애완견은 주인의 냄새만 맡아도 좋아하는 것 같다. 개에게 있어서 주인 냄새는 마치 인간이 향수를 맡을 때 처럼 강하게 반응한다는 연구결과가 나왔다. 최근 미국 에모리 대학 연구팀은 12마리 개의 뇌를 자기공명영상(fMRI)로 분석한 연구결과를 행동프로세스 저널(journal Behavioural Processes)에 발표했다.　 　　 연구팀의 이번 논문은 인간이 사랑하는 사람의 향수를 맡았을 때 즉각적이고 감정적으로 반응한다는 사실에 기반해 시작됐다. 인간보다 월등히 후각이 발달된 개가 같은 상황에 놓인다면 더욱 강하게 반응할 것이라는 추측에서다. 　 이를 증명하기 위해 연구팀은 피실험견에게 주인의 냄새, 같은 집에 사는 인간의 냄새, 만난적 없는 인간의 냄새, 같은 집에 사는 개의 냄새, 만난적 없는 개의 냄새를 각각 맡게했다. 그 결과 피실험견들은 ‘동족’들을 제치고 주인 냄새에 가장 강하게 반응하는 것으로 나타났다. 특히 이같은 결과는 주인이 눈 앞에 없는 상태에서 이루어져 애완견들은 주인의 냄새 만으로도 기분좋은 상상을 하는 셈이다. 　 연구를 이끈 그레고리 번즈 박사는 “개는 주인과 만난 적 없는 사람의 냄새를 정확히 구분해 내 긍정적인 감정으로 연결시킨다” 면서 “주인의 냄새 만으로도 개는 주인의 모습을 떠올리며 꼬리를 치게된다”고 설명했다. 이어 “이 연구결과는 향후 특수견들의 교육에 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

잠을 자던 중 혹은 죽음을 앞둔 상황에서 자기 몸에서 영혼이 빠져나간다는 이른바 ‘유체이탈’에 대한 새로운 연구결과가 나왔다. 최근 캐나다 오타와 대학 연구팀은 유체이탈이 의지대로 가능하다는 한 여대생의 뇌를 자기공명영상장치(fMRI)로 분석한 연구결과를 신경과학 학술지(Frontiers in Human Neuroscience) 최신호에 발표했다. 이른바 유체이탈은 경험한 사람은 많지만 과학적으로 증명하기가 힘들어 다양한 이론들이 제기되어 왔다. 학계에서는 임사체험(臨死體驗·Near Death Experience)과 맞물려 다양한 연구들이 진행되어 왔으며 대체로 뇌의 비정상적인 활동으로 인한 착각이라는 주장이 많다.이번에 캐나다 연구팀이 연구한 대상은 한 심리학과 대학원생(24)으로 놀랍게도 이 학생은 의지대로 유체이탈을 해 잠을 자는 자신의 모습을 공중에서 볼 수 있다고 주장하고 있다. 연구팀이 이 학생의 뇌를 fMRI 분석한 결과 특이하게도 운동감각과 관련된 뇌의 왼쪽 일부지역이 활성화되는 것을 확인했다. 연구를 이끈 안드라 스미스 박사는 “피실험자는 어릴 때 부터 유체이탈 능력을 가졌으며 성장하면서 더욱 향상됐다고 말했다” 면서 “다른 사람들이 이같이 능력이 없다는 것을 오히려 놀라워 했다”고 밝혔다. 이어 “현재로서는 시각피질(visual cortex)의 불활성화와 관련이 있다는 것 외에는 진전된 연구결과는 없다” 면서 “유체이탈 능력을 가진 사람이 생각보다 많다는 것과 연습을 통해 능력을 향상시킬 수도 있다는 사실을 확인했다”고 덧붙였다. 한편 유체이탈과 관련된 논문이 나온 것은 이번이 처음은 아니다. 지난 2011년 영국 에딘버러 대학과 케임브리지 대학 연구팀은 유체이탈 경험이 뇌의 착각이라는 주장을 펼쳤었다. 당시 연구자인 케롤라인 와트 박사는 “사람들이 밝은 빛에 이끌려 다른 세상을 봤다는 증언은 자기 세포의 죽음으로 인한 뇌의 착각일 가능성이 높다” 며 “이는 눈으로 들어오는 빛이 화상으로 변할 때 일어나는 현상이며 세포가 죽는 것에 의해서 강한 빛을 보고 있다는 착각을 하는 것”이라고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

잠을 자던 중 혹은 죽음을 앞둔 상황에서 자기 몸에서 영혼이 빠져나간다는 이른바 ‘유체이탈’에 대한 새로운 연구결과가 나왔다. 최근 캐나다 오타와 대학 연구팀은 유체이탈이 의지대로 가능하다는 한 여대생의 뇌를 자기공명영상장치(fMRI)로 분석한 연구결과를 신경과학 학술지(Frontiers in Human Neuroscience) 최신호에 발표했다. 이른바 유체이탈은 경험한 사람은 많지만 과학적으로 증명하기가 힘들어 다양한 이론들이 제기되어 왔다. 학계에서는 임사체험(臨死體驗·Near Death Experience)과 맞물려 다양한 연구들이 진행되어 왔으며 대체로 뇌의 비정상적인 활동으로 인한 착각이라는 주장이 많다.이번에 캐나다 연구팀이 연구한 대상은 한 심리학과 대학원생(24)으로 놀랍게도 이 학생은 의지대로 유체이탈을 해 잠을 자는 자신의 모습을 공중에서 볼 수 있다고 주장하고 있다. 연구팀이 이 학생의 뇌를 fMRI 분석한 결과 특이하게도 운동감각과 관련된 뇌의 왼쪽 일부지역이 활성화되는 것을 확인했다. 연구를 이끈 안드라 스미스 박사는 “피실험자는 어릴 때 부터 유체이탈 능력을 가졌으며 성장하면서 더욱 향상됐다고 말했다” 면서 “다른 사람들이 이같이 능력이 없다는 것을 오히려 놀라워 했다”고 밝혔다. 이어 “현재로서는 시각피질(visual cortex)의 불활성화와 관련이 있다는 것 외에는 진전된 연구결과는 없다” 면서 “유체이탈 능력을 가진 사람이 생각보다 많다는 것과 연습을 통해 능력을 향상시킬 수도 있다는 사실을 확인했다”고 덧붙였다. 한편 유체이탈과 관련된 논문이 나온 것은 이번이 처음은 아니다. 지난 2011년 영국 에딘버러 대학과 케임브리지 대학 연구팀은 유체이탈 경험이 뇌의 착각이라는 주장을 펼쳤었다. 당시 연구자인 케롤라인 와트 박사는 “사람들이 밝은 빛에 이끌려 다른 세상을 봤다는 증언은 자기 세포의 죽음으로 인한 뇌의 착각일 가능성이 높다” 며 “이는 눈으로 들어오는 빛이 화상으로 변할 때 일어나는 현상이며 세포가 죽는 것에 의해서 강한 빛을 보고 있다는 착각을 하는 것”이라고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

잠을 자던 중 혹은 죽음을 앞둔 상황에서 자기 몸에서 영혼이 빠져나간다는 이른바 ‘유체이탈’에 대한 새로운 연구결과가 나왔다. 최근 캐나다 오타와 대학 연구팀은 유체이탈이 의지대로 가능하다는 한 여대생의 뇌를 자기공명영상장치(fMRI)로 분석한 연구결과를 신경과학 학술지(Frontiers in Human Neuroscience) 최신호에 발표했다. 이른바 유체이탈은 경험한 사람은 많지만 과학적으로 증명하기가 힘들어 다양한 이론들이 제기되어 왔다. 학계에서는 임사체험(臨死體驗·Near Death Experience)과 맞물려 다양한 연구들이 진행되어 왔으며 대체로 뇌의 비정상적인 활동으로 인한 착각이라는 주장이 많다.이번에 캐나다 연구팀이 연구한 대상은 한 심리학과 대학원생(24)으로 놀랍게도 이 학생은 의지대로 유체이탈을 해 잠을 자는 자신의 모습을 공중에서 볼 수 있다고 주장하고 있다. 연구팀이 이 학생의 뇌를 fMRI 분석한 결과 특이하게도 운동감각과 관련된 뇌의 왼쪽 일부지역이 활성화되는 것을 확인했다. 연구를 이끈 안드라 스미스 박사는 “피실험자는 어릴 때 부터 유체이탈 능력을 가졌으며 성장하면서 더욱 향상됐다고 말했다” 면서 “다른 사람들이 이같이 능력이 없다는 것을 오히려 놀라워 했다”고 밝혔다. 이어 “현재로서는 시각피질(visual cortex)의 불활성화와 관련이 있다는 것 외에는 진전된 연구결과는 없다” 면서 “유체이탈 능력을 가진 사람이 생각보다 많다는 것과 연습을 통해 능력을 향상시킬 수도 있다는 사실을 확인했다”고 덧붙였다. 한편 유체이탈과 관련된 논문이 나온 것은 이번이 처음은 아니다. 지난 2011년 영국 에딘버러 대학과 케임브리지 대학 연구팀은 유체이탈 경험이 뇌의 착각이라는 주장을 펼쳤었다. 당시 연구자인 케롤라인 와트 박사는 “사람들이 밝은 빛에 이끌려 다른 세상을 봤다는 증언은 자기 세포의 죽음으로 인한 뇌의 착각일 가능성이 높다” 며 “이는 눈으로 들어오는 빛이 화상으로 변할 때 일어나는 현상이며 세포가 죽는 것에 의해서 강한 빛을 보고 있다는 착각을 하는 것”이라고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

강도 높은 운동을 할수록 열량(칼로리)이 높은 음식을 찾게 되리라 생각하기 쉽지만, 오히려 그 반대의 현상을 보인다는 연구 결과가 나왔다. 이는 고강도 운동이 체중 감량과 같은 다이어트를 촉진하는 데 매우 효과적일 수 있음을 시사한다. 연구를 이끈 다니엘 크랩트리 박사(영국 애버딘대학 로웨트영양건강연구소)는 “이번 연구의 주목적은 고강도 운동의 기간에 따라 칼로리가 높고 낮은 음식에 대한 뇌 반응을 살펴보는 것이며, 중점은 보통 ‘1차 미각 피질’로 언급되는 섬엽(insula)이라는 뇌 영역에 있다”면서 “섬엽의 활성화는 식욕을 증가시키고 음식을 섭취하면 좋은 기분이 들게 한다”고 설명했다. 영국 영양학자들로 구성된 이들 연구팀은 신체 건강한 남성 15명을 모집해 1시간 동안 계속 달리는 운동을 하도록 요청했다. 이후 ‘기능성 자기공명영상’(fMRI) 장치를 사용해 참가자들의 식욕에 관한 뇌 반응을 기록했다. 이때 연구팀은 참가자들에게 건강한 음식이나 건강에 나쁜 음식의 사진을 보여주고 나타나는 뇌 반응을 관찰했다. 이 실험은 두 차례에 걸쳐 진행됐으며 건강에 나쁜 음식 사진으로는 피자, 햄버거, 도넛 등의 고칼로리 음식이, 건강에 좋은 음식 사진으로는 사과, 딸기, 포도, 당근 등의 저칼로리 음식이 사용됐다. 연구팀은 참가 남성들이 고칼로리 음식 사진을 봤을 때 섬엽에 관한 뇌 반응이 감소하는 것을 발견했다. 반면 건강식 사진을 봤을 때는 섬엽이 활성화되는 것으로 나타났다. 또 연구팀은 참가 남성들에게 배고픈 정도를 물었고 그들의 혈액 표본을 채취해 식욕 자극과 억제에 관여하는 두 호르몬을 분석했다. 크랩트리 박사는 “참가자들은 달린 뒤 배고픔을 느끼는 정도가 억제됐다”면서 “호르몬 분석에서도 식욕 자극 호르몬은 감소했고 식욕 억제 호르몬은 증가한 것으로 나타났다”고 설명했다. 섬엽은 갈증과도 연관성이 있으므로 참가자들은 (본능에 따라) 수분 함량이 높은 저칼로리 음식을 선택했을 수도 있다고 한다. 그런 음식을 섭취함으로써 참가자들은 운동으로 유발되는 갈증을 만족시킬수도 있다는 것이다. 그럼에도 이번 연구는 식욕과 운동 사이의 특정한 연관성을 뇌 영상을 사용해 조사한 최초의 실험 중 하나라는 점에서 그 의의가 매우 크다고 볼 수 있다. 크랩트리 박사는 “이번 연구는 건강하고 날씬한 남성들의 뇌 활동에 관심을 둔 것”이라면서 “과체중이나 비만인 참가자들을 포함하고 (달리기가 아닌) 다른 운동이나 다른 강도의 운동을 사용한 추가 연구가 진행되면 사람들이 건강하게 체중을 감량하는 데 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 ‘미국임상영양학저널’(AJCN)에 게재됐다. 사진=포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리나라를 비롯해 중국, 일본 등지에서 즐겨온 ‘바둑’이 뇌 기능 발달에 큰 영향을 미친다는 연구 결과가 국내 연구진에 의해 제시됐다. 서울대병원 정신건강의학과 권준수 교수팀은 한국기원과 함께 수행한 뇌 영상연구를 통해 장기간의 바둑 훈련이 두뇌 기능을 발달시킨다는 사실을 밝혀냈다고 2일 밝혔다. 연구 결과는 신경과학 분야 학술지인 ‘Frontiers in Human Neuroscience’ 최근호에 실렸다. 연구팀은 평균 12.4년간 바둑을 익힌 한국기원 소속 바둑 전문가 17명(평균 연령 17세, 남 14명, 여 3명)을 대상으로 이들의 뇌 기능이 일반인과 어떤 차이가 있는지를 관찰했다. 이들 17명을 비교군으로 삼았으며, 일반인 16명(평균 연령 17세, 남 12명, 여 4명)을 대조군으로 삼아 MRI(자기공명영상) 영상 기법인 fMRI(기능적 자기공명 영상)를 촬영해 비교했다. fMRI는 뇌 혈액에서 산소를 운반하는 헤모글로빈의 농도 변화를 측정해 뇌 신경세포의 활동 정도를 알아보는 검사이다. 그 결과, 바둑 전문가들로 이뤄진 비교군이 대조군에 비해 정서적 처리와 직관적 판단에 관여하는 편도체와 안와전두엽 부위의 기능이 활성화 되어 있었다. 공간적 위치정보를 처리하는 두정엽 부위에서도 같은 현상이 관찰되었다. 즉, 바둑 전문가는 일반인에 비해 정서적 처리나 직관적 판단을 처리하는 뇌 부위들이 서로 잘 연결되어 외부 자극에 대해 합목적적 역할을 더욱 잘 수행할 수 있다는 것이다. 두정엽 부위도 비슷했다. 권준수 교수는 “이는 장기간 반복된 수련을 통해 뇌 기능이 변화할 수 있다는 기존 가설을 확인해주는 결과”라고 말했다. 실제로, 최근 인지신경과학 분야에서는 특정 분야에 뛰어난 능력을 발휘하는 전문가들의 뇌기능 연구 결과가 계속 발표되고 있다. 인지과학자들은 “보드게임 전문가들이 직관적 판단에 익숙한 것은 오랬동안 훈련을 반복함으로써 정상인이 인지하기 어려운 다양한 패턴들을 처리하는 특별한 뇌 회로가 형성된 결과”라고 보고 있다. 심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr 　 [용어 설명] 1.정서적 처리: 외부에서 가해진 정서적 자극에 반응해 처리해내는 능력이다. 예컨대 공포영화의 무서운 장면을 빨리 잊어버리거나, 무시하거나, 영향을 받지 않거나 하는 것은 결과적으로 그런 자극을 처리하는 정서적 처리 능력이 뛰어남을 의미한다. 2.직관적 판단: 어렵게 계산하거나 생각하지 않고 순간적으로 판단하는 능력이다. 예컨대 바둑을 둘 때 복잡한 수계산을 거쳐 다음 수를 결정할 수도 있지만, 직관적으로 ‘다음 수는 여기다’, ‘이 때는 수비하자’, ‘지금이 공격할 때다’ 등을 감각적으로 결정 할 수 있는 능력을 직관적 판단이라고 할 수 있다. 전문가들은 오랜 수련을 통해 직관적 판단 능력이 잠재기억 속에 각인됨으로써 복잡한 계산 없이도 특정한 맥락이나 패턴을 보면 바로 반응이 나올 수 있다고 보고 있다.

공부나 일할 때 능률이 오르지 않는다면 햇빛을 쬐보는 것은 어떨까. 이러한 빛이 우리 뇌를 활성화시켜 집중력을 향상시킬 수 있다고 28일(현지시간) 사이언스데일리 등 매체들이 보도했다. 캐나다 몬트리올 대학과 미국 보스턴 브리검 여성병원 공동 연구진이 ‘인지신경과학저널(Journal of Cognitive Neuroscience)’에 발표한 논문에 따르면 빛은 뇌의 민첩성과 성능 등에 영향을 미치고 각성과 인지 능력에 중요한 역할을 하고 있다. 우리의 신체는 눈이 보이거나 심지어 보이지 않더라도 빛을 받으면 뇌가 활성화하고 인지력이 높아진다고 연구진은 설명했다. 맹인 3명을 대상으로 실험한 결과, 이들은 빛을 인식할 수 없어도 시각적인 자극에 응답할 수 있었다. 이러한 현상은 ‘맹시’라고 한다. 이는 망막의 시세포에는 보이지 않아도 망막신경절세포층에서는 빛을 볼 수 있는 것이다. 이 희귀 증상을 연구해 뇌 역할에 대해 좀 더 자세히 알 수 있게 됐다고 한다. 실험에서는 우선 맹인 3명의 참가자들에게 푸른 빛이 켜 있는지 아니면 꺼져 있는지 답하도록 했다. 3인은 빛이 보이지 않더라도 ‘비(非)의식적인 인식’을 통해 50% 이상의 확률로 맞췄다. 이 중 한 명은 95%라는 높은 확률을 보이기도 했다. 참가자들은 ‘소리’를 통해 푸른 빛이 켜 있거나 꺼져 있을 때를 기억했다. 각각의 경우 뇌의 민첩성과 주의력을 비교한 결과, 빛의 존재가 뇌의 기능을 향상하는 것으로 나타났다. 또한 기능적 자기공명 영상(fMRI)에서 간단한 소리를 매칭한 테스트를 한 결과, 1분 이하의 빛이 민첩과 인식, 디폴트 모드 네트워크(DMN·뇌가 쉴 때 반응하는 뇌 영역)에 관련한 뇌의 전두엽 정면과 사상 부분을 활성화시키는 것으로 밝혀졌다. 이는 이미지 형성을 수반하지 않는 새로운 광(光)수용기가 빛에 대한 ‘비의식적인 인식’을 유발해 뇌의 성능 부분에 자극을 주고 있을 가능성을 시사하고 있는 것이라고 한다. 선임 공저자 스티븐 로클리는 “우리는 완전 맹인인 환자 3명의 뇌가 빛에 상당히 반응하는 것을 발견하고 기절할 뻔했다”면서 “빛은 우리에게 사물을 보여줄 뿐만 아니라 뇌를 활성화시켜주고 있는 것”이라고 말했다. 사진=자료사진 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

공부나 일할 때 능률이 오르지 않는다면 햇빛을 쬐보는 것은 어떨까. 이러한 빛이 우리 뇌를 활성화시켜 집중력을 향상시킬 수 있다고 28일(현지시간) 사이언스데일리 등 매체들이 보도했다. 캐나다 몬트리올 대학과 미국 보스턴 브리검 여성병원 공동 연구진이 ‘인지신경과학저널(Journal of Cognitive Neuroscience)’에 발표한 논문에 따르면 빛은 뇌의 민첩성과 성능 등에 영향을 미치고 각성과 인지 능력에 중요한 역할을 하고 있다. 우리의 신체는 눈이 보이거나 심지어 보이지 않더라도 빛을 받으면 뇌가 활성화하고 인지력이 높아진다고 연구진은 설명했다. 맹인 3명을 대상으로 실험한 결과, 이들은 빛을 인식할 수 없어도 시각적인 자극에 응답할 수 있었다. 이러한 현상은 ‘맹시’라고 한다. 이는 망막의 시세포에는 보이지 않아도 망막신경절세포층에서는 빛을 볼 수 있는 것이다. 이 희귀 증상을 연구해 뇌 역할에 대해 좀 더 자세히 알 수 있게 됐다고 한다. 실험에서는 우선 맹인 3명의 참가자들에게 푸른 빛이 켜 있는지 아니면 꺼져 있는지 답하도록 했다. 3인은 빛이 보이지 않더라도 ‘비(非)의식적인 인식’을 통해 50% 이상의 확률로 맞췄다. 이 중 한 명은 95%라는 높은 확률을 보이기도 했다. 참가자들은 ‘소리’를 통해 푸른 빛이 켜 있거나 꺼져 있을 때를 기억했다. 각각의 경우 뇌의 민첩성과 주의력을 비교한 결과, 빛의 존재가 뇌의 기능을 향상하는 것으로 나타났다. 또한 기능적 자기공명 영상(fMRI)에서 간단한 소리를 매칭한 테스트를 한 결과, 1분 이하의 빛이 민첩과 인식, 디폴트 모드 네트워크(DMN·뇌가 쉴 때 반응하는 뇌 영역)에 관련한 뇌의 전두엽 정면과 사상 부분을 활성화시키는 것으로 밝혀졌다. 이는 이미지 형성을 수반하지 않는 새로운 광(光)수용기가 빛에 대한 ‘비의식적인 인식’을 유발해 뇌의 성능 부분에 자극을 주고 있을 가능성을 시사하고 있는 것이라고 한다. 선임 공저자 스티븐 로클리는 “우리는 완전 맹인인 환자 3명의 뇌가 빛에 상당히 반응하는 것을 발견하고 기절할 뻔했다”면서 “빛은 우리에게 사물을 보여줄 뿐만 아니라 뇌를 활성화시켜주고 있는 것”이라고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

사실상 숨만 쉬는 상태인 이른바 ‘식물인간’과 대화를 하는 것이 가능할까? 캐나다 신경과학 연구팀이 식물인간과 ‘예’, ‘아니오’ 등의 간단한 질문에 답하는 대화에 성공했다고 밝혀 관심을 끌고 있다. 최근 웨스턴 온타리오 대학교 연구팀은 이같은 내용의 연구결과를 담은 논문을 ‘신경과학저널’(The Journal of Neuroscience) 최신호에 발표했다. 지난해에도 관련 연구를 발표한 바 있는 연구팀은 대뇌에 심각한 손상을 입어 의식이 없는 식물인간을 상대로 한 실험을 실시했다. 연구팀이 식물인간의 대답을 얻는 방식은 기능성 자기공명영상(fMRI)을 통해서다. 각각 고유의 역할을 담당하는 뇌 부위가 활성화되는 것을 기능성 자기공명영상으로 모니터 해가며 환자의 반응을 체크해 ‘마음’을 읽는 컴퓨터로 개발한 것. 결국 이를 통해 연구팀은 환자가 말이나 행동을 하지 못해도 ‘YES’ 혹은 ‘NO’를 생각하고 있다는 것을 알게됐다. 연구에 참여한 로리나 나치 박사는 “결혼 여부나 가족 관계 등 간단한 질문에 대해 식물인간으로 부터 답을 얻었다.” 면서 “연구가 보다 진전되면 결국 식물인간과 원활한 대화가 가능해 질 것”이라고 전망했다. 연구를 이끈 웨스턴 온타리오 대학교 뇌 연구소 에이드리언 오웬 교수는 “대뇌에 손상을 입어 식물인간 판정을 받았다고 해서 모든 환자가 의식이 없는 것은 아니다.”면서 “향후 환자의 의사를 반영해 치료해 나갈 수 있을 것”이라고 밝혔다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

남성은 무신경하고 대범하지만 용기를 가진 반면, 여성은 세심하고 사랑을 갈구한다는 게 많은 이들의 생각이다. 누구나 쉽게 “이 모든 것은 성별 뇌의 차이 때문”이라고 말한다. 기능성 자기공명영상(fMRI) 등 뇌 활동을 실시간으로 들여다볼 수 있는 기기가 개발되면서, ‘사랑과 기억력 등 사람의 모든 것을 곧 설명할 수 있게 될 것’이라는 기대 또한 커지고 있다. 서점에 나열된 책은 ‘뇌의 진실’을 말해주겠다며 독자들을 유혹하고, 언론은 매일같이 ‘무엇을 하면 뇌가 어떻게 된다’는 기사를 쏟아내기에 바쁘다. ‘뇌과학’과 ‘신경과학’의 전성시대가 열리고 있다. 유럽연합(EU)은 ‘인간 두뇌 프로젝트’를 시작했고, 미국은 버락 오바마 대통령까지 내세워 ‘두뇌 활동 지도 프로젝트’를 준비 중이다. 각기 수십조원이 투자되는 연구 계획들이다. 최근 몇 년 사이 급속도로 대중들의 관심사가 된 게 뇌의 신비다. 사람들은 스스로 어떤 행동을 왜, 언제 하게 되는지에 대한 근본적인 이유를 ‘뇌’가 알고 있다고 믿는다. ‘뇌’에 대한 사람들의 관심은 이미 생활 속에 녹아 있다. 우울증을 겪는 사람에 대해 의사가 아니더라도 “뇌가 제대로 작동하지 않고, 흐름이 막혔다”고 당연하다는 듯 말한다. 중년의 사람들에게는 “치매 예방을 위해서는 뇌를 끊임없이 훈련시켜야 한다”고 조언하고, 한 번에 한 가지 일만 할 수 있는 사람에게 “당신의 뇌 구조가 ‘다중 작업’(멀티태스킹)에 적합하지 않다”는 말을 아무렇지도 않게 내뱉는다. 과학이나 의학에 대한 대중의 높은 관심은 일반적으로 연구비 증액과 과학자들의 사기진작으로 이어진다. 하지만 과학자와 의사들에겐 이런 ‘신경과학의 대중화’가 달갑지 않다. 사람들이 뇌에 대해 흔하게 하는 말이나 상식들이 과학이나 심리학과는 점차 멀어지고 있기 때문이다. 일각에서는 신경과학이 과학적 근거를 전혀 갖지 않았지만 그 어떤 심리학보다 강력한 영향력을 가진 ‘혈액형과 성격’의 뒤를 이을 수 있다는 우려까지 나온다. ‘신경과학’의 전성시대가 아니라 ‘민간 신경과학’의 전성시대라고 꼬집는 학자도 많다. ‘민간 신경과학’은 사람들 스스로 신경과학 전문가라고 믿는 데서 시작된다. “남자들은 섹스에만 관심이 있다”거나 “슬플 땐 한번 울면 기분이 나아진다”는 것들이 대표적인 사례다. ‘경험=과학’으로 받아들이는 것이다. 특히 신경과학에 대한 단편적인 지식과 용어는 강력한 힘을 발휘한다. 예를 들어 “철수가 우울한 것은 일자리를 찾지 못했기 때문”이라고 누군가 말한다면 다른 사람이 “실직한 사람이 모두 우울한 것은 아니다”라는 경험적 근거로 반박할 수 있다. 하지만 “철수가 우울한 것은 뇌 속의 화학적 불균형 때문”이라고 말한다면 설사 과학자라고 하더라도 명확하게 반박하기 어려워지고 듣는 사람들은 이를 쉽게 믿게 된다. 신경과학에 대한 지식들이 과학에서 시작된 것은 분명한 사실이다. 1980년대 이후 뇌 속을 들여다볼 수 있는 뇌 스캔 기술이 발달하면서 과학자들은 사람들의 행동이나 감정의 변화에 실제로 뇌 활동이 연관돼 있다는 점을 알게 됐다. 문제는 정작 과학자들은 뇌 스캔을 통해 혈액이나 세포의 움직임을 본 것뿐이지, 정확히 어떤 작용을 본 게 아니라는 점이다. 화려해 보이는 뇌 스캔 사진들은 사실 엄청나게 많은 정보를 담고 있고, 대부분 실체가 규명되지 않았지만 사람들은 일부분이 번쩍이거나 색깔이 변하는 것에만 초점을 맞춘다. 특히 대부분의 연구는 부정적이고 비정상적인 사례를 중심으로 이뤄지기 때문에, 뇌의 변화가 이런 문제점의 직접적인 원인으로 과대포장되는 경우가 많다. 심리학자 클리오드나 오코너는 10년 동안 발표된 신경과학 논문과 신문기사를 분석해 “신경과학은 사람들의 편견을 뒷받침해 주는 증거로 사용되고 있다”고 주장했다. 약물 남용자, 범죄자, 동성애자, 비만한 사람 및 정신 건강 질환을 가진 사람 등이 특이한 두뇌 유형을 가지고 있다는 점을 입증하는 데만 관심을 갖는다는 것이다. 비만은 낮은 지능과, 사춘기는 불쾌함 및 사회불안, 여성은 불합리한 비이성적 존재로 뇌과학을 통해 연결됐다. 영국일간 가디언의 과학칼럼니스트 버간 벨은 최근 칼럼에서 “잘못된 민간 신경과학의 득세에 따라 생물학적으로 지루하고 상투적인 선입견이 대서특필되고, 과학이라는 단어가 잘못 사용되는 문화를 만들어냈다”고 지적했다. 벨은 최근 잘못 사용되고 있는 수많은 민간 신경과학의 사례 중 주목할 만한 5가지를 제시하며, 편협한 민간 신경과학의 남용을 경고했다. ‘왼손잡이는 오른쪽 뇌를, 오른손잡이는 왼쪽 뇌를 사용하며 오른쪽 뇌는 창의적이고 왼쪽 뇌는 이성적’이라는 것 또한 가장 널리 퍼진 상식이다. 하지만 이는 왼손잡이 위인들이 예술과 과학 분야에서 두각을 나타냈기 때문에 생긴 믿음에 불과하다. 아직까지 과학자들은 뇌의 어느 부분이 창의와 이성을 담당하는지 명확하게 밝혀내지 못했다. ‘도파민은 행복을 느끼는 호르몬’이라는 지식 역시 단편적이다. 도파민은 집중력을 관장하고, 여성의 모유 수유량을 조절하는 등 수십 가지 역할을 한다. 행복을 느끼는 것 역시 ‘무언가를 하고 싶은 욕구’를 일으키는 도파민의 일부 기능에 대한 부수적인 효과일 뿐이다. 호르몬인 ‘세로토닌’이 원활하게 공급되지 않으면 우울증을 일으킨다는 것은 대중들 사이에선 정설로 받아들여진다. 하지만 제약회사 ‘화이자’와 ‘릴리’가 자사의 우울증 치료제 ‘졸로프트’와 ‘프로작’을 쉽게 팔기 위해 대중들에게 알기 쉬운 설명을 지어낸 것에 불과하다. 세로토닌과 우울증의 명확한 관계는 아직도 연구 단계에 놓였다. 지난해 학교폭력이 사회문제화되면서 한국에서 논란을 일으켰던 ‘비디오 게임, TV폭력, 포르노는 뇌를 퇴화시킨다’는 주장 역시 과학적 근거는 미약하다. 뇌의 기능을 떨어뜨리는 것은 뇌신경세포의 연결상태일 뿐이다. 문제 학생이나 실험대상자들만으로 뇌 기능이 떨어졌는지를 명확하게 밝히기는 불가능한 일이다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr

타인의 꿈에 접속해 정보를 훔치는 내용을 담은 영화 ‘인셉션’의 시대가 멀지 않은 것 같다. 일본 연구진이 세계 최초로 사람이 수면 중 무슨 꿈을 꿨는지 해독하는데 성공했다. 일본 ‘국제전기통신기초기술연구소’(이하 ATR)는 사람이 수면 중 꾸는 꿈의 내용을 뇌 활동 패턴을 통해 추정하는데 성공했다는 연구결과를 4일자 ‘사이언스’ 인터넷판에 발표했다. 연구팀의 이같은 결과는 남성 3명을 대상으로한 자기 공명 영상 장치(이하 fMRI)로 측정한 데이터를 실제 꾼 꿈과 비교 분석해 얻어졌다. 연구팀은 먼저 뇌파 측정 장비를 장착한 27~39세 피실험자 남성 3명에게 낮잠을 자게하고 꿈을 꾸고 있다고 판단될 때 깨운 후 꿈의 내용을 말해달라고 주문했다. 동시에 연구팀은 fMRI를 통해 꿈꾸고 있는 피실험자의 뇌의 활동 패턴도 기록했다. 이 작업을 1인당 200~250회 반복시킨 연구팀은 여성, 빌딩, 길, 자동차 등 60개의 간단한 항목을 선정한 후 두 데이터를 비교 분석했다. 한마디로 피실험자가 60개 항목의 꿈을 꾸고 있을 때 각각의 사물에 나타나는 특징적인 뇌파의 변화를 데이터베이스화 한 것. 그 결과 연구팀은 60개 항목 중 피실험자가 꿈 꾼 ‘여자’ ‘문자’ 책’등 17개는 70% 이상 확률로 맞추는데 성공했다. 연구를 이끈 가미타니 유키야스 신경정보학연구실장은 “꿈의 전체 그림이 아닌 등장하는 사물에 한정되지만 처음으로 꿈을 해독할 수 있었다.” 면서 “향후 정신 질환 진단 등에 응용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 이어 “현재의 결과를 더욱 발전시켜 꿈의 영상화가 가능한지 연구할 예정”이라고 덧붙였다. 　 사진=’인셉션’ 스틸컷　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

날씬한 몸매를 가지기 위해서 저녁 6시 이후 음식물 섭취를 줄이거나 아예 금해야 한다는 사실은 익히 알려져 있지만, 지키기가 여간 어렵지 않다. 저녁식사의 유혹에서 벗어나기 힘든 사람들이라면 이 연구결과를 주목할 필요가 있겠다. 최근 해외 연구팀은 아침에 먹는 달걀 등 고단백의 식단이 과한 저녁식사의 유혹에서 벗어날 수 있게 도와준다고 주장했다. 미국 미주리주립대학 연구팀은 10일 동안 18~20세 학생 20명을 대상으로 한 그룹은 달걀과 살코기 아침을 먹게 했고, 또 다른 그룹은 단백질이 거의 없는 시리얼 등을 먹게 했다. 고단백질 아침식사에는 단백질 35g이 포함됐으며 모든 아침 식사는 350칼로리로 통일했다. 이후 참가자들은 저녁식사여부와 식단 및 혈당검사를 받았으며, 저녁 식사에 앞서 기능적 자기공명영상(fMRI, functional magnetic resonance imaging)을 이용해 뇌에서 식욕과 관련된 욕구를 전달하는 신호를 추적 관찰했다. 그 결과 고단백질의 아침을 먹은 그룹은 그렇지 않은 그룹에 비해 음식을 갈망하고 컨트롤하는 뇌 부위의 활동이 저하돼 포만감을 느끼는 것으로 조사됐다. 또 이로 인해 저녁 섭취를 제한하거나 고지방, 고당류의 음식을 피하는 경향이 있었다. 연구를 이끈 영양과 운동 생리학과의 히더 레이디 교수는 “달걀과 스테이크 등 고단백의 아침식사는 고지방, 고당류로 저녁을 떼울 가능성을 낮춰주기 때문에 몸매를 날씬하게 하는데 도움을 준다.”면서 “여기서 중요한 것은 고단백질의 식사를 반드시 아침에 섭취해야 ‘효과’를 볼 수 있다는 점이지만, 미국 젊은이들의 60%가 아침을 거르고 있다.”고 지적했다. 이어 “단백질이 포함된 적당한 아침 식사는 미국 비만 문제를 해결하는 중요한 포인트”라면서 “그리스식 요거트나 담백한 치즈, 간 돼지고기 등도 달걀처럼 유용한 아침 메뉴”라고 덧붙였다. 한편 이번 연구결과는 미국 영양학회(ASN)가 발간하는 학술저널인 ‘미국 임상영양학’(American Journal of Clinical Nutrition) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

뇌스캔으로 ‘재범 가능성’ 알 수 있다 범죄자의 뇌를 스캔하면 다시 범죄를 저지를지 아닐지를 예측할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 26일(현지시간) 영국 일간 데일리메일에 따르면 미국 뉴멕시코주(州)에 본사를 둔 ‘마인드 리서치 네트워크’가 의사결정과 행동에 관여하는 뇌 영역의 활동이 둔할수록 재범 가능성이 커진다고 밝혔다. 이 회사의 켄트 키엘 박사가 이끈 연구진은 석방 직전의 남성 수감자 96명을 대상으로 신속한 의사결정을 수행하거나 충동적인 행동을 억제하게 하는 등의 실험을 수반하면서 그들의 뇌를 스캔했다. 이 과정은 의사결정과 행동을 담당한다고 알려진 전두대상피질(ACC)을 기능성 자기공명영상(fMRI)이라는 장치를 사용해 분석하는 방법으로 이뤄졌다. 또한 연구진은 이후 석방된 수감자들의 행동을 4년간 추적 조사했다. 그 결과 전두대상피질의 활동 순위가 절반 이하였던 대상자의 재범 확률이 전체 대상자보다 2.6배 높았으며, 폭력과 관련이 없는 지능 범죄자만 보면 재범률은 4.3배나 높은 것으로 나타났다. 이에 대해 키엘 박사는 “전두대상피질의 활동 둔화는 카페인이나 혈관 질환 등에 따라 나타날 수도 있어 전적으로 범죄 성향과 관련 있는 것은 아니다.”라면서 추가 연구의 필요성을 시사했다. 한편 이번 연구 결과는 세계적인 과학 학술지인 미국 국립과학원회보(PNAS)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

무의식이란 무엇일까. 말 그대로 풀이하면 자신의 행위에 대해 자각이 없는 상태를 말한다. 무의식은 프로이트가 발견한 가장 핵심적인 개념이기도 하다. 때문에 우리가 무의식이라고 할 때 보통 정신분석을 연상한다. 그러나 정신분석은 엄밀한 의미에서 과학이 아니라는 주장이 제기돼 왔다. 프로이트 당대에는 무의식의 집이라고 할 수 있는 ‘뇌’에 대한 정보가 희소했다는 것이다. 2006년 1월 초 ‘뉴욕타임스’를 비롯한 미국의 주요 언론에는 티베트불교의 지도자 달라이 라마에 대한 흥미로운 기사가 실렸다. 달라이 라마가 신경과학회(The Society for Neuroscience) 2005년 정례 학술발표회에서 ‘뇌의 가소성’이라는 제목으로 기조연설을 했는데 강연의 요지는 명상 수련을 하면 뇌에 변화가 일어난다는 것이었다. 미국은 이보다 앞선 1993년부터 본격적인 명상 연구에 관심을 기울여왔다. 2009년 한국을 방문했던 미국 하버드대 의대 크리스토퍼 거머 교수는 “마음챙김(mindfulness)이라는 불교의 명상수행법이 미국에서 심리치료에 널리 확산돼 있으며 심리치료가의 40% 이상이 이 명상법을 쓰고 있다”고 말했다. 미국에서는 매년 명상 관련 논문 1200여 편이 심리학이나 의학 학술지에 발표되고 있다. 아울러 기능적 자기공명영상(fMRI) 등의 뇌영상기술로 그동안 블랙박스로 남아 있던 뇌의 움직임을 밝혀내고 있다. 신간 ‘새로운 무의식:정신분석에서 뇌과학으로’(레오나르드 믈로디노프 지음, 김명남 옮김, 까치 펴냄)는 오늘날 fMRI가 등장함으로써 과학자들은 뇌에서 벌어지는 일을 직접 볼 수 있다고 강조한다. 이제 ‘뇌과학’은 실험심리학, 인지과학 등과 더불어 의식과 무의식의 구체적인 작동 메커니즘을 알 수 있다고 주장한다. 이렇게 뇌 연구의 르네상스를 맞은 오늘날의 무의식이 바로 ‘새로운 무의식’이라는 것. 다시 말해 이 책은 ‘새로운 무의식’에 대한 현재의 연구 성과를 명쾌하고 체계적으로 정리했다. 베스트셀러 ‘춤추는 술고래의 수학 이야기’, 그리고 스티븐 호킹과 함께 ‘위대한 설계’를 썼던 저자가 밝히는 이야기여서 더욱 흥미를 끈다. 무의식이 어떻게 세상에 대한 경험을 형성하는지, 우리가 가족이나 친구나 사업 동료와의 관계를 잘못 인식할 때가 얼마나 많은지, 중요한 사건을 잘못 기억할 때가 얼마나 많은지 등을 꼼꼼하게 살피고 있다. 아울러 fMRI라는 기술을 통해서 우리가 잘 안다고 생각하고 내리는 판단들, 정확하게 기억하고 있다고 여기는 사실들, 특히 자신의 감정이나 행동의 이유를 분명하게 알고 있다는 생각들이 얼마나 오류투성이인가와, 의식 아래에서 작용하는 무의식의 영향 등을 과학적으로 다루고 있다. 2만원. 김문 선임기자 km@seoul.co.kr

사실상 숨만 쉬는 상태인 식물인간과 대화를 하는 것이 가능할까? 캐나다 신경과학 연구팀이 식물인간이 된 환자와 대화를 나눴다고 발표해 학계의 비상한 관심을 끌고 있다. 지난 13일(현지시간) 웨스턴온타리오대학교 뇌 연구소 에이드리언 오웬 교수 연구팀은 12년 전 교통사고로 식물인간 판정을 받은 스코트 루틀리(39)와 나눈 대화 내용을 공개했다. 식물인간은 대뇌에 심각한 손상을 입어 의식이 없으며 외부환경과 자극에 반응이 없는 상태로 커뮤니케이션을 하는 것은 불가능하다. 연구팀이 루틀리와 대화를 나눈 방식은 기능성 자기공명영상(fMRI)을 통해서다. 오웬 교수는 “우리는 수차례 환자의 뇌 활동 패턴을 스캔해 연구했다.” 면서 “그 결과 환자의 뇌 각 부위는 여전히 활동 중으로 의식이 있다고 생각했다.”고 설명했다. 연구팀은 각각 고유의 역할을 담당하는 뇌 부위가 활성화되는 것을 기능성 자기공명영상으로 모니터 해가며 환자에게 간단한 질문을 던졌으며 그 결과는 놀라웠다. 오웬 박사는 “환자는 자신이 현재 어디에 있는지를 알고 있었고 고통스럽지 않다고 전했다.” 면서 “대뇌에 손상을 입어 식물인간 판정을 받았다고 해서 모든 환자가 의식이 없는 것은 아니다.”라고 밝혔다. 이어 “의학적으로 식물인간이라는 의미부터 다시 정의내려야 할 것”이라며 “이 연구가 보다 진전되면 환자의 의사를 반영해 치료해 나갈 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 한편 지난 2010년에도 영국과 벨기에 연구진이 뇌손상으로 식물인간이 된 환자 중 일부에게 의식이 있다는 연구논문을 전문지 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨’에 발표한 바 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 테네시대 인류학연구소에는 ‘보디팜’(인체 농장)이 있다. 1981년에 만들어진 보디팜은 말 그대로 시체가 부패하는 과정을 관찰하는 거대한 농장이다. 지난 30년 동안 사람이 죽은 뒤 시체에 모여드는 벌레의 순서와 종류, 땅에 묻힌 시체와 나무에 매달린 시체는 어떻게 서로 다르게 부패하는지 등 기존 과학의 영역에서 다루지 않았던 수많은 지식들을 이곳에서 얻었다. 사망 추정시간과 사인 분석 등 과학수사에도 획기적인 영향을 미쳤다. 보디팜의 원동력은 자신의 몸을 기부하는 사람들이다. 최근 10년간 이 농장에 자신의 시신을 기부한 사람은 1000명에 이른다. 무언가를 연구할 때 가장 좋은 방법은 직접 대상을 실험하는 것이다. 하지만 사람의 몸을 연구하는 것은 말처럼 쉽지 않다. 아무 시체나 가져다 쓸 수도 없고, 살아 있는 사람을 실험하기란 더욱 어렵다. 불치병에 걸렸다고 해서 효능이 입증되지 않은 약을 쓸 수도 없다. 이 때문에 학자들은 동물을 통해 간접적으로 실험을 진행하는 불편함을 감수해야 한다. 하지만 결국 어느 시점에는 ‘실험실의 사람’이 필요할 수밖에 없다. 스스로를 ‘기부’하는 참여자들이 필요한 이유가 여기에 있다. 흔히 사람들은 인체 기부를 ‘사후 기증’과 같은 의미로 받아들인다. 그러나 꼭 죽은 후에만 인류와 과학의 발전에 자신을 내놓을 수 있는 것은 아니다. 현대 과학과 의학에는 자신을 기부할 수 있는 여러 단계와 쓰임새가 있다. 수많은 실험이 자원자를 필요로 한다. 대학의 심리학 연구소가 대표적인 예다. 심리학자들은 가장 평범한 사람들의 정신과 행동을 끊임없이 살핀다. 이를 통해 사람의 가장 기본적인 성향을 분류하고, 특이한 사람들을 가려낼 수 있기 때문이다. 물론 비정상적인 자극이나 충격이 주어질 수도 있어 정신이나 행동에 대한 실험을 ‘절대 위험하지 않다’고 말하기는 힘들다. 하지만 대부분의 국가에서는 심리테스트에도 윤리적 기준을 정하도록 하고 있다. 좀 더 첨단 기기에 몸을 맡겨 보고 싶다면 신경학·신경과학 연구소도 있다. 뇌전도를 붙이고 실험실에서 자거나, 기능성 자기공명영상(fMRI) 기기 속에서 인터넷을 통해 이것저것 구매해 보는 것이 과학적으로는 중요한 자료가 된다. 허용량 이내의 전자파와 방사선을 감수하겠다는 마음가짐만 있으면 된다. 피부나 머리카락 하나도 다치지 않으면서 할 수 있는 자원봉사다. 병원이나 제약사는 실험법이나 약품을 시장에 출시하기 전에 최종적인 검증 단계가 필요하다. 이 실험에 참여하면 대부분의 경우 안전하지만, 드물게 부작용이 나타날 수도 있다. 위험성이 있는 만큼 참가자들에게는 보통 금전적인 보상이 주어진다. 이 단계에서 일어나는 부작용 사고는 아주 큰 뉴스가 된다. 평균 수백억원, 많게는 수천억원이 투입된 신약 개발이 막판에 원점으로 돌아가기 때문이다. 피해자가 일반인인 만큼 소문을 막기도 힘들다. 영국 일간 가디언의 과학 칼럼니스트 딘 버넷은 “제약사 사이에서는 절대적으로 안전하다는 확신이 없으면 일반인을 대상으로 테스트를 하지 않는 것이 기본인 만큼 오히려 안전하다고 볼 수도 있다.”고 밝혔다. 2단계에서도 기부자는 자신의 모든 것을 그대로 지킬 수 있다. 이제부터는 잃는 것이 생긴다. 3단계의 가장 대표적인 기부가 헌혈이다. 헌혈은 일방적인 기부가 아니다. 헌혈증이 수혈비를 대신할 수 있는 것처럼 언젠가 기부자는 수혜자가 될 수 있다. 피는 수혈로 사람의 생명을 구할 수도 있지만 가장 훌륭한 연구 소재이기도 하다. 대부분의 나라는 헌혈을 국가가 직접 관리하는 시스템 안에 둬 개인적인 혈액 거래를 막고 있다. 건강검진은 헌혈 과정에서 생기는 부수입이다. 기부자가 자신이 모르는 병에 걸렸거나, 영양 균형이 깨진 상태라면 이보다 좋은 체크 방법은 없다. 3단계는 어찌 보면 1, 2단계에 앞서 누구나 해야 하는 가장 고귀한 기부인 셈이다. 4단계부터는 중요한 결심이 필요하다. 자신의 신체 일부를 영원히 줘야 하기 때문이다. 일반적으로는 죽은 다음에 가능하지만, 살아 있는 동안에도 실행에 옮기는 사람들이 많다. 생존자가 이 같은 기부를 하는 것은 신장이나 간, 골수 등의 이식을 위한 경우가 대부분이다. 이식은 쉬운 수술이 아닌 만큼 이들은 목숨을 건 고귀한 행동에 도전하는 사람들이다. 사후에 신체 일부를 연구실이나 대학에 기증하는 것이 과학과 인류 발전에 지대한 공헌을 한다는 것도 두말할 여지가 없다. 부분 기부자의 대부분은 자신의 질병에 대한 복수를 꿈꾼다. 병원이나 연구소에 뇌를 기증하는 사람들은 자신의 행동이 언젠가 알츠하이머와 파킨슨병을 정복할 토대가 될 것으로 믿는다. 이는 분명한 사실이다. 다른 장기나 조직들도 항상 부족하다. 연구의 기본은 ‘근본’을 찾는 것이다. 이 때문에 과학이 암환자에게 필요한 것은 그들의 시체 그 자체이지, 잘라낸 종양이 아니다. 전세계 자연사박물관에는 사람의 시신을 해부한 전시물들이 있다. 하지만 실제 기증된 시신 거의 대부분은 의학과 과학을 가르치고, 연구하는 데 사용된다. 시신 기증자가 없는 의과대학은 상상할 수조차 없다. 살아 있는 사람을 상대로 배를 갈라서 가르칠 수는 없는 노릇이니 말이다. 다만 모든 사람이 시신을 기증할 수 있는 것은 아니다. 사망 원인이 치명적인 바이러스나 박테리아라면 실험 과정에서 엄청난 재앙으로 이어질 수도 있다. 이 때문에 국가별로 전염병에 걸린 사람의 시신 기증을 금하는 절차도 법제화돼 있다. 특이한 질병의 원인과 해석을 목적으로 한 4단계와 달리 5단계의 기부는 ‘평범함’을 추구한다. 버넷은 “역설적이지만 가장 건강한 시신이 가장 좋은 기증자가 될 수 있다.”고 설명했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

자, 영어 공부를 몇 살부터 시켜야 원어민처럼, 아니 네이티브 스피커처럼, 아니 더 정확하게는 영국식·남미식·인도식에 물들지 않은 순도 100%의 정통 아메리칸 스타일의 영어를 우리 아이가 구사할 수 있을까. 핵심은 시기다. 아주 어릴 적 영어를 배우면 모국어처럼 자연스럽게 젖어들어 습득할 수 있는데, 나이 들어 영어를 배우면 제2외국어처럼 억지로 외우는 학습을 해야 한다는 것이다. 모국어와 제2외국어가 갈리는 시점은 지금껏 알려지기로 대략 12살. 그러니까 12살 이전에는 아이가 얼마나 자연스럽게 (실은 부모, 학교, 학원 등의 부자연스러운 연출에 따라) 영어를 접하느냐가 문제라는 것이다. 그래서 조기교육에다 몰입교육 광풍이 한때 휘몰아쳤다. 이 주장의 뿌리는 어디일까. 추적해보니까 이렇다. 두개골을 열어 뇌를 확인해볼 수 없었던 시절엔 흥미로운 관찰 결과가 있었다. 여러 언어를 구사하는 사람들 가운데 실어증에 걸렸다 회복되는 사람들을 관찰해 보니 증세가 악화될 때는 특정 언어만 더 크게 저하되더니 회복될 때에도 각 언어별 회복속도가 달랐다는 것이다. 전기자극실험에서도 비슷한 결과가 나왔다. 결국 언어별로 담당하는 뇌의 부위가 다른 게 아니냐는 추론이 나왔다. 이후 fMRI(functional Magnetic Resonance Imaging·기능성 자기공명장치) 기술이 발달하자 과학자들은 검증작업에 들어갔다. fMRI는 신경활동의 변화에 따라 해당 뇌 부위의 혈류량이 달라진다는 점에 착안해 혈류량별로 색을 달리해 뇌의 활성화 정도를 시각적으로 도드라지게 보여주는 기법이다. 흔히 뇌 촬영 영상이라며 대중매체들이 보여주는 게 이것이다. 이 fMRI 장비를 이용한 가장 영향력 있는 연구결과는 1997년 발표된 미국 과학자들의 논문이다. 모국어에 비해 제2외국어는 더 많은 뇌의 활성화를 요구했다. 그러니까 의식적으로 더 많이 노력해야 겨우 익힐 수 있다는 것이다. 물론 후속 연구에서는 이 결과를 부정하는 경우도 많다. 실험조건에 따라 다른 결론이 나온다, 경우에 따라서는 제2외국어를 배우는 연령과 뇌부위가 무관하다는 정반대의 결론이 나오기도 한다는 정도의 반론은 기본이다. 가장 근본적인 비판은 뇌의 작동이라는 것 자체가 어떤 특정 부위에 1대1로 대응하는 것이라기보다는 광범위한 네크워킹 효과이기 때문에 시각적으로 분명히 확인해볼 수 있다는 이유로 fMRI 자료에만 의존하는 것은 위험하다는 것이다. 그러나 그런 과학적 연구결과보다 한층 더 중요한 것은 fMRI 자료의 ‘산업적 활용 가능성’이다. 영어조기교육시장에 한 줄기 서광으로 작용한 것이다. 그 다음에 어떤 현상이 일어났을까. 앞선 1997년 논문은 제2외국어 습득시기를 11.2세로 잡았다. 그렇게 잡은 데에는 특별한 이유가 있는 게 아니다. 과학적 실험이라면 아마 다들 동감할 것이다. 11.2세란, 다른 조건이 영향을 끼치는 것을 막기 위한 실험의 통제조건이다. 그런데 이것이 12살 넘어가면 제2외국어를 배우기 어렵다는 결론으로 둔갑해 버린 것이다. 더구나 fMRI 촬영영상은 기본적으로 혈류량의 차이, 그러니까 정도의 차이를 드러내는 것이다. 그런데 이것이 12살 이전에 배우는 언어와 12살 이후에 배우는 언어가 각기 다른 ‘폴더’에 저장되는 것으로 해석됐다. 혈류량은 더 이상 흐르는 것이 아니라 한 곳에 고여 있는 것으로 해석되어 버렸다. 여기에다 임신 16주부터 청각기관이 형성된다는 ‘사운드 코딩 이론’에 3세 이전에 모국어 습득이 끝난다는 ‘결정적 시기 가설’까지 합쳐지면서, 임신 때부터 시작해 12살까지 영어 폭탄을 쏟아부어야 한다는 결론이 도출된 것이다. 뇌가 모든 것을 결정한다는 뇌 결정론, 신경 결정론에서 벗어나기 위해 등장한 것이 뇌와 환경과의 상호작용을 강조하는 ‘뇌 가소성’이라는 특징이다. 그런데 이 특징이 오히려 “영어 능력 향상을 위해 뇌를 변화시켜야 하다는 식의 담론을 형성하는 데 기여”해버렸고, 결과적으로 “영어 실력은 영어 뇌라는 물리적 실체로부터 나온다는 담론이 확산”되면서 “뇌 결정론 또는 신경 결정론이 강화”되는, 의도와는 전혀 다른 희한한 결과를 낳게 됐다는 것이다. ‘뇌과학, 경계를 넘다’(신경인문학연구회 지음, 바다출판사 펴냄)에는 법학, 과학철학, 철학, 심리학 전공자들의 글 16편이 실려 있다. 그래서 이 책의 미덕은 두 가지다. 하나는 글 쓴 사람들의 전공에서 이미 드러나듯, 또 이들의 연구 모임 이름이 신경‘과학’연구회가 아니라 신경‘인문학’연구회라는 점에서 보듯 뇌과학을 과대포장하지 않는다는 점이다. 휴머니즘 가치를 앞세운 최첨단 과학 서적에서 흔히 저지르는 장밋빛 미래에 대한 전망보다 엄밀한 균형감각을 택했다. 가령 기계가 뇌파를 읽어내 뇌만 살아 있는 사람의 지령을 받아 움직일 수 있을 것이라는 BMI(Brain-Machine Interface·뇌기계접속장치) 기술, 인간 간의 블루투스(근거리 무선연결) 기능을 통해 뇌기능 장애 환자의 뇌파를 정상적인 뇌가 읽어서 전달해줄 수 있는 가능성 등에 대해 현재 기술 수준과 문제점, 한계를 명확히 짚고 있다. 다른 하나는 대중의 눈높이에 맞춘 서술이다. 어려운 과학적 개념이나 실험원리에 대한 설명보다는 우리 일상에서 흔히 접할 수 있는 궁금증에다 연결시켜놨다. 앞서 살펴본 영어 조기 교육 사례뿐 아니라 ▲머리가 크면 머리가 좋은가 ▲남자와 여자의 뇌구조도는 얼마나 신빙성이 있는가 ▲수험생들이 집중력 향상을 위해 뇌에 강한 자극을 주는 음료를 마시는 것과 공부할 동안 몸의 컨디션을 좋게 하기 위해 비타민을 먹는 것은 같은 수준의 문제인가 다른 수준의 문제인가 등 흥미로운 논의들이 담겼다. 1만 9800원. 조태성기자 cho1904@seoul.co.kr

종합병원 입원 환자의 10~20%에서 증상이 보일 정도로 흔한 정신과 질환인 ‘섬망’의 발병 원인이 국내 의학자에 의해 세계 최초로 규명됐다. 연세대 강남세브란스병원 정신건강의학과 김재진 교수팀은 뇌의 부위별 활성화 정도를 보여주는 fMRI를 이용해 조사한 결과 뇌기능이 부조화를 이루는 메커니즘을 확인했다고 최근 밝혔다. 연구 결과는 세계적 정신과학 분야 학술지인 ‘미국 정신의학회지’ 5월호에 게재됐다. 섬망은 불면증, 기억력 저하, 사고장애, 초조감, 방향감각 상실, 혼돈, 피해망상 등의 증상을 보이는 질환으로, 주로 큰 수술 후나 장기입원 환자에게 흔하다. 환자 대부분은 건강 상태가 취약한 70대 이상 고령층이어서 치매로 오인하는 사례도 많다. 뇌세포가 파괴되는 치매와 달리 섬망은 뇌의 일시적 기능장애 질환으로, 적절하게 치료하면 대부분 회복되기 때문에 빠른 진단이 중요하다. 의료팀은 70대 초반의 섬망 환자들과 정상인을 22명씩 골라 fMRI를 촬영한 뒤 두 집단 간 뇌의 부위별 기능 활성도를 비교, 분석했다. 그 결과 환자군에서 정상인과 다른 두 건의 뇌 부조화 기전을 확인했다. 첫째는 운동 및 시각·청각반사와 의식을 담당하는 대뇌 기저핵과 중뇌 사이의 연결이 끊어져 한쪽 기능이 지나치게 활성화된다는 점이다. 의료팀은 “이 때문에 정상적인 의식 유지와 판단 및 행동이 이뤄지지 않는 것으로 분석됐다.”고 설명했다. 둘째는 이성을 관장하는 전두엽 바깥쪽과 인지기능을 담당하는 뇌 중심부 피질 뒤쪽의 기능적 상호 연결성이 와해됐다는 점이다. 사람은 활동 중일 때는 사고하고 판단하는 전두엽이 활성화되고, 휴식 등 안정을 취할 때는 뇌 중심부 피질 뒤쪽 부위가 활성화되지만 섬망 환자들은 이 균형이 깨져 이상 반응을 나타낸다는 것이다. 김 교수는 “이번 연구는 섬망 치료가 단기간에 이뤄지기보다 1개월 이상의 치료와 추적 관찰이 필요하다는 치료 가이드라인의 근거를 제시할 수 있다는 점에서도 의미가 크다.”고 말했다. 심재억 전문기자 jeshim@seoul.co.kr

눈앞에 악마 메피스토펠레스가 나타나 영혼을 파는 대가로 막대한 금액을 제시한다. 지식에 대한 갈망과 젊음의 사랑을 느끼고 싶었던 파우스트가 그랬듯 욕망을 위해 영혼을 파는 것은 아주 손쉬운 일일까. ‘돈이면 무엇이든 할 수 있다.’고 믿는 현대인들이 팔아 치울 수 있는 것은 어디까지일까. 어떠한 금전적 이득으로도 팔 수 없는 것이 과연 있기는 한 것일까. 손쉽게 팔 수 있는 것과 그렇지 않은 것의 경계는 어느 정도일까. 기능성자기공명영상(fMRI)을 이용해 사람의 뇌 활동을 살펴보는 신경경제학의 대가인 그레고리 번스 미 에모리대 교수가 돈으로 팔 수 없는 가치를 가진 ‘사람의 성역’에 대한 해답을 내놓았다. 번스 교수는 국제저널 왕립언론사회회보에 게재한 최신 논문에서 “사람의 뇌는 사람의 종교적 믿음, 조국에 대한 정체성, 문화에 대한 가치 등이 금전적 보상으로는 쉽사리 바뀌지 않도록 설계돼 있다.”고 밝혔다. 연구에는 경제학자와 정보과학자, 심리학자는 물론 미 국방부와 미과학재단 등이 함께 참여했다. 번스 교수는 “사람의 뇌가 질문에 답하기 위해 어떤 과정을 거치는지를 알아보고, 대답하기 어렵거나 질문에 대한 답변을 바꿔야 하는 경우에는 뇌 활동이 어떻게 달라지는지를 살펴봤다.”면서 “이를 통해 ‘신념’이나 ‘성역’ 같은 부분이 뇌에서 어떻게 표현되는지를 알고자 했다.”고 설명했다. 연구진은 32명의 성인 남성을 fMRI에 넣은 후 질문을 던지며 그들의 뇌 활동을 살폈다. ‘당신은 차를 마십니까’ 같은 평범한 질문부터 시작해 ‘당신은 동성결혼을 지지합니까’ 등 가치판단에 관한 질문 등 총 62개를 던졌다. 각각의 질문은 ‘당신은 낙태 반대론자입니까’와 ‘당신은 낙태 찬성론자입니까’처럼 상반된 두 개의 쌍으로 이뤄져 있었다. 두 번째 단계에서 연구팀은 실험 참가자들에게 앞서 한 답변을 바꾸는 데 대한 보상을 제시했다. 참가자들은 하나의 답변을 바꿀 때마다 실제로 100달러를 받았고, 만약 결코 본인이 바꾸지 않겠다는 질문이 나올 경우 실험을 스스로 중단할 수 있었다. 실험 결과 실험 참가자의 뇌 활동은 별다른 고민 없이 쉽게 바꿀 수 있는 질문과 신앙이나 도덕적 가치 같은 질문들에 대해 확연히 다른 모습을 나타냈다. 일반적인 질문에 대해서는 익히 알려진 뇌의 감정적 보상 시스템이 작용했다. 돈을 받으면 쉽게 바꿀 수 있다는 것이다. 그러나 신앙이나 도덕적 가치 또는 문화적 신념이 들어간 문항의 경우에는 옳고 그름을 판단하는 것으로 알려진 뇌의 왼쪽 측두정엽과 좌측외배측전두엽피질이 활성화되면서 보상 시스템이 작동하지 않았다. 교회, 환경단체, 음악적 성향 등에 대한 질문이 이 같은 경우에 해당됐다. 심지어 스포츠팀에 대한 선호도 역시 보상 시스템이 작동하지 않는 ‘성역’에 포함됐다. 특히 ‘성역’에 해당하는 질문에 대해 바꾸도록 강요받는다고 느끼는 경우에는 분노의 징후가 나타나기도 했다. 이 같은 실험 결과는 사람들이 금전적인 보상이나 이득으로 쉽사리 바꿀 수 없는 자신만의 ‘성역’을 갖고 있다는 의미로 풀이될 수 있다. 돈과 맞바꿀 수 없는 분명한 가치를 뇌가 알고 있다는 것이다. 번스 교수는 “대부분의 사회적 정책은 사람들에 대한 보상과 규제로 이뤄져 있다.”면서 “그러나 이번 연구를 통해 개인의 가치나 문화에 대한 정책은 금전적 보상으로 큰 효과를 거둘 수 없다는 점이 입증됐다.”고 설명했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

몇 분 혹은 몇 초 안에 헬리콥터 조종술이나 무술 능력을 뇌에 다운로드 받는 영화 ‘매트리스’ 속 기술이 조만간 현실로 가능해질 것이라고 해외 과학자들이 전했다. 영국 일간지 데일리메일의 12일자 보도에 따르면, 미국 보스턴 대학교와 일본의 ATR 컴퓨터 뉴로사이언스 연구소( ATR Computational Neuroscience Laboratories) 연구팀은 fMRI(기능성자기공명영상)을 이용한 새로운 기술을 연구중인 것으로 알려졌다. 연구팀은 fMRI가 시각령(시신경으로부터 흥분을 받아들이는 대뇌 피질의 부분)에 신호를 보내 뇌의 행동패턴을 바꿈으로서 뇌가 곧장 새로운 지식을 받아들이게 된다고 설명했다. 이 과정은 ‘Decoded Neurofeedback’ 또는 ‘DecNef‘라 불리며, 어떤 약물도 필요 없이 단순히 신호만으로 지식과 습득을 담당하는 뇌의 행동패턴을 바꿀 수 있다. 이 기술이 현실화 된다면 영화 속 주인공 ‘네오’처럼 몇 분 안에 무술의 달인이 되거나 오랜 기간 훈련하지 않아도 유능한 축구선수가 될 수 있는 가능성이 높아진다. 연구를 이끈 보스턴대학의 타케오 와타나베 교수는 “영화처럼 뇌와 연결된 신호 하나만으로 새로운 기술을 순식간에 익히는 날이 머지않았다.”고 말했다. 이번 연구 결과는 과학전문매체인 사이언스에 게재됐다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr