생각을 더 잘 이해하려고 노력합니다. 그런데 뇌의 정보 처리 방식도 같은 사람들끼리는 왜 서로를 이해하려는 노력도 하지 않고, 싸우고 반목하려고만 하는지 이해가 되지 않을 때가 많습니다. edmondy@seoul.co.kr

지난 15일을 기점으로 코로나19 확진자의 숫자가 수도권에서 급격하게 늘어났고 그 이후에는 전국 곳곳에서 산발적으로 많은 환자가 나오고 있다. 확진자가 줄어들 기미가 보이지 않는 심각한 상황이다. 광화문 집회 참가자와 교회 중심의 확산이 계속되고 있음에도 동선을 숨기는 사람들이 있는가 하면 대면 예배를 고집하고 있는 교회도 있다. 당장 눈 앞에 환자들이 속출하고 있음에도 환자들을 볼모로 진료거부에 나서는 의사집단도 있다. 이 때문에 이들에 대해 대중의 생명을 담보로 하는 테러와 다르지 않다는 비판의 목소리도 점점 높아지고 있다. 이처럼 공공의 안녕이 위협을 받는 상황에서 자신의 행동이 타인에게 해를 끼친다는 것에 대해 깊이 이해하지 못하는 행위는 어떻게 봐야할까. 이 같은 상황에서 오스트리아 빈 대학 심리학부, 사회·인지·정서 신경과학과, 영국 옥스포드대 실험심리학과, 버밍엄대 뇌건강센터 공동연구팀은 타인에게 해를 끼치는 행위를 피하려는 것이 일반적인 사람들의 보편적 행동과 사고이며 이들은 자신이나 자신이 속한 집단만의 이익을 앞세우는 사람들보다 학습 능력과 의사결정 능력이 우수하다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌·신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 25일자에 실렸다. 연구팀은 서로 전혀 알지 못하는 96명의 성인 남성을 대상으로 전기충격 실험을 실시했다. 실험 대상자들은 연구자가 제시하는 두 가지 선택지 중 하나를 선택하도록 했다. 예를 들어 선택지에 삼각형이 그려져 있으면 거의 느끼지 못할 정도로 약하게 전기가 흐르고 동그라미가 그려져 있는 선택지를 고르면 두꺼운 바늘로 깊이 찌르는 듯한 따끔한 충격을 주도록 했다. 연구팀은 이 같은 사실을 알려준 뒤 자신에게 전기충격을 주는 선택과 자신의 선택에 따라 다른 사람이 전기충격을 받도록 하는 선택을 번갈아가며 실험했다. 연구팀은 실험을 진행하면서 실험대상자들의 뇌를 기능성 자기공명영상(fMRI)을 촬영해 뇌의 활성화 정도를 파악했다.실험 결과 자기 자신에게 전기충격을 주는 결정을 내릴 때보다 타인에게 전기충격을 가하는 선택을 할 때 대부분의 사람들은 뇌신경이 더 민감하게 반응하고 활성화 정도가 높아지는 것이 관찰됐다. 특히 타인에게 해를 입히지 않으려는 결정을 내릴 때는 의사결정이나 감정 조절에 관여하는 뇌 영역인 ‘복내측 전전두엽 피질’(ventromedial prefrontal cortex)이 활성화되는 것이 관찰됐다. 이와 함께 학습 관련 뇌부위도 활성화되는 것으로 확인됐다. 타인의 감정 상태를 인식하고 평가하며 행동을 결정하는 것이 학습과 의사결정 관련 뇌 부위를 자극하고 발달시킨다는 것이다. 연구팀은 이타성이 강한 사람은 자신에 관한 사안에 대해서도 보다 나은 결정을 하는 경우가 많았다고 밝혔다. 연구팀은 또 이번 연구결과는 ‘사람은 사회적 동물’이라는 인간 보편성을 재확인시켜주는 것이라고 설명하기도 했다. 클라우스 람 빈대학 교수(생물심리학)는 “사람들은 일반적으로 자신에게 해가 미치는 영향을 최소화하기 위한 방법을 빠르게 습득한다”라며 “그렇지만 사회적 동물이기 때문에 자신의 행동이 다른 사람에게 미칠 수 있는 해로운 결과에 대해서도 민감하게 반응하기 마련”이라고 말했다. 람 교수는 “이번 연구를 통해 사회적 동물인 사람은 자기 관련 학습보다 다른 사람에게 해를 입히는 행동을 회피하는 방법을 더 빠르게 배운다는 것을 확인했다”라며 “타인을 배려하는 행동을 보이지 못하는 사람들은 뇌의 특정 부분에 장애가 있다고 볼 수도 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들이 허리나 어깨 같은 관절이 아플 때는 침을 맞기 위해 한의원을 찾는 경우가 많다. 실제로 침 치료를 받고 나면 통증이 줄어들기 때문에 부상이 잦은 운동선수들도 침 치료를 선호하는 경우가 많다. 한국과 미국 공동연구팀이 침 치료가 관절 통증을 어떻게 줄이고 증상을 개선하는지에 대한 분석결과를 내놔 주목받고 있다. 한국한의학연구원 임상의학부와 미국 하버드대 의대 바이오메디컬 이미징센터 공동연구팀은 침 치료가 만성요통 환자의 뇌 일차감각영역을 변화시켜 둔해진 허리 감각을 회복시키고 증상을 개선한다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴로이미지’에 실렸다. 연구팀은 78명의 만성요통 환자를 대상으로 18명에게는 진짜 침 치료를 실시하고 60명에게는 가짜 침 치료로 플라시보 효과를 관찰했다. 진짜 침 치료는 요양관, 신수, 위중, 태계 같은 혈자리와 환자가 통증을 호소하는 허리 부위에 침을 놓은 것이며 가짜 침 치료는 피부에 약한 자극을 주거나 레이저침을 사용한다고 환자에게는 알리고 실제로는 피부에 아무 자극을 주지 않는 플라시보 치료를 실시한 것이다. 연구팀은 이들에게 4주 동안 6회 침 치료 실험을 실시했다. 실험 후 이들에게 허리부위 촉각예민도를 측정하는 한편 기능성자기공명영상(fMRI)로 뇌를 촬영해 관찰했다. 그 결과 침 치료를 받은 사람들은 치료 이전보다 촉각 예민도가 18.5% 정도 개선됐으며 가짜 침 치료를 받거나 일반적인 물리치료를 받은 사람은 촉각 예민도가 오히려 4.9% 둔감해진 것으로 확인됐다. 또 침 치료를 받은 사람들의 fMRI 촬영 결과를 보면 허리 감각이 회복되고 허리부분에 해당하는 뇌의 회백질부피가 줄어들고 구조가 일반인과 비슷한 상태로 바뀌는 것이 관찰됐다. 김형준 한의학연구원 박사는 “이번 연구는 침 치료 효과를 객관적 지표로 보여줬다는데 의미가 크다”라며 “침 치료가 섬유근육통, 신경병증성 통증 같은 통증을 어떻게 개선하는지에 대한 객관적 증거를 보여주기 위한 연구를 진행할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘마이너리티 리포트’에는 특정인이 범죄를 저지르기도 전에 미래의 범행 사실을 예언해 이를 사전에 차단하는 미래 사회의 모습이 나온다. 그런데 영화와 비슷한 방법은 아니지만, 뇌 스캔을 통해 미래 반사회적 행동 가능성을 예측할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 플로리다국제대(FIU)와 펜실베이니아대 공동연구진은 미국에서 진행된 대규모 뇌 행동 발달 연구인 ABCD 연구(Adolescent Brain Cognitive Development study) 데이터를 분석해 9~11세 사이 시행한 뇌 스캔(MRI 및 fMRI)이 미래 냉혹-냉혈한 타입(Callous-unemotional traits) 장애 발생 가능성을 예측할 수 있는지 검증했다. 냉혹-냉혈한 타입은 타인의 감정에 둔감하고 잘못에 대한 죄책감은 없는 반면 규칙을 쉽게 어기고 공격적인 행동을 보이는 행동 장애이다. 이런 문제를 지닌 경우 결국 청소년기와 성인 시기에 범죄나 반사회적 행동을 보일 가능성이 높다. 냉혹-냉혈한 타입의 행동 장애가 생기는 원인은 여러 가지가 있을 수 있겠지만, 최근 과학자들은 뇌에서 감정을 처리하는 부위인 편도체에 활성이 떨어져 있는 것이 중요한 이유라는 사실을 발견했다. 연구팀은 ABCD 연구에 참여한 9~11세 사이 아동 1만2000명의 뇌 스캔 이미지에서 편도체와 해마에 있는 회백질(뇌에서 신경세포가 모인 곳)의 분포와 양을 조사하고 이후 추적 관찰 동안 냉혹-냉혈한 타입의 행동 장애를 경우를 조사했다. 그 결과 편도체와 해마의 회백질이 작을수록 냉혹-냉혈한 타입의 행동 장애를 보일 가능성이 큰 것으로 나타났다. 어린 시절의 뇌 스캔 결과가 미래의 반사회적 행동 장애 가능성을 예측할 수 있다는 이야기다. 다만 이 연구의 목적은 영화 마이너리티 리포트처럼 범죄 가능성이 있는 개인을 찾아내 먼저 체포하려는 것이 아니다. 반대로 문제 행동을 일으킬 아동을 찾아내 적절한 교육과 치료를 통해 안정적인 사회생활을 할 수 있도록 돕는 것이 목표다. 연구를 이끈 플로리다국제대의 새뮤얼 호스 박사는 이런 장애를 지닌 모든 아동이 같은 문제를 일으키는 것이 아니라고 강조했다. 단지 뇌 구조가 좀 다른 경우 다른 접근이 필요하다는 것이다. 어떤 개인이 반사회적 인격 장애를 넘어 중대한 범죄를 저지르는 경우 엄중한 법적 처벌이 필요하다. 하지만 그렇게 되기 전 적절한 교육과 치료를 통해 이를 막을 수 있다면 그 개인은 물론 사회 전체에 큰 이득이 될 것이다. 이 연구의 의의는 그 가능성을 보여줬다는 데 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

오래 기억되는 정보, 습득 1~2초 전에 해마 ‘발화율’ 상승… 인코딩 준비상태 뇌 다른 부분에선 별다른 변화 없어 전문가 “결국 해당 정보에 흥미 갖고 반복·지속 노출이 기억 잘하는 방법”“따뜻한 차와 파삭거리는 빵가루가 입천장에 닿는 순간 갑자기 온몸에 소스라치는 전율이 일었고, 나는 그 자리에 얼어붙어 몸 안에서 일어나고 있는 이상한 현상을 찬찬히 살펴보았다.” 많은 독자들에게 좌절감에 빠지게 만든 마르셀 프루스트의 걸작 ‘잃어버린 시간을 찾아서’의 한 대목이다. 우연한 자극에 의해 의식 저편에 묻혀 있던 기억이 되살아날 수 있음을 보여 주는 대표적인 장면으로 꼽히며 심리학자들은 이런 현상을 ‘프루스트 효과’라고 이름 붙였다. 사실 오래된 기억은 되살리기도 쉽지 않지만 왜곡되는 경우도 많다. 영국 더럼대 심리학과 찰스 퍼니휴 교수는 ‘기억의 과학’이라는 책에서 “진짜 기억과 가짜 기억은 상당히 비슷한 신경적 특징을 나타내며 다양한 편향이 기억에 영향을 미친다”고 지적하기도 했다. 뇌과학이 빠르게 발전하고 있지만 기억은 많은 부분이 여전히 미지의 영역으로 남아 있다. 이 때문에 기억은 시간여행과 함께 SF에서 가장 많이 다뤄지는 단골 메뉴이다.이런 가운데 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 심리학과, 애리조나주립대 실험심리학과, 뉴멕시코주립대 심리과학과, 샌디에이고 보훈병원, 배로신경과학연구소, 뉴로텍스뇌연구소 공동연구팀은 특정 정보가 기억되거나 기억되려 하기 이전에 이미 해마에서 기억할지 여부를 결정한다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 6월 2일자에 실렸다. 연구팀은 뇌전증 환자 34명을 대상으로 새로운 단어를 학습하도록 하면서 해마, 편도체, 전측대상회, 전전두엽 등 기억에 관여하는 부위의 변화를 뇌파검사와 기능성자기공명영상(fMRI)으로 측정했다. 그 결과 실험대상자들이 쉽게 기억하거나 오랫동안 기억하게 되는 단어들은 보거나 듣기 1~2초 전에 해마의 신경세포(뉴런)의 발화율이 높다는 것이 확인됐다. 해마 이외의 부분에서는 별다른 변화가 나타나지 않은 것으로 나타났다. 대뇌변연계에 위치한 해마는 장기기억과 학습, 감정적 행동을 조절하는 데 관여하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이처럼 정보 노출 전에 해마 뉴런의 발화율이 높아지는 것을 ‘인코딩 준비상태’라고 이름 붙였다. 연구팀에 따르면 인코딩 준비상태는 새로운 기억을 형성하는 데 중요한 뇌 부위인 해마가 선택적으로 활동을 증가시키는 것이다. 정보에 따라 인코딩 준비상태가 달라지는 정확한 메커니즘을 밝혀내기 위해 추가 연구를 진행 중이지만 기억력을 높이기 위해서는 해마를 인코딩 준비상태로 만들어 두는 것이 중요하다고 설명했다. 한편 오스트리아 과학기술연구원 세포신경과학부 연구팀은 단기기억이 형성되는 것은 소뇌와 대뇌 피질의 가장 작은 신경단위인 과립세포가 해마의 피라미드 신경세포로 얼마나 활발하게 신호를 전달할 수 있는가 여부에 달려 있다는 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 6월 2일자에 발표했다. 지금까지 기억은 신경세포들 사이의 신호전달 강화를 설명하는 시냅스 가소성이나 외부 자극으로 인해 생기는 생화학적 변화인 엔그램 개념으로 설명해 왔었다. 시냅스 가소성은 세포 수준 이하의 차원에서, 엔그램은 기억의 전체 메커니즘 차원에서 설명하는 것이었는데 연구팀은 시냅스 가소성과 엔그램 사이의 구조적 상관관계를 설명한 것이다. 존 윅스테드 UC샌디에이고 교수는 “이번 연구들은 신경세포와 신호전달체계가 기억에 어떻게 영향을 미치는지 보여 주는 것”이라며 “결국 흥미를 갖고 해당 정보에 반복적이고 지속적으로 노출되는 것이 기억을 잘하는 방법”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

5~6년 전 미국 하버드대 마이클 샌델 교수의 ‘정의란 무엇인가’라는 책이 인기를 끌었습니다. 그 덕분에 ‘아이비리그 3대 명강의’라는 소개와 함께 예일대 셸리 케이건 교수의 ‘죽음이란 무엇인가’와 하버드대 탈 벤 샤하르 교수의 ‘행복이란 무엇인가’라는 책도 주목받았습니다. 정의, 행복, 죽음은 항상 사람들의 관심을 끄는 주제입니다. 특히 ‘행복’은 많은 사람들이 태어나 죽을 때까지 추구하는 삶의 목표이기도 합니다. 시중에 나와 있는 수많은 자기개발서나 심리학 책, 동영상, 강의들이 ‘어떻게 행복한 삶을 살 수 있을까’에 대해 이야기하고 있지만 자신이 지금 충분히 행복하다고 자신있게 이야기하는 사람은 많지 않은 것 같습니다. 최근 뇌과학이 발전하면서 우리가 머릿속으로만 생각했던 막연한 개념들이 과학적으로 밝혀지고 있으며 실현방법도 좀더 구체적으로 제시되고 있습니다. 행복도 마찬가지입니다. 미국 마이애미대 심리학과, 컬럼비아대 의대, 뉴욕대 심리학과, 신경과학센터 공동연구팀은 새롭고 다양한 경험이 뇌를 젊게 유지해 줄 뿐만 아니라 행복감도 높여 준다고 20일 밝혔습니다. 이런 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 19일자에 실렸습니다. 연구팀은 뉴욕과 마이애미에 거주하는 18~31세의 건강한 성인남녀 132명을 대상으로 3~4개월 동안 출퇴근을 할 때, 식료품점이나 약국, 식사장소를 갈 때나 운동을 할 때 되도록이면 평소 이용하던 길과 다른 경로를 선택해 이동하도록 했습니다. 연구팀은 GPS 추적을 통해 새로운 길을 선택해 이동하는지를 확인하고 실험대상자들이 자신의 감정적 상태를 문자메시지로 보고하도록 하는 한편 주기적으로 fMRI(기능성 자기공명영상)로 뇌 활성화 부위를 측정했습니다. 그 결과 새로운 경로를 찾아 이동하는 사람들은 ‘행복하다’, ‘흥분된다’, ‘재미있다’ 등의 감정을 많이 느끼는 것으로 확인됐으며 평소 같은 경로를 선택하는 사람들은 별다른 감정을 느끼지 못하거나 ‘지루하다’, ‘우울하다’ 등의 감정을 느끼는 것으로 보고됐습니다. 실제로 새로운 길을 찾아나서는 사람들은 fMRI 측정에서도 장기기억과 공간개념, 감정적 행동을 조절하는 해마와 행복감을 느끼는 뇌부위들이 활성화되는 것이 관찰됐다고 합니다. 캐서린 하틀리 뉴욕대 교수는 “긍정적이고 행복한 감정은 일상생활에서 쉽게 경험하지 못한 다양하고 새로운 일에 도전함으로써 만들어질 수 있음을 보여 준 연구”라고 설명했습니다. 그동안 새롭고 다양한 도전의 대명사는 낯선 세계로의 여행이었습니다. 코로나19가 전 세계를 휩쓸고 있는 요즘은 해외여행은커녕 국내여행도 조심스러운 것이 사실입니다. 이런 상황은 예방백신이나 치료제가 나와 인류가 코로나19를 완전히 정복하기 전까지는 계속될 것입니다. 행복이라고 하면 먼 나라로 여행을 하거나 복권 당첨처럼 거창한 일들을 떠올리기 쉽습니다. 그렇지만 이번 연구는 일상을 뒤흔들 정도의 큰 변화가 아닌 타인이 보기에 ‘애걔’라고 할 정도의 작은 변화만으로도 충분히 긍정적이고 행복한 감정상태를 만들 수 있음을 과학적으로 증명하고 있습니다. 평소 다른 사람의 시선 때문에, 아니면 시간이 없다는 핑계로 못했던 아주 사소한 일을 찾아 변화를 줘 보는 것은 어떨까요. 행복도 작은 발걸음으로 시작되는 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

미국 소설가 잭 런던의 대표작 ‘야성의 부름’에 등장하는 늑대개 벅은 “시각이나 소리, 냄새가 아니라 다른 어떤 감각으로” 먹이를 추적하는 것으로 묘사되고 있다. 흔히 냄새를 잘 맡는 사람을 보면 ‘개코 같다’라고 말할 정도로 개는 동물 중에서 냄새에 민감하고 후각이 잘 발달한 것으로 알려져 있다. 이 때문에 잭 런던의 묘사는 문학적 표현에 불과한 것으로 이해돼 왔다. 그런데 최근 개코가 냄새 뿐만 아니라 미세한 열(熱) 변화까지도 감지해낼 수 있다는 연구결과가 발표되면서 잭 런던의 묘사를 과학적으로 뒷받침하게 됐다. 스웨덴 룬드대 생물학과, 헝가리 MAT-ELTE 동물행동비교연구그룹, 에오트보스 로란드대 동물행동학과, 독일 브레멘대 생태·진화생물학과 공동연구팀은 개코가 사람 코보다 1억 배 정도 예민할 뿐만 아니라 미세한 체열까지도 감지할 수 있는 기능이 있다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 지난달 29일자에 실렸다. 복사열을 감지할 수 있는 동물은 침염수비단벌레(Black fire beetle)의 비단벌레류와 방울뱀 같은 일부 뱀, 포유류 중에서는 흡혈박쥐에 불과한데 이들의 열감지능력은 대부분 먹이 사냥에 활용된다. 많은 포유류는 콧부리라고 불리는 코끝 피부는 맨질맨질하고 부드러운데 개의 콧부리에는 많은 신경이 분포돼 있으면서 축축하고 주변온도보다 항상 차갑게 유지되고 있다. 연구팀은 이 같은 개 콧부리 특징이 냄새 뿐만 아니라 열까지 감지할 수 있게 해줄 것이라는 가설을 세우고 연구를 시작했다.연구팀은 케빈, 델피, 찰리라는 이름을 가진 세 마리의 반려견에게 특정 온도의 물체를 느끼도록 한 뒤 1.6m 떨어져 있는 곳에 있는 두 개의 물체 중 똑같은 온도를 가진 물체를 고르도록 하는 실험을 했다. 개들이 선택해야 하는 물체는 표면을 만져야 차이를 감지할 수 있을 뿐이고 모양이나 냄새로는 구분할 수 없도록 준비했다. 그 결과 세 마리 모두 미세한 온도차를 인식하고 정확하게 똑같은 온도를 가진 물체를 선택하는 것을 확인했다. 또 연구팀은 1.5~10살의 골든 리트리버 5마리, 보더콜리 4마리, 오스트레일리안 셰퍼드 1마리, 차이니스 크레스티드 1마리, 잡종견 2마리를 대상으로 기능성 자기공명영상(fMRI) 기술로 온도에 따라 변하는 뇌의 활동부위를 관찰했다. 그 결과 온도 변화에 따라 좌측 체성감각피질이 변화한다는 사실을 확인했다. 이는 흡혈박쥐가 온도변화를 감지할 때 활성화되는 뇌 부위와 같다고 연구팀은 설명했다. 안나 발린트 룬드대 박사(동물행동학)는 “개의 열감지 능력은 조상격인 회색늑대에게서 물려받았을 것으로 보이며 시각이나 청각, 후각이 손상된 개가 여전히 손쉽게 사냥할 수 있는 이유를 설명해주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 인공지능(AI) 기술이 빠르게 발전하면서 과연 AI가 흉내낼 수 없는 인간만이 갖고 있는 독특한 능력은 무엇일까. 더군다나 인공지능이 많은 직업을 대체할 것이라는 예측이 나오면서 이같은 논의는 더욱 활발해지고 있다. 많은 학자들은 타인의 감정을 이해하고 적절한 반응을 할 수 있는 ‘공감능력’이 인공지능 시대에 무엇보다 필요하다고 입을 모으고 있다. 그렇다면 이런 공감능력은 언제부터 발달하게 되는 것일까. 미국 뇌과학자와 심리학자들은 공감능력은 태어난 직후부터 부모와의 놀이를 통한 교감에서 시작된다는 흥미로운 연구결과를 내놨다. 미국 프린스턴대 신경과학연구소, 실험심리학과 공동연구팀은 말문이 트이지 않은 영유아들은 부모가 함께 놀이를 해주거나 책을 읽어줄 때 뇌파가 동기화되면서 뇌신경 네트워크를 발달시킨다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘심리과학’에 실렸다. 기존의 많은 연구들에서 공감능력은 다른 사람과 대화를 할 때나 영화나 음악을 들을 때 뇌파가 동기화되는 상태라고 이야기하고 있다. 연구팀은 그같은 뇌신경 동기화 현상이 언제 어떻게 발달하는지를 알기 위해 실험을 했다. 연구팀은 생후 9~15개월된 영유아 18명과 부모들을 아이와 장난감을 가지고 놀고, 노래를 부르고, 책을 읽어주도록 하면서 실시간으로 뇌활동을 측정했다. 연구에는 기능성 근적외선분광기법(fNIRS)라는 기술을 활용해 예측, 언어사용, 공감능력과 관여되는 것으로 알려진 뇌부위 57곳을 측정했다. fNIRS는 무선으로 연결된 모자나 머리띠 형태의 기기를 착용하면 특정 파장의 빛을 이용해 뇌 속 혈중산소 변화를 측정함으로써 뇌의 움직임을 파악할 수 있게 해주는 기술이다. 이 기술은 기존에 뇌파측정기나 기능성 자기공명영상(fMRI)과 달리 어린아이들도 비교적 불편함을 느끼지 않고 실험에 참가할 수 있게 해준다.연구팀은 아이들과 부모를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 부모들이 아이들과 장난감을 갖고 놀거나 동요를 부르거나 책을 읽어주는 등 직접 소통을 하도록 하고 다른 그룹의 부모들은 아이들 혼자 장난감을 갖고 놀거나 책을 뒤적이게 하고 다른 사람들과 대화를 하도록 했다. 그 결과 놀이와 책읽기 등을 함께 한 부모와 아이들은 뇌파가 동기화되면서 언어와 공감능력, 예측 관련된 뇌 부위 대부분이 활성화되는 것으로 확인됐다. 반면 아이와 부모가 따로 노는 그룹의 경우는 뇌파가 동기화되지 않는 것은 물론 57곳 뇌부위 중 활성화되는 곳이 거의 없는 것으로 나타났다. 특히 공감능력과 관련된 뇌 부위에서는 활성화가 전혀 관찰되지 않았다. 연구팀은 또 하나 재미있는 사실을 발견했다. 아이들과 함께 놀고 책 읽기를 하는 부모들의 뇌에서 특히 예측과 공감 관련 뇌부위가 활성화된다는 것이 관찰됐다. 즉 아이들과 함께 놀면서 부모들은 언제 웃을지 어떤 반응을 보일지, 어떤 것을 더 좋아하는지 등을 미리 예측하기 위해 해당 부위가 활성화된다는 것이다. 연구팀은 이같은 결과에 대해 아이와의 놀이는 부모와 아이 모두에게 영향을 미치며 이를 통한 뇌신경 동기화는 아이들의 사회성과 언어학습 발달은 물론 어른들의 뇌 발달에도 상당한 도움을 준다고 설명했다. 엘리스 피아자 신경과학연구소 박사는 “이번 연구는 부모와의 상호작용이 활발한 아이들이 공감능력이나 언어능력이 높다는 사실을 뇌과학적으로 보여주고 있다”라며 “이번 연구를 바탕으로 자폐증이나 공감능력이 저하된 사람들을 치료할 수 있는 새로운 방법을 찾아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고대 로마 철학자 키케로는 “개는 네 발을 가진 인간의 친구이면서 인간의 즐거움과 번영을 위해 자연이 준 선물이다”라고 말했다. 인류 역사에 있어서 인간 스스로를 제외하고 가장 먼저 길들여진 동물은 다름 아닌 개이다. 이제는 애완견이라고 하지 않고 반려견이라고 부를 만큼 인간의 삶에 더 가깝게 다가와 있다. 이 때문에 많은 과학자들은 개와 인간 사이의 친밀감 형성 같은 공진화 과정에 대해 연구를 해왔다. 미국 에모리대 심리학과, 애틀란타 통합애완동물병원 및 훈련소 공동연구팀은 여기에 더해 개들이 기본적인 수나 양이라는 개념을 처리하는데 사용하는 뇌 부위가 사람이 수학문제를 풀거나 숫자를 볼 때 반응하는 뇌 부위와 거의 일치한다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’에 실렸다. 연구팀은 2살부터 13살까지 다양한 연령대, 다양한 품종의 암수 개 11마리를 대상으로 화면에 점의 숫자를 변화시키면서 뇌의 어느 부위가 활성화되는지를 기능성 자기공명영상(fMRI)로 촬영했다. 실험에 참여한 개들은 이전에 숫자와 관련한 훈련을 받은 경험이 없는 것들로 선택했다. 또 일반적으로 동물들의 뇌를 촬영할 때는 움직이지 못하도록 밴드로 묶거나 고정시키는데 이 때문에 스트레스를 받아 결과에 오류가 날 수 있다고 보고 연구팀은 개 조련사들의 도움을 받아 개들이 fMRI 기기에 자발적으로 들어가 실험에 참여하도록 했다. 연구팀은 개들에게 점을 보여줄 때 점의 크기나 바탕화면의 크기를 변화시키지 않고 단지 점의 숫자만 변화시켰다. 특정 자극의 크기가 아니라 점의 숫자 변화에 따라 뇌가 어떻게 반응하는지를 확인하기 위해서였다. 그 결과 11마리 중 8마리의 개가 점의 숫자가 변할 때 두정엽 피질 부위가 활성화되는 것이 관찰됐다. 사람에게서도 두정엽은 수개념과 같은 수학적 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. 개들이 이런 수개념을 처리하는 뇌부위를 갖고 있는 이유는 접근하는 포식자 수나 먹잇감의 숫자를 본능적으로 파악하기 위해서라고 연구팀은 추정했다. 이 때문에 연구팀은 수치정보에 대한 기본적 민감성은 모든 동물들이 본능적으로 갖고 있을 것으로 보고 있다. 그레고리 번스 에모리대 교수(신경생물학)는 “이번 연구결과는 전체 포유류 진화에 있어서 뇌신경 메커니즘이 공통성을 갖고 진화했다는 또 하나의 증거”라고 설명했다. 번스 교수는 또 “사람과 다른 종간 유사한 신경메커니즘을 이해함으로써 인간 뇌 진화 과정과 어떻게 기능하고 있는지에 대한 통찰력을 얻음으로써 뇌기능 이상을 치료하고 인공지능 시스템을 개선하는데 도움을 받을 수 있을 것”이라면서 “사람이 유아기 때 기본적 숫자개념에서 어떻게 미적분이나 기하학, 고등수학을 배우고 익힐 수 있게 뇌를 발전시키는지 이해함으로써 수학을 어려워하는 사람들에게도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

부모들은 자녀가 책상에 진득하니 앉아 있지 못하고 제 또래보다 유난히 정신없고 어수선한 모습을 보면 문득 ‘우리 아이가 혹시 ADHD(주의력결핍과잉행동장애)가 아닐까’ 하고 걱정하는 경우가 있다. 2016년 미국 질병예방통제센터(CDC)가 실시한 ‘아동보건조사’ 결과에 따르면 2~17세 아동, 청소년 중 9.4%에 해당하는 610만명이 ADHD 증상을 앓고 있는 것으로 나타났고, 숫자는 매년 증가하고 있다. 문제는 ADHD가 다른 신경정신과 질환과는 달리 발병 여부를 규정하는 명확한 근거가 없고 아직 객관적 측정 방법이 없다는 것이다. 이런 이유로 ADHD 진단은 의료진의 관찰과 부모나 교사 등 보호자의 보고에 의존하고 있어서 오진 가능성도 높다. 미국 신시내티대 전자공학·컴퓨터과학과, 신시내티 아동병원 영상의학과, 소아과, 영국 페리네탈연구소 소아과학과 공동연구팀은 인공지능(AI)을 자기공명영상(MRI)을 결합시켜 ADHD 여부를 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발하고 결과를 의학분야 국제학술지 ‘영상의학 : 인공지능’ 12일자에 발표했다. 연구팀은 신경과학자들의 자율적 연구모임인 ‘뉴로뷰로’에서 제공하는 ‘ADHD-200 데이터세트’를 활용해 인공지능을 훈련시켰다. ADHD-200 데이터세트에는 청소년 973명의 기능성자기공명영상(fMRI) 정보와 ADHD 판정 연령과 현재 상태, 성별, 지능지수, 부모의 건강 상태 등 다양한 보건의료정보가 포함돼 있다. 이렇게 훈련된 AI는 MRI 촬영 즉시 ADHD 아동의 뇌인지 아닌지를 파악할 수 있다. 이번에 개발된 ADHD 진단 AI를 활용한 결과 인간 의사의 판단보다 우수한 80% 정도의 정확도로 ADHD 아동을 판별할 수 있다는 사실이 확인됐다. 리리 헤 신시내티아동병원 소아과 교수는 “해당 기술을 활용하면 ADHD 진단은 물론 미숙아들의 뇌를 측정해 성장하면서 나타날 수 있는 뇌신경학적 결함 여부 같은 다양한 신경학적 문제를 조기에 파악할 수 있을 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

19세기 중반 미국 버몬트주 중부에 건설 중이던 러틀랜드~발링톤 철도 공사장 현장감독이었던 25세의 청년 피니어스 게이지(1823~1860)는 신경과학 역사에 가장 유명한 사람 중 한 명이다. 1848년 9월 13일 길을 내기 위해 바위 사이에 화약을 다져 넣던 중 불꽃이 튀면서 폭발이 일어났고 그가 사용하고 있던 길이 1.13m, 두께 3.18㎝, 무게 6㎏의 쇠막대가 왼쪽 뺨으로 들어가 오른쪽 머리 윗부분을 관통해 20m 뒤로 날아가 떨어지는 사고가 났다.달구지로 인근 병원까지 실려갔지만 병원에 도착했을 때 다른 사람 도움 없이 혼자서 일어났던 게이지는 왼쪽 뇌 전두엽에 엄청난 손상이 생기고 머리에는 지름 9㎝ 정도의 구멍이 생기기까지 했다. 게이지의 사고는 뇌 손상이 발생했을 때 해부학적, 신경과학적, 심리학적 변화를 보여주는 대표적 사례로 남아 있다. 21세기 들어 뇌과학은 더 빠르게 발전하고 있지만 뇌의 특정 부위가 어떤 기능을 하는지, 뇌의 한 부분이 손상되거나 없어질 경우 어떤 문제가 생기는지에 대해서는 정확하게 밝혀지지는 않았다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 인문사회과학부, 매사추세츠종합병원 바이오메디컬 이미징센터, 하버드대 의대, 매사추세츠공과대(MIT) 컴퓨터과학부, 싱가포르 국립대 전자컴퓨터공학과 공동연구팀은 뇌 한쪽이 없더라도 정상인보다 더 복잡한 뇌 연결망이 만들어져 뇌가 온전하게 기능하는 데 도움을 준다는 것을 확인했다. 이번 사례분석 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 20일 자에 실렸다. 연구팀은 좌뇌와 우뇌 중 한쪽을 제거한 20~30대 남녀 6명의 뇌를 기능성자기공명영상(fMRI)으로 촬영해 뇌의 기능적 연결을 정량화하고 작동방식을 파악했다. 실험에 참가한 이들은 뇌전증으로 인한 발작이 심해 이를 완화하기 위해 생후 3개월~11살에 뇌 한쪽을 제거하는 수술을 받았다. 일반인들은 좌뇌와 우뇌가 뇌량으로 연결돼 기능적으로 네트워킹하면서 인식, 감정, 행동을 만들어 내는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 상식적으로 뇌 한쪽이 없다면 행동이나 인식, 기억 등에 문제가 있을 것으로 생각하기 쉽다. 이런 문제도 분석하기 위해 연구팀은 정상인 6명을 무작위로 선발해 이들의 뇌도 fMRI로 촬영해 비교했다. 또 일반적인 뇌 기능과 활동, 유전적 변화까지 파악하기 위해 뇌신경 관련 빅데이터인 ‘뇌 게놈 구축 프로젝트’(GSP)에 등록된 10~20대 건강한 남녀 1482명의 뇌와도 비교했다. 우선 연구팀은 뇌 한쪽이 없는 이들도 일반인과 똑같이 지능지수를 갖고 있으며 온전한 언어능력과 감정조절, 행동을 보인다고 밝혔다. 또 연구팀은 전체 뇌를 400개 영역으로 분획해 fMRI 영상을 분석했다. 그 결과 뇌의 한쪽만 갖고 있어 200개 분획 영역 밖에 없는 사람들은 일반인들보다 기능적 뇌 연결망이 비정상적이라고 할 정도로 강하게 연결돼 있는 것이 관찰됐다. 뇌의 한쪽에 문제가 생길 경우 다른 부분에서 해당 영역의 기능을 대신해 보완하는 일종의 ‘뇌 가소성’이라는 생체기능 덕분에 반쪽 뇌만으로도 일반인과 똑같이 생활할 수 있다고 연구팀은 해석했다. 도릿 클리만 칼텍 박사(인지신경과학)는 “이번 연구는 뇌졸중, 뇌종양, 외상성 뇌손상 등으로 뇌 손상을 입은 사람들이 정상적 삶을 살 수 있는 방법을 찾을 수 있도록 해줄 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“우리 애는 여자라서 그런지 수학이 좀 약한 것 같아요”, “제가 여자라서 그런지 길 눈이 좀 어두워요”라는 말을 하는 이들을 간혹 만날 수 있다. 과연 남자는 여자보다 수학을 잘하고 공간지각력이 뛰어나서 낯선 곳에서도 길을 쉽게 찾을 수 있는 것일까. 여자는 남자들보다 미술이나 음악 등 미적 감각이 뛰어난걸까. 최근에는 남자와 여자의 뇌가 다르다는 생각은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과들이 속속 나오고 있다. 뇌과학자와 실험심리학자들이 ‘남녀의 뇌 차이’라는 것은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과를 또 하나 내놔 주목받고 있다. 미국 로체스터대 뇌·인지과학과, 시카고대 심리학과, 카네기멜론대 심리학과 공동연구팀은 아동, 청소년들의 뇌에 발달에 대한 종합적 조사를 실시한 결과 남녀간 뇌 기능이나 수학능력에서 성별의 차이는 전혀 없다는 것을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘사이언스 오브 러닝’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 3~10세의 남녀 아동청소년 104명(여자 55명, 남자 49명)과 63명의 성인남녀(여성 25명, 남성 38명)을 대상으로 뇌활동을 측정하기 위한 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 실시했다. 또 11.6분 분량의 숫자세기, 덧셈과 같은 간단한 수학 관련 교육영상을 시청하도록 한 다음 fMRI를 찍었다. 여기에 한 문제 풀이에 평균 1.1~1.2초 정도 걸리는 간단한 수학문제 70문항을 내고 풀도록 하면서 fMRI를 촬영했다. 분석 결과 남자와 여자의 뇌활동에 있어서는 어떤 차이도 발견하지 못했으며 수학 관련 교육영상을 볼 때나 간단한 수학문제를 풀 때도 활성화되는 뇌부위가 일치한다는 사실을 발견했다. 또 수학문제를 풀거나 수학동영상을 볼 때 아이들이나 성인이나 같은 부위의 뇌영역이 활성화된다는 것도 확인했다. 생물학적으로는 남녀의 뇌 차이를 발견하지 못한 연구팀은 아이들과 성인들을 대상으로 수학과 과학수업 시간에 대한 기억과 문제를 잘 풀지 못했을 때 부모의 반응 등을 조사했다. 그 결과 연구팀은 여자아이들에게는 사회적, 문화적 편견이 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 분야에서 멀어지게 만든다는 사실을 확인했다. 가정에서 수학이나 공간인지 같은 문제에 대해서는 남자아이들과 더 많은 시간을 보내며 학교에서도 교사들이 수학이나 과학시간에 남학생들에게 더 집중한다는 것을 밝혀냈다. 즉 수학과 과학능력에 대한 주변의 기대가 남녀의 차이를 만들어 낸다는 설명이다. 연구팀 관계자는 “일반적 사회화 과정에서 마찬가지로 과학과 수학분야에서도 사소한 편견이나 판단이 눈덩이처럼 불어나 남녀간 대하는 방법이 달라지게 되는 것”이라고 강조했다. 연구를 이끈 제시카 캔틀론 카네기멜론대 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 아이들의 뇌가 성별에 상관없이 똑같이 기능한다는 것을 보여줌으로써 기존 편견이 사실과 다르다는 것을 보여주고 있다”라며 “지능이나 능력에 대한 성불평등은 사람이 아니라 상황 때문에 만들어진 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

밤샘근무하거나 시험을 앞두고 며칠 동안 잠잘 시간을 줄여가며 밤새워 공부를 한 다음에는 머릿 속에서는 달콤한 도넛이나 달달한 음료가 간절하게 생각난다. 그러나 이처럼 ‘수면이 부족하면 단 음식에 대한 유혹이 커진다’는 생각은 착각일 뿐이라는 이야기도 있었다. 그렇지만 수면부족이 인체 대사기능에 영향을 미쳐 실제로 기름지고 달콤한 음식에 대한 갈망을 높인다는 연구결과가 나왔다. 미국 노스웨스턴대 의대 신경학과, 정신의학 및 행동과학과, 심리학과, 샌디에고주립대 보건복지학부, 펜실베니아대 의대 신경학과, 심리학과 공동연구팀은 수면부족 현상은 후각처리 신경경로에 영향을 미쳐 단 음식을 먹고 싶어하는 충동을 자극한다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘e라이프’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 수면 부족이 체내 엔도카나비노이드 시스템(endocannabinoid system, ECS)에 영향을 미친다는 기존 연구에 착안했다. ECS는 두려움, 걱정 같은 감정 조절에 관여할 뿐만 아니라 혈압, 수면, 식욕, 칼로리 연소, 체내 염증 제어 같은 수많은 대사과정에 관여함으로써 신체 기능을 조절하는 것으로 알려져 있다. 특히 식욕을 불러일으키는 중요한 요소인 후각 기능에 ECS가 중요한 역할을 한다. 연구팀은 41명의 건강한 성인남녀를 선발했다. 연구 대상으로 선정된 사람들의 나이는 18~40세이고 담배를 피우지 않고 하루 7~9시간의 규칙적인 수면을 하며 체질량지수(BMI)가 18.5~24.9로 정상 수준이고 신경정신적으로 문제가 없으며 모두 오른손잡이로 사전 조건을 통일했다. 연구팀은 사전 실험을 통해 41명 중 정식실험을 위해 25명을 추려내서 두 그룹으로 나눴다.연구팀은 한 그룹은 새벽 1~5시까지 4시간만 자도록 하고 다른 그룹은 밤 11시에 잠들어 다음날 아침 7시에 일어나도록 했다. 28일 후에는 각 그룹의 수면 패턴을 바꿔서 다시 4주를 실험했다. 즉 4시간을 잤던 그룹은 8시간을, 8시간을 잤던 그룹은 4시간만 자도록 한 것이다. 이렇게 하면서 연구팀은 실험대상자들의 혈액을 채취해 검사했다. 실험이 끝나는 날에는 이들에게 뷔페식을 제공해 섭취하는 음식과 칼로리를 측정하기도 했다. 분석결과 잠을 덜 잤던 사람들은 ECS에 작용하는 단백질 수준이 높은 것으로 나타났다. 또 뷔페식사를 할 때 잠이 충분이 잔 그룹과 그렇지 않은 그룹 모두 식사량은 비슷했지만 잠을 덜 잔 사람들은 달고 기름진 음식을 선호한다는 것이 확인됐다. 연구팀은 뷔페식을 제공하기 전 다양한 냄새들을 맡게 하면서 기능성자기공명영상(fMRI)를 찍어 뇌의 움직임을 확인했다. 분석 결과 잠이 부족하게 되면 뇌에서 후각을 담당하는 조롱박피질과 음식섭취를 조절하는 뇌섬이라는 영역이 민감해지면서 달달한 음식을 더 찾게 되는 것으로 확인됐다고 연구팀은 설명했다. 토스텐 칸트 노스웨스턴대 의대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 ECS와 후각, 수면, 식욕 간 상관관계를 밝혀낸 거의 첫 연구”라며 “이번 연구는 비만을 유발하는 새로운 원인을 설명해줄 뿐만 아니라 섭식장애를 치료하는 방법을 새로 제시해줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“좋은 책을 처음 읽을 때는 새 친구를 얻은 것과 같고 예전에 읽었던 책을 다시 읽을 때는 옛날 친구를 만나는 것과 같다.”(영국 극작가 올리버 골드스미스) 혼밥, 혼술 같은 단어들이 익숙해질 정도로 타인과 관계 맺기를 힘들어하는 사람들이 많습니다. 이럴 때 책 한 권이 좋은 친구가 될 수 있다니 얼마나 반가운 소리인가요. 그렇지만 아무것도 요구하지 않는 이런 ‘책 친구’조차 가까이하는 사람은 점점 줄어들고 있습니다. 문화체육관광부가 지난해 발표한 ‘국민독서실태조사’ 결과에 따르면 한국 성인 중 1년 동안 책을 한 권도 읽지 않는 사람이 10명 중 4명이나 된다고 합니다. 독서를 못하는 가장 큰 이유는 ‘일’ 그리고 ‘스마트폰 이용’ 때문이었다고 합니다. ‘손 안의 컴퓨터’라는 스마트폰 하나만 있으면 알고 싶든 그렇지 않든 간에 수많은 정보가 쏟아지고 인터넷 게임처럼 자극적인 놀잇감까지 제공하니 시간과 노력을 투자해야 하는 책 읽기는 멀어지기 마련이지요. 독서는 500년 정도밖에 되지 않는 발명품이기 때문에 문자를 읽고 인식하는 부위가 따로 있을 정도까지 뇌가 진화하지는 못했을 겁니다. 그렇기 때문에 책 읽기는 뇌의 여러 부위를 동원할 수밖에 없습니다. 그러다 보니 책을 읽다 보면 저절로 뇌의 여러 부위를 자극해 발달시키는 것이겠지요. 네덜란드 막스플랑크 심리언어학연구소, 라드바우드대, 스위스 취리히대, 인도 의생명연구센터, 하이데라바드대, 알라하바드대, 이쉬어 사란 디그리대 소속 신경언어학자와 뇌과학자들로 구성된 공동연구팀은 읽기와 관련한 새로운 연구결과를 내놨습니다. 연구팀은 독서가 ‘시각단어형태 영역’(VWFA)이라는 뇌 부위를 자극함으로써 시각 인지, 시각 기억력을 높이는 데 도움을 준다는 연구결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 19일자에 발표했습니다. 연구팀은 인도 북부 우타르프라데시주 러크나우 인근 마을 2곳을 골라 23~39세의 신체적, 정신적으로 건강하지만 글을 알지 못하는 남녀 29명을 선발해 6개월 동안 읽기와 쓰기를 가르쳤습니다. 글을 가르치는 동안 연구팀은 주기적으로 fMRI(기능성 자기공명영상) 촬영을 해 참가자들의 뇌 기능 변화를 관찰했습니다. 그 결과 문맹이었던 사람들이 글을 읽고 쓸 수 있게 되면서 뇌의 VWFA 부위뿐만 아니라 시각 관련 부위가 활성화되면서 글자가 아닌 얼굴이나 사물, 각종 문자 형태 등을 더 잘 기억하고 구분할 수 있게 됐다는 점을 알게 됐습니다. 알렉시스 헤르바이스 아델만 취리히대 교수는 “이번 연구는 읽기가 시각 뇌의 반응을 더 민감하게 만들어 시각체계 전반에 긍정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 기억력과 인지 능력을 높이는 데도 도움을 준다는 것을 보여 준다”고 말했습니다. 책 읽기에 좋은 계절이 따로 있겠냐마는 많은 사람들이 ‘독서의 계절’이라 부르는 가을이 찾아왔습니다. 그동안 읽고 싶었던 책 한 권을 들고 하루 10분씩만 짬을 내 읽는다면 스마트폰과 인터넷 게임 등 디지털로 피로해진 뇌를 잠시 쉬게 해 줄 수 있을 뿐만 아니라 뇌를 한 단계 업그레이드시킬 수 있지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

“하지만 때론 세상이 뒤집어 진다고 / 나 같은 아이 한둘이 어지럽힌다고 / 모두 다 똑같은 손을 들어야 한다고 / 그런 눈으로 욕 하지마 / 난 아무것도 망치지 않아 / 난 왼손잡이야” 1995년 그룹 ‘패닉’의 노래 ‘왼손잡이’의 가사 중 한 구절이다. 왼손잡이는 인류가 시작한 뒤 꾸준히 전 세계 인구의 약 10%를 차지해 왔다. 문제는 왼손잡이가 생기고 일정한 비율로 유지되는 이유에 대해서는 현대 과학으로도 해석되지 않고 있는 부분이다. 최근에는 그런 차별이 거의 없어졌지만 역사적으로는 왼손잡이는 ‘정상에서 벗어난’ 차별의 대상이었다. 우리나라에서도 왼손잡이 아이들을 오른손을 사용하도록 어른들이 억지로 교육시키는 경우도 많았다. 그런데 영국 옥스포드대 임상신경과학과, 통합신경이미지 뇌기능성자기공명영상(fMRI) 센터, 옥스포드대 의대 정형외과 공동연구팀이 왼손잡이와 관련된 유전정보를 발견하고 왼손잡이를 만드는 원인 유전자가 뇌의 언어영역과 밀접한 관계가 있다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌 과학 분야 국제학술지 ‘브레인’ 4일자에 실렸다.연구팀은 영국 의학 빅데이터인 ‘바이오뱅크’에 등록된 약 40만명의 게놈을 분석했다. 여기에는 3만 8332명의 왼손잡이가 포함됐다. 연구팀은 이들의 게놈을 비교분석한 결과 4개의 게놈이 왼손잡이와 관련된 것으로 확인했으며 이 중 3개는 뇌 발달과 구조에 관여하는 단백질과 관련돼 있다는 사실을 발견했다. 3개 게놈은 신경세포의 세포골격을 구성하는 미세소관과 관련이 있는 것으로 나타났다. 세포골격은 세포의 형태를 만들고 세포 이동에 관여하는 세포 지지기관이라고 할 수 있다. 연구팀은 분석 대상자 40만 명 중 약 1만명을 따로 분류해 뇌의 fMRI를 촬영한 결과 이들 게놈이 언어와 관련된 영역과 밀접한 관계를 갖고 있다는 사실도 발견했다. 특히 왼손잡이들은 뇌의 왼쪽과 오른쪽 언어영역이 더 조화롭게 발달해 있으며 언어기능도 더 우수한 경향을 보이는 것으로 조사됐다. 이와 함께 왼손잡이와 질병 발병 가능성의 상관관계를 분석한 결과 왼손잡이들은 대표적인 퇴행성 뇌질환인 파킨슨병에 걸릴 가능성은 낮지만 조현병을 앓을 가능성은 오른손잡이보다 높은 것으로도 나타났다. 도미닉 퍼니스 옥스포드대 의대 정형외과 교수는 “이번 연구는 대규모 의학 데이터를 활용함으로써 왼손잡이가 뇌의 발달생물학적 차원에서 결과라는 사실을 증명했다는데 의미를 갖는다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한의원에 가면 아픈 부위에 직접 침이나 부항 치료를 할 때도 있지만, 아픈 부위와 동떨어진 손이나 발에 침을 놓을 때도 있다. 왜 한의사들은 아프지도 않은 곳에 침을 놓을까. 우선 통증 부위에 직접 침 치료를 하면 주변에 소량의 칼시토닌유전자관련펩티드와 같이 혈관을 확장시키는 물질이 분비돼 혈액순환이 좋아진다. 또 세포외액의 아데노신 농도가 높아져 아데노신A1수용체를 활성화시켜 통증 신호가 신경을 통해 전도되는 것을 억제하며, 근육이나 근막이 이완되는 효과가 있다. 이를 침의 ‘국소 자극’이라고 부른다. 이런 원리로 순환이 안 되는 손발에 침 치료를 받으면 저림 증상이 좋아지고, 아픈 부위에 침 치료를 받으면 통증이 감소하며, 긴장되고 단단해진 근육에 침을 맞으면 뭉친 근육이 풀린다. 통증 부위에서 떨어져 있지만 신경으로 이어진 곳에 침 치료를 해도 통증을 억제할 수 있다. 이는 통증 부위와 같은 피부분절, 근육분절에 해당하는 혈자리에 침 치료를 하는 것으로 ‘분절 자극’이라고 한다. 말초의 감각을 뇌로 전달하는 감각 신경은 ‘수초로 덮여 두껍고 전달 속도가 빠른 신경’과 ‘수초 없이 얇고 느린 신경’ 두 가지가 있다. 보통 만성 통증은 얇고 느린 신경을 타고 척수를 통해 뇌로 전달된다. 이때 침 치료에 특정 수기법이나 전기 자극을 더하면 침 자극은 두껍고 빠른 신경을 통해 통증 감각보다 먼저 척수에 도달, 통증이 뇌로 전달되는 경로를 막을 수 있다. 이를 통증의 ‘관문조절설’이라고 부른다. 대표적 전기치료인 경피전기신경자극 또한 관문조절설을 이용해 통증을 억제한다. 주사 맞기 전에 엉덩이를 손으로 툭툭 치면 통증을 덜 느끼는 것도 이러한 원리를 이용한 것이다. 다만 이 기전을 통한 진통 효과는 지속시간이 그리 길지 않다. 손이나 발의 특정 혈자리에 침 자극을 가해도 그 신호가 척수를 거쳐 뇌에 도달해 다양한 종류의 신경펩티드나 모노아민을 분비한다. 이때 베타엔도르핀, 세로토닌, 노르아드레날린 등이 척수의 여러 분절에서 통증 신호가 뇌로 전달되는 것을 조절한다. 이를 침의 ‘전신 자극’이라고 부른다. 특히 전통적으로 알려진 오수혈이라는 경혈들이 이러한 물질들을 활발히 분비시킨다고 알려져 있다. 최근에는 기능적 자기공명영상장치(fMRI)를 통해 침 치료가 뇌에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 통증이 오래되면 뇌의 바깥에 위치한 피질에서 감각적으로 아프다고 느낄 뿐 아니라 뇌의 안쪽에 위치한 변연계에서 불쾌하고 우울하다는 감정으로 기억되기 때문에 잘 낫지 않게 된다. 이때 침 치료가 변연계의 활성을 낮춰 통증의 감정적인 요소까지 조절할 수 있다고 알려져 있다. 또한 일부 만성통증 환자에게서는 뇌정상태회로와 뇌섬엽 간의 기능적 연결성이 증가한다고 알려졌는데, 침 자극이 이러한 연결성을 감소시키며 통증을 줄인다는 연구 결과도 있다.