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  • 비타민C 부족하면 뇌 쪼그라든다…“치매 피하려면 과일·채소 즐겨야” [달콤한 사이언스]

    비타민C 부족하면 뇌 쪼그라든다…“치매 피하려면 과일·채소 즐겨야” [달콤한 사이언스]

    과거에는 영양제라고 하면 ‘비타민 C’가 대표적으로 각광받았다. 하지만 요즘은 다양한 건강식품 보조 제품이나 영양제들이 많이 나와 주목받지 못하고 있다. 이런 가운데 혈액 속 비타민 C 농도가 낮은 고령자일수록 뇌의 회백질 부피가 작고 신경망 연결성이 떨어져 치매와 같은 인지 기능 저하 현상이 쉽게 나타날 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 일본 히로사키대 의대 영상의학과, 건강 혁신 연구센터, 교토부립의대 영상의학과 공동 연구팀은 혈액 내 혈장 속 비타민 C 농도가 낮은 노인일수록 신경세포가 모여 있는 뇌의 회백질 부피가 작고 뇌가 특정한 과제에 집중하지 않고 쉬고 있을 때 활발해지는 뇌의 기본 상태인 ‘디폴트 모드 네트워크’(DMN) 영역들의 연결성이 떨어진다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 6월 11일 자에 실렸다. 기존 연구들에서도 비타민 C 섭취량이 많은 식단이 고령자의 인지 기능 저하를 막아주는 것과 밀접한 연관성이 있음을 확인했다. 하지만 혈액에서 적혈구, 백혈구, 혈소판 등 성분을 제외한 액체 부분인 혈장 속 비타민 C 농도와 뇌 구조 및 네트워크 연결성의 직접적 관계를 살펴본 연구는 거의 없었다. 연구팀은 64세 이상의 일본 남녀 노인 2044명을 대상으로 혈장 비타민 C 농도와 자기공명영상(MRI)을 촬영해 분석했다. 우선 실험 참가자들의 회백질과 신경세포의 신호를 전달하는 신경섬유 다발이 모여 있는 백질의 부피를 측정했다. 참가자들마다 머리 크기가 다른 점을 보정하기 위해 두개강 내 전체 부피(ICV)에 대한 비율 형태로 값을 계산했다. 머리가 큰 사람은 회백질과 백질의 절대 부피도 크기 때문에 이를 비율로 환산해 개인차를 제거한 것이다. 또 주의, 자전적 기억, 미래에 대한 사고, 자기 참조, 공감 능력 등 다양한 인지 기능과 관련된 것으로 알려진 DMN 내부 연결성을 평가했다. 뇌 구조 영상에서 네트워크를 추출하기 위해 연구팀은 ‘출처 기반 형태 측정법’(SBM)을 사용했다. 흔히 사용하는 기능적 MRI(fMRI)가 실제 임상 현장에 적용하기 어렵다는 점을 고려해 대규모 역학 영상 연구에 활용하기 적절한 SBM을 쓴 것이다. 여기에 나이, 성별, 교육 수준, 간이정신상태검사(MMSE), 당뇨와 고혈압, 고지혈증 병력, 흡연, 음주, 신체 활동 같은 생활습관 등 뇌 구조와 연결성에 영향을 줄 수 있는 요인들을 통계적으로 보정했다. 그 결과 혈장 비타민 C 농도는 회백질 부피 비율과 백질 부피 비율은 물론 DMN에도 통계적으로 유의한 것으로 나타났다. 혈장 비타민 C 농도가 낮을수록 회백질 부피가 작고 DMN 내부 연결성도 떨어진다는 분석이다. 비타민 C가 DMN의 정상적 상태를 유지하는 한편 노화에 따른 비정상적 구조 변화 진행을 억제하고, 중대상피질, 내측 전전두엽 피질, 하측두회 등 인지 능력과 관련된 부위의 회백질 부피도 유지하는 데 도움을 준다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 신타쿠 도모히로 히로사키대 의대 교수는 “이번 연구는 2000명이 넘는 고령자로 이뤄진 견고한 지역사회 기반 코호트를 활용해 단일 영양 요인과 대규모 뇌 네트워크 사이의 유의한 연관성을 포착해낼 수 있었다는 것을 확인했다는 데 의미가 크다”며 “매일의 식습관, 특히 비타민 C가 풍부한 식단이 고령자의 뇌 건강 유지와 노화에 따른 인지 저하 완화에 보조적 역할을 할 수 있음을 알 수 있다”고 밝혔다.
  • “멀티태스킹도 학습된다”…AI가 인간 못 따라오는 이유 [달콤한 사이언스]

    “멀티태스킹도 학습된다”…AI가 인간 못 따라오는 이유 [달콤한 사이언스]

    정신 없는 일상을 사는 현대인에게 동시에 여러 가지 일을 수행하는 ‘멀티태스킹’은 어쩌면 필수일지 모른다. 그렇지만 과학자들은 인간이 진정한 의미의 멀티태스킹은 못한다고 봤다. 두 가지 이상의 일을 동시에 하는 것처럼 보이더라도 실제로는 뇌가 두 과제 사이를 빠르게 오가며 번갈아 처리한다는 것이다. 그런데 미국 조지타운대 의대, 카네기 멜론대, 존스홉킨스 응용물리학 연구실, 리하이대 공동 연구팀은 이런 과학계 통념을 뒤집는 연구 결과를 5일 밝혔다. 이 연구 결과는 ‘인지 신경과학 저널’ 6월 4일자에 실렸다. 연구팀에 따르면 충분한 훈련을 거치면 뇌가 스스로 배선을 다시 깔아 학습한 과제를 무의식적으로 자동 처리하는 회로로 옮겨 놓고 그 덕분에 다른 일을 위한 뇌의 여유 공간이 생기면서 멀티태스킹이 가능해진다. 연구팀은 뇌가 새로운 과제를 배우는 단계에서 출발해 충분한 경험이 쌓인 뒤에는 그 과제를 무의식적으로 수행하는 단계로 넘어가는 일종의 뇌의 자동화 메커니즘에 관심을 갖고 있었다. 대표적인 사례가 운전이다. 운전을 처음 배울 때나 면허를 따고 도로에 막 나갔을 때는 온 신경을 운전에만 집중해야 한다. 그렇지만 여러 해 동안 운전을 하다보면 대부분 사람은 운전을 하는 동안 대화를 나누거나 음악을 듣거나 어떤 문제를 골똘히 생각할 수도 있게 된다. 지금까지 학습에 관한 연구 대부분은 초기 단계에 초점이 맞춰져 있을 뿐 장기적으로 뇌에서 무슨 일이 일어나는지에는 소홀했다. 연구팀은 남녀 실험참가자들에게 컴퓨터 그래픽으로 미세하게 변형시킨 자동차 이미지를 두 범주로 분류하게 하는 실험을 했다. 참가자들은 미묘한 차이를 포착해 이미지를 구분하는 것인데 휴대전화 앱을 이용해 게임처럼 이미지를 분류하도록 했다. 연구팀은 5~10주 동안 3만 회 이상 시행하도록 했고 분류 작업을 완료하기 전후에 기능성 자기공명영상(fMRI)과 뇌파(EEG) 검사로 뇌를 촬영했다. 분석 결과, 참가자들은 이미지 분류를 처음 막 익혔을 때는 과제를 수행할 때 전전두엽 피질이 활성화됐다. 이 뇌부위는 실행 기능과 사고를 담당하면서 일반적으로 한 번에 한 가지 과제만 처리할 수 있는 것으로 알려졌다. 그런데 같은 분류 과제를 몇 주에 걸쳐 반복 연습한 참가자들의 뇌를 다시 촬용했을 때는 측두엽 피질이 활성화되는 것으로 나타났다. 측두엽은 기억의 부호화와 복잡한 사물의 인식에 관여하는 영역이다. 연구팀에 따르면 충분한 훈련이 측두엽에 이전에는 존재하지 않던 범주 선택성 영역을 사실상 새로 형성한 것이다. 수년간 훈련받고 일한 영상의학과 전문의가 엑스레이 사진에서 찍힌 종양 덩어리를 양성인지 악성인지 거의 자동적으로 정확히 분류해내는 것이 대표적 사례다. 연구팀은 충분한 훈련을 거친 뒤 자동차 범주를 구분할 때 전전두엽 피질을 거치지 않고 측두엽이 활성화되면서 곧바로 뇌 출력 영역으로 연결됐다고 설명했다. 충분한 훈련과 경험이 뇌 회로를 새로 형성해 전두엽 병목을 우회하게 만들면서 전전두엽 피질은 하고 싶은 다른 무엇을 위해 비워진 상태로 남게 되고 그만큼 처리 용량이 늘어난다는 것이다. 학습된 행동은 의식적 사고나 실행 기능이 접근하기 어려운 뇌 회로로 옮겨간다는 점을 보여준 이번 연구는 강박적 행동을 이해하는 데도 도움이 된다. 또 인간이 지속적 학습을 할 수 있는 이유에 대해서도 알려준다. 사람은 학습한 기술을 측두엽으로 옮겨 전전두엽 공간을 비워 두면 뇌는 기존 정보를 새로운 것을 배우기 위한 주춧돌로 쓸 수 있게 되는데 인공지능 모델에서는 이런 능력이 없다고 연구팀은 지적했다. 연구를 이끈 막시밀리안 리젠후버 조지타운대 의대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 뇌가 어떻게 학습하는지를 이해하는 데 한걸음 더 나아갔다는 점에서 의미가 크다”며 “멀티태스킹을 학습할 수 있다는 점뿐만 아니라 이전에 배운 것을 토대로 새로운 것을 쌓아 올리는 인공지능 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.
  • [정정엽의 마음 처방] 투표의 심리학, 합리화의 법칙

    [정정엽의 마음 처방] 투표의 심리학, 합리화의 법칙

    6·3 지방선거를 앞두고 후보자들의 막판 유세가 한창이다. 우리는 지지하는 후보의 발언에 고개를 끄덕이고 상대 후보의 논리적 허점을 날카롭게 지적하며 스스로를 이성적인 유권자라고 생각한다. 하지만 솔직하게 물어보자. 후보자들의 정책을 꼼꼼히 비교하고 혹은 상대 후보의 훌륭한 토론을 들은 뒤 원래 먹었던 마음을 바꾼 적이 과연 있었는지. 사실 우리의 뇌는 정책이 아니라 감정에 투표하도록 설계돼 있다. 조너선 하이트는 이를 코끼리와 기수에 비유했다. 인간의 직관과 감정은 거대한 코끼리이며 이성은 그 위에 올라탄 조그만 기수라는 것이다. 우리는 기수가 코끼리를 통제한다고 믿지만, 실상은 코끼리가 방향을 틀어 버리면 기수는 왜 그 길로 가야만 하는지 그럴싸하게 변명하는 대변인에 불과하다는 게 하이트의 이론이다. 심리학의 기본 법칙 중 하나인 ‘합리화의 법칙’이다. 드루 웨스턴은 이 합리화의 법칙을 뇌과학으로 증명해 냈다. 그는 선거를 앞두고 유권자들을 fMRI 기계에 눕힌 뒤 그들이 지지하는 후보의 모순점을 들려 줬다. 합리적인 뇌라면 이성적 판단을 담당하는 전전두엽이 활성화돼야 했지만 결과는 반대였다. 오히려 감정을 처리하는 영역이 활성화됐다. 이 모순을 이성적으로 비판하는 대신 뇌의 회로를 조작해 합리화하기 시작한 것이다. 심지어 모순을 성공적으로 합리화해 내는 순간 뇌의 보상 중추가 켜지며 도파민까지 분비됐다. 뇌가 팩트를 외면하고 자신의 감정적 편견을 지켜낸 스스로에게 상을 내린 것이다. 이러한 뇌의 작동 방식을 이해하면 선거판에 왜 그토록 네거티브 전략이 난무하는지도 명확하게 설명된다. 네거티브야말로 유권자 내면의 ‘코끼리’를 가장 쉽고 빠르게 움직이는 강력한 채찍이기 때문이다. 그렇다면 이 맹목적인 코끼리를 멈춰 세우고 잠든 기수를 다시 깨우는 방법은 무엇일까. 우리는 지지 후보의 특정 정책이나 정치 구호를 몇 번 들은 것만으로 그것을 완벽히 이해했다고 착각한다. 하지만 막상 그 공약이 현실에서 ‘어떻게’ 작동해 우리 삶을 바꾸는지 구체적으로 설명해 보라 하면 대부분은 첫 문장에서 말문이 막히고 만다. 이를 ‘설명 깊이의 착각’이라 한다. 투표장으로 향하기 전 상대 진영을 향한 혐오나 우리 진영을 향한 확신이 맹렬히 차오를 때 잠시 멈춰 보자. 그리고 지지하는 진영과 상대 진영의 가장 매력적인 공약 하나씩을 ‘어떤 재원과 행정적 과정을 거쳐 실현될지’ 스스로 소리 내 설명해 보자. 그 순간 맹목적으로 타오르던 편도체는 차갑게 식고 논리를 담당하는 전전두엽이 깨어난다. 도파민의 빈자리에 서늘한 현실 감각이 들어서는 것이다. 선거는 우리 감정을 완벽하게 대변해 줄 아이돌을 뽑는 팬클럽 행사가 아니다. 우리 일상을 조금 더 나아지게 할 대리인을 고르는 지극히 현실적인 과정일 뿐이다. 6월 3일, 투표용지를 받아들었을 때, ‘어떻게’를 묻는 차가운 질문. 그것이야말로 자신의 진짜 삶을 지켜내는 가장 현명한 유권자의 첫걸음이다. 정정엽 광화문숲 수면센터장·정신건강의학과 전문의
  • 카이스트, 마약중독 부르는 ‘뇌 중독회로’ 확인

    카이스트, 마약중독 부르는 ‘뇌 중독회로’ 확인

    국내 연구진이 뇌의 전전두엽 내 특정 억제성 신경세포가 마약 중독 행동을 조절한다는 사실을 규명했다. 한국과학기술원(카이스트)은 9일 뇌인지과학과 백세범(왼쪽) 석좌교수와 미국 캘리포니아주립샌디에이고대학(UCSD) 임병국(오른쪽) 교수팀이 파발부민(PV) 신경세포가 뇌의 흥분 신호를 조절하는 ‘브레이크 게이트’ 임무를 수행하는 것을 처음 확인했다고 밝혔다. 마약 중독은 재발 위험이 매우 큰데, 그동안 충동을 조절하는 전전두엽 피질(PFC)의 기능 저하 때문으로 인식됐다. 연구팀이 쥐를 대상으로 코카인 투여 실험을 한 결과, PFC 내 억제성 신경세포의 60∼70%를 차지하는 PV 세포는 쥐가 코카인을 찾으려 할 때 활발하게 작동했다. 그러나 약물을 찾지 않도록 ‘소거 훈련’을 진행하자 세포 활동은 확연하게 감소했다. 이는 PV 세포 활동이 중독에 의해 고정되는 것이 아니라 소거 과정을 거쳐 조절될 수 있음을 보여준다. 이런 효과는 설탕물과 같은 일반적인 보상에는 나타나지 않았으며 마약 중독 행동에서만 특이적으로 관찰됐다.연구팀은 약물 중독을 유발하는 신경세포와 하위 신경 회로 확인으로 정밀 표적 치료가 가능할 것으로 기대했다. 연구 결과는 신경과학 분야 최고 권위 학술지인 뉴런(Neuron)에 지난달 26일 온라인 게재됐다.
  • 당신의 비만, 행복하지 않은 결혼생활 때문일지도…배우자의 든든한 지지가 체질량지수 바꾼다

    당신의 비만, 행복하지 않은 결혼생활 때문일지도…배우자의 든든한 지지가 체질량지수 바꾼다

    배우자로부터 든든한 지지를 받는 행복한 결혼생활이 비만과 건강에도 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 우리나라에서 흔히 “결혼하면 살찐다”는 통념과 달리 배우자로부터 받는 정서적 지지가 뇌 호르몬 분비를 촉진하고 이것이 장내 미생물에 영향을 미쳐 체중과 식습관까지 바꾼다는 것이다. 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA) 연구팀은 학술지 ‘장내 미생물’(Gut Microbes)에 게재한 논문에서 이같이 밝혔다. 연구진은 로스엔젤레스(LA) 지역 성인 94명을 모집해 결혼 여부, 식습관, 체질량지수(BMI), 정서적 지지 수준 등을 조사·분석했다. 특히 참가자가 음식 이미지에 어떻게 반응하는지 보여주는 뇌 스캔, 장내 박테리아와 대사산물을 분석하기 위한 대변 표본, 옥시토신 수치를 측정하는 혈액 검사 등 독특한 조사도 이뤄졌다. 연구진이 기혼자 중 배우자로부터 든든한 지지를 받는 그룹과 그렇지 못한 그룹을 비교했을 때 BMI 차이가 상당했다. 참가자들은 정서적 지지, 즉 배우자로부터 이해와 위로를 받는다고 느꼈는지에 대한 질문에 답했다. 또 음식 중독 증상 평가와 스트레스 측정도 받았다. 분석 결과 정서적 지지를 충분히 받는 사람일수록 식욕 조절을 담당하는 뇌 영역이 더욱 활발했으며, 그 결과 식탐이 덜 했고 BMI도 낮았다. 특히 두 그룹의 BMI는 평균 5점 차이가 났다. 다만 미혼 참가자의 경우 정서적 지지 수준이 체중과 강한 상관관계를 나타내지 않았다. 연구진은 배우자로부터 받는 충분한 정서적 지지가 옥시토신 분비로 이어져 이러한 결과를 가져왔다고 밝혔다. ‘유대감 호르몬’으로도 알려진 옥시토신은 신체적 접촉과 출산, 그리고 정서적 교감이 이뤄질 때 분비된다. 최근 연구에 따르면 옥시토신은 식욕 조절과 섭식 행동에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이번 연구에선 기혼자가 미혼자보다 옥시토신 수치가 높은 경향이 나왔다. 이는 장기적이고 안정적인 친밀한 관계, 즉 결혼이 옥시토신 분비를 조절하는 데 중요하다는 점을 시사한다고 연구진은 설명했다. 기혼자 중에서도 충분한 정서적 지지를 받는 이들은 음식 이미지를 봤을 때 충동을 조절하는 뇌 영역인 배외측 전전두엽 피질의 활동이 더 활발했다. 이 영역은 즉각적인 충동에 따라 행동하기보다는 갈망을 억제하고 신중하게 결정을 내리는 데 도움을 준다. 미혼 참가자들은 정서적 지지 수준 정도에 따른 뇌 활동의 차이가 그만큼 나타나지 않았다. 연구진은 결혼생활의 특수한 역학 관계가 일종의 자기 통제 ‘훈련장’을 조성해, 배우자가 관계 지향적 목표를 위해 이기적인 충동을 정기적으로 극복하는 데 기여한 결과로 보인다고 주장했다. 즉 배우자와 원만한 관계를 이어가기 위해 이기적인 욕구를 조절하고 타협하는 태도를 유지하기 위한 훈련을 거듭하게 된다는 것이다. 또 높은 수준의 정서적 지지를 받는다고 답한 그룹은 항염증 및 신경 보호 효과가 있는 화합물인 인돌 등의 수치가 높게 나타났다. 반대로 염증 및 인지 장애와 관련된 물질의 수치는 낮았다. 면역 조절 효과가 있는 대사산물인 피콜리네이트 수치는 증가했다. 이러한 장내 변화는 정서적 지지로 측정되는 ‘관계의 질’과 결혼 여부로 나타나는 ‘관계의 구조’ 모두에 반응했다. 즉 사회적 관계가 장내 미생물 생태계에 영향을 주고, 이것이 뇌 기능과 대사 건강까지 영향을 미친다는 것이다. 연구 책임자인 아르파나 처치 박사는 “옥시토신이 뇌와 장 사이에서 건강한 체중을 유지하도록 돕는 지휘자 역할을 한 것”이라고 말했다. 연구진은 “비만을 예방하기 위해선 건강한 식단, 운동과 더불어 사회적 유대감 또한 필수”라며 “건강을 위해선 정서적 지지를 얻을 수 있는 사회적 관계를 지속해서 구축해나갈 수 있어야 한다”고 했다.
  • ‘IBS 콘퍼런스’ 오늘부터 개최…신경과학·암흑물질 석학 초청[과학계는 지금]

    기초과학연구원(IBS·원장 노도영)은 신경과학과 우주 암흑물질 분야의 세계적 석학들이 참여하는 ‘IBS 콘퍼런스’를 개최한다. IBS 콘퍼런스는 국제 연구 협력 네트워크 구축을 위해 2013년부터 열렸다. ‘IBS 신경 및 교세포 기능 콘퍼런스’는 23, 24일 이틀 동안 성균관대 자연과학 캠퍼스(경기 수원) 의과대 대강당에서 열린다. 이 콘퍼런스에서는 신경 파동, 인지·감각 처리의 연계, 스트레스와 전전두엽 기능의 관계, 노화에 따른 전전두엽 신경망의 변화 등 전전두엽 기능 연구의 최신 성과와 핵심 주제를 논의한다. ‘IBS 암흑세계 탐구 콘퍼런스’는 오는 27~30일 대전 IBS 과학문화센터에서 열린다. 이 콘퍼런스에는 알도 이안니 이탈리아 국립 핵물리연구소(INFN) 박사, 앤드루 롱 미국 라이스대 교수, 그레이 리브카 워싱턴대 교수, 다카하시 후미노부 일본 도호쿠대 교수 등이 연사로 나서 암흑물질과 암흑에너지, 중성미자, 우주론, 입자 물리 표준모형을 넘어선 새로운 이론 등 우주를 이루는 물리학적 본질을 주제로 최신 연구 결과를 공유하고 향후 연구 방향도 함께 모색한다.
  • 서울과기대 한효빈 교수팀, 단기기억 용량 제한의 ‘숨겨진 비밀’ 풀었다… 역노화 기술 개발 기대

    서울과기대 한효빈 교수팀, 단기기억 용량 제한의 ‘숨겨진 비밀’ 풀었다… 역노화 기술 개발 기대

    뇌과학 최고 권위 학술지 ‘Neuron’ 게재세타파 이동파, 단기기억 용량·지속시간 관장 규명 방금 외운 전화번호나 주소를 금세 잊어버리는 경험은 누구나 가지고 있다. 인간의 ‘단기기억’(working memory)이 가진 용량과 지속시간의 한계 때문이다. 이처럼 일상에서 빈번하게 발생하는 단기기억의 한계 원인과 그 작동 원리를 국내 연구진이 세계 최고 권위 학술지에 발표하며 주목받고 있다. 서울과학기술대학교는 한효빈 본교 융합교양학부 교수가 얼 밀러(Earl Miller) 미국 MIT 교수, 팀 부쉬만(Tim Buschman) 프린스턴대 교수 연구팀과 공동연구를 통해 단기기억의 근본적인 제약을 만드는 뇌의 작동 메커니즘을 규명했다고 22일 밝혔다. 이번 연구는 뇌과학 분야 최고 권위 학술지인 ‘뉴런’(Neuron)에 게재될 예정으로(DOI: 10.1016/j.neuron.2025.09.031), 이는 클래리베이트(Clarivate) 최신 JCI 랭킹 기준 신경과학(Neurosciences) 분야 상위 1.43%에 해당하는 세계적 성과라는 게 서울과기대의 설명이다. 연구팀은 단기기억의 한계를 뇌의 비교적 느린 리듬인 세타파(Theta Wave, 4-8 Hz)에서 찾았다. 세타파는 집중과 기억과 관련된 대표적인 뇌파다. 원숭이의 전전두엽에서 신경 활동을 정밀하게 분석한 결과, 단기기억에 담긴 정보가 세타파의 특정 위상(phase)에 맞춰 유지되거나 흐려지는 현상이 발견됐다. 더 나아가 연구팀은 단기기억의 용량과 지속시간을 제한하는 핵심 구조를 밝혀냈다. 세타파가 공간적 정보가 투사되는 뇌 영역(전두안영역)에서 ‘이동파’(traveling wave)의 형태로 나타나며, 이 파동이 단기기억을 표상하는 세포들의 활동을 실시간으로 지휘하고 통제한다는 것이다. 연구팀은 이처럼 세타파가 단기기억 정보가 성공적으로 인출될 수 있는 ‘생리적 조건’을 만들어 시공간적 제약을 형성하는 구조임을 확인했다. 특히, 뇌 자극 실험을 통해 세타파를 인위적으로 조작할 경우 인간의 단기기억을 강화할 수 있는 가능성까지 열었다. 이번 연구는 단기기억을 ‘뇌 어딘가에 저장된 정적인 정보’로 이해하던 기존 관점에서 벗어나, ‘뇌파라는 동역학적 파도 속에서 지속적으로 새로고침되는 과정’으로 이해하는 전환점을 마련했다. 쉽게 비유하면, 음악의 박자에 따라 춤이 매끄럽게 이어지거나 어긋나듯, 단기기억도 뇌의 실시간 상태에 맞춰 그 성능이 달라진다는 의미다. 이러한 발견은 노화, 치매, ADHD(주의력결핍 과잉행동장애)처럼 단기기억 손상과 관련된 신경과학적 메커니즘을 깊이 이해하는 새로운 관점을 제공한다. 나아가 세타 뇌파를 표적으로 한 비침습적 뇌 자극 기술을 활용해 ‘노화를 역행시킬 수 있는 기술’(역노화 기술)의 시발점이 될 수 있다는 점에서 학계의 기대를 모으고 있다. 연구를 주도한 한 교수는 “단기기억은 흔히 책상에 비유된다. 뇌는 방대한 정보를 저장할 수 있지만, 한 번에 꺼내 살펴볼 수 있는 양은 책상 위에 펼칠 수 있는 책처럼 극히 제한적”이라며 “이번 연구는 그 책상이 어디에 있고 어떻게 관찰할 수 있는가에 대한 답을 제공하며 단기기억의 생물학적 실체를 밝혀냈다는 점에서 큰 의의가 있다”고 설명했다. 한 교수는 또한 “역노화 기술 개발을 위한 인간 임상실험 준비를 대부분 마쳤다”고 밝혀 향후 연구 확장에 대한 기대를 높였다. 이번 연구는 산업자원통상부 산업기술알키미스트 사업, 한국연구재단 우수신진연구(씨앗) 사업 및 서울과기대 교내연구비의 지원을 받아 수행됐다.
  • “에어팟을 껴야 능률이 올라갑니다”…MZ사원 주장, 연구로 입증됐다

    “에어팟을 껴야 능률이 올라갑니다”…MZ사원 주장, 연구로 입증됐다

    무선이어폰의 ‘액티브 노이즈 캔슬링(ANC)’ 기능이 집중력 유지에 도움이 된다는 연구 결과가 나왔다. 액티브 노이즈 캔슬링은 외부 소음에 반대되는 파동을 내보내 소음을 상쇄하는 기술로 최근 출시되는 무선 이어폰 대부분이 해당 기능을 탑재하고 있다. 삼성서울병원과 한국교통대 연구팀은 정상 청력을 가진 성인 41명을 대상으로 액티브 노이즈 캔슬링 기능의 효과를 측정해 1일 발표했다. 연구팀은 소음이 있는 환경에서 참가자들에게 20초 분량의 짧은 이야기를 들려주고 5초 안에 사실 여부를 판단하도록 했다. 실험은 액티브 노이즈 캔슬링 기능이 있는 무선 이어폰을 끼고 이를 활성화, 비활성화한 상태에서 각각 5회씩 진행했다. 실험에 사용된 무선 이어폰은 ‘삼성 갤럭시 버즈2 프로’였다. 실험 결과 액티브 노이즈 캔슬링 기능을 활성화한 상태에서 반응 속도는 1.36초, 정확도는 4.24점이었고 비활성이었을 때는 반응 속도 1.40초, 정확도 3.95점이었다. 연구진은 “과제가 비교적 단순한 평가였기 때문에 유의미한 차이가 있지는 않았지만 복잡한 과제에서는 뚜렷한 차이가 나타날 수 있다”라고 설명했다. 이야기 청취가 편안했는지 물은 설문 점수는 액티브 노이즈 캔슬링 기능을 활성화했을 때 71.17점으로 비활성 상태(51.45점)와 비교해 크게 높았다. 또 노이즈 캔슬링 활성화 여부에 따른 뇌의 반응을 관찰한 결과, 액티브 노이즈 캔슬링 기능을 활성화했을 때 전전두엽 대부분의 영역에서 혈중 헤모글로빈 농도가 눈에 띄게 감소했다. 전전두엽은 뇌에서 집중력과 주의력을 담당한다. 연구진은 “조용해진 환경에서는 뇌가 불필요한 소음을 걸러내는 데 에너지를 덜 쓰고, 가벼운 정보처리 영역인 측두엽의 청각피질만으로도 의미 이해가 가능해지기 때문이다”라고 밝혔다. 이어 “외부 소음이 줄면서 전전두엽이 할 일이 줄어들자 과제 수행에 필요한 뇌의 다른 영역으로 혈류가 재배치된 것”이라며 “뇌가 더욱 집중할 수 있게 됐다는 의미”라고 설명했다. 연구를 이끈 문일준 삼성서울병원 이비인후과 교수는 “액티브 노이즈 캔슬링이 뇌의 에너지 분배, 집중력 유지에도 영향을 미친다는 것을 확인했다”며 “소음이 많은 환경에서 일하거나 공부하는 사람들의 집중을 돕는 도구가 될 수 있다”라고 말했다.
  • 이대남 ‘우클릭’ 정체성, 뇌과학으로 해부하다

    이대남 ‘우클릭’ 정체성, 뇌과학으로 해부하다

    카이스트 교수, 보수 본질 파헤쳐인지적 종결 욕구 강할수록 우파‘전사 유전자’와도 보수 성향 연결 학대 경험·스트레스 ‘환경’ 요인도음모론·안티 페미니스트 등 이해 지난 6·3 대통령선거 결과에서 특이점은 4050세대를 중심으로 30대와 60대, 20대와 70대가 비슷한 투표 성향을 보였다는 점이다. 통상적인 진영 구분으로 1번 후보를 진보, 2번 후보를 보수로 본다는 걸 전제로 세대별 흐름을 따져 보면 20대는 높은 보수 성향을 보이다가 점차 하락해 40~50대에서 저점을 찍는다. 그러다 70대를 향해 가면 다시 보수화하는 것으로 읽힌다. 20대만 놓고 분석하면 남녀의 성향은 극명하게 갈린다. 3년 전 대선과 비교해 여성의 1번 투표율은 그대로였지만 남성 비율은 3분의1이 사라져 보수성이 강해졌다. 젊은 세대 남성이 보수 성향을 띠는 건 한국만의 경향이 아니다. 지난해 11월 미국 대선이 끝난 뒤 Z세대로 불리는 2030세대의 투표 경향에 대한 분석이 전 세계 언론에 보도됐다. ‘Z세대 여성들은 (특히 미국 도널드 트럼프 정부 1기를 포함해) ‘미투 운동’ 등을 겪으며 정치 사회적 감수성을 키웠다. 그러나 남성들은 경제적 기회가 줄었고 여성의 이득을 위해 자신이 희생했다고 느낀다.’ 대체로 이런 정치 사회적 시각으로 풀이했다. 카이스트 바이오및뇌공학과 교수로, 앞선 책 ‘유전자 지배 사회’에서 정치 성향을 보수와 진보로 나누는 유전자의 영향을 분석했던 저자가 이번엔 보수적 정체성에 집중했다. 인간은 직관적이고 단순한 판단을 내리는 ‘휴리스틱’을 사용할 때 뇌의 내측 전전두엽이 빠르게 반응한다. 이런 휴리스틱의 활용과 정치 성향을 연구한 논문을 보면 보수 성향의 연구 대상자들이 진보 성향보다 휴리스틱 활성화가 더 많은데, 이들은 더 빨리 평가를 내리고 논리가 허술해도 쉽게 설득되는 경향을 보이기도 했다. 깊이 생각하지 않고 빠르고 손쉽게 결론을 내리는 인지적 ‘종결 욕구’가 강할수록 우파 정당에 투표하거나 보수적인 관점을 지닐 가능성이 더 높다는 연구도 있다. 또 ‘전사 유전자’로 불릴 만큼 공격성과 밀접한 모노아민 산화효소 A(MAOA) 유전자형, 유전자 효소로 합성과 분해가 이뤄지는 세로토닌과 도파민이 어떻게 보수 성향과 연결되는지 풀어내는 부분도 흥미롭다. 세로토닌 활성을 강화한 유전자형을 가진 경우 더 강한 불안과 공포 반응을 보이는데 이런 유형은 보수 그룹에서 많이 발견된다. 환경적 불안정성은 가족을 구성하려는 의지를 높이고 이것이 범위를 넓히면 ‘내집단 중심주의’로 커진다. 국제 관계 맥락에서는 보수에서 민족주의가 더욱 강력하게 발현되는 것이다. 물론 유전자만으로 정치 성향이 결정되는 것은 아니다. 어린 시절의 학대 경험과 스트레스, 낮은 사회경제적 지위 같은 환경 요인도 정치 성향에 영향을 미친다. 저자는 보수성이라는 것을 단순히 군중심리나 신경정신질환쯤으로 보지 않고 유수 학술지에 실린 유전학, 뇌과학, 사회심리학, 행동경제학 등을 꺼내 들며 본질을 파헤쳤다. 여러 논문과 이론을 활용하다 보니 과학 용어가 줄줄이 나오는 부분도 적지 않다. 이런 ‘과학 허들’을 넘고 나면 왜 보수주의자들이 종교나 음모론에 빠지는지, 왜 보수 남성 그룹에 안티 페미니스트가 많은지, 그리고 왜 젊은 남성들이 우경화하는지 어느 정도 답이 보인다.
  • 뇌 주름이 많을수록 사고능력 좋다? ‘깊으면’ 더 좋다 [핵잼 사이언스]

    뇌 주름이 많을수록 사고능력 좋다? ‘깊으면’ 더 좋다 [핵잼 사이언스]

    호두가 뇌에 좋은 음식이라는 속설이 있다. 꼬불꼬불한 덩어리 같은 호두 모양이 주름이 많은 뇌와 닮았기 때문인데 실제로 뇌에 좋은 것 자체가 사실이다. 호두에는 오메가3 지방산과 플라보노이드 같은 물질이 풍부해 뇌의 인지 기능을 돕는다. 뇌에 있는 주름은 신경 세포가 모여 있는 대뇌 피질의 표면적을 늘려 뇌세포 숫자도 증가시키는 역할을 하는 것으로 여겨진다. 최근 과학자들은 이외에 다른 기능도 발견했다. 대뇌피질에서 움푹 파인 곳을 고랑(sulcus), 반대로 올라온 곳을 이랑(gyrus)이라고 하는데 뇌의 고랑 부분이 일종의 지름길로 역할한다. 캘리포니아 대학 버클리 캠퍼스(UC 버클리) 소속 헬렌 윌스 뇌과학 연구소의 실비아 번지·케빈 웨이너 교수 연구팀은 뇌의 삼차 고랑(tertiary sulci)이 어떻게 뇌의 다른 부분과 연결되어 사고 기능을 수행하는지 조사했다. 연구 보고서는 신경과학저널(JNeurosci) 5월 19일자로 실렸다. 3차 고랑은 뇌의 발달에서 가장 나중에 완성되는 부분으로 역시 뇌의 주름이 많은 편인 침팬지 같은 인간의 근연종에서 볼 수 없는 인간의 고유 구조다. 따라서 매우 높은 사고 기능을 담당하는 부위로 여겨진다. 특히 3차 고랑은 6세부터 청소년기까지 빠르게 발달한다. 연구팀은 6세에서 18세 사이의 건강한 자원자 43명을 대상으로 뇌의 기능을 조사하는 기능자기공명영상법(fMRI) 검사를 시행했다. 이들에게 사고력을 테스트하는 과제를 주고 이를 푸는 와중에 뇌 활동 변화를 찍었다. 연구 결과 인간이 사고력이 필요한 작업을 할 때 측면 전전두엽 피질(lateral prefrontal cortex)의 3차 고랑은 뇌의 주요 부위와 연결되어 작업을 수행했다. 3차 고랑이 뇌 안으로 깊이 들어가면 이들과 더 빠르고 효율적으로 신호를 주고받는 것으로 확인됐다. 따라서 뇌의 주름은 단순히 표면적을 늘리는 것만이 아니라 뇌의 주요 부분을 빠르게 연결하는 지름길 역할도 함께 담당하는 셈이다. 인간의 뇌는 다른 동물보다 부피만 큰 게 아니라 매우 효율적으로 연결되어 뛰어난 기능을 수행할 수 있다. 인간의 뇌는 소우주와 같다는 이야기가 있다. 수많은 뇌세포가 서로 연결되어 있어 우주처럼 복잡하다는 뜻이다. 우주를 연구하는 과학자들이 하나씩 그 비밀을 풀어나가듯 뇌 과학자들도 비밀을 파헤치고 있다. 언젠가는 인간이 어떻게 생각을 하고 자아를 갖는지에 대해 과학이 자세히 말해 줄 수 있는 날이 오게 될 것으로 기대된다.
  • 어? 낯선 소린데?…‘대뇌피질’은 안다

    어? 낯선 소린데?…‘대뇌피질’은 안다

    소리 들을 때 신경 활동에 잔영 남겨 입력된 자극과 비교해 강하게 반응외부서 동시다발적 감각 신호 올 때우선순위 정해 의사결정 과정 확인 과학기술 발전으로 거대 우주와 극소 미립자의 비밀이 속속 밝혀지고 있지만, 우리 양쪽 귀 사이에 존재하는 1.4㎏짜리 물체의 수수께끼는 여전히 베일에 싸여 있다. 단단한 머리뼈 속에 자리잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 ‘뇌’는 우리 몸무게의 2% 정도에 불과하다. 그렇지만 몸속으로 들어오는 산소 15%와 포도당 50%를 사용하고 1000억개의 신경세포로 연결돼 있으며 여러 가지 형태로 얽혀 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하고 있는 뇌는 사람을 사람답게 만드는 기관이자 작은 우주다. 뇌과학 연구가 활발해지면서 수수께끼의 소우주 ‘뇌’의 비밀이 하나둘씩 풀리고 있다. 미국 컬럼비아대 생명과학과 연구팀은 대뇌피질이 외부 세계에서 받은 새로운 정보를 식별하고 부호화해 이전 정보와의 차이를 이해하는 과정에 관한 메커니즘을 규명했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 2월 11일자에 실렸다. 대뇌피질은 포유류 뇌에서 가장 넓은 표면적을 가진 부분이다. 인간의 경우 지각, 사고, 기억 저장, 의사 결정 등 우리가 흔히 뇌에서 한다고 생각하는 것들을 모두 관장하는 부분이다. 연구팀은 지난해 노벨물리학상 수상자 중 한 명인 존 홉필드가 제시한 신경망 모델을 바탕으로 생쥐가 익숙한 감각 자극과 새로운 감각 자극을 어떻게 구분하고 반응하는지 실험했다. 연구팀은 생쥐에게 다양한 음높이에서 재생되는 소리를 들려주면서 대뇌피질 중 청각 피질의 변화를 측정했다. 그 결과 하나의 뉴런이 아니라 뉴런 뭉치가 어떤 소리가 재생되는지, 그리고 얼마나 새로운 소리인지에 대해 반응하는 것을 발견했다. 또 각 소리 자극은 신경 활동에 잔영(에코)을 남기고 단기 기억을 형성한다는 사실도 확인했다. 기억 중추에 새겨진 활동 에코는 이후 입력되는 자극과 비교해 새로운 것인지 이전 자극인지를 구분하고, 새로운 자극에 대해서는 더 강하게 반응한다는 점도 밝혀 냈다. 그런가 하면 프린스턴대 신경과학연구소와 콜드스프링하버 연구소 공동 연구팀은 뇌가 눈이나 귀 등 감각기관을 통해 입력되는 정보를 어떻게 의사 결정 과정에서 활용하는지 설명할 수 있는 수학 모델을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 뇌과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 신경과학’ 2월 10일자에 발표됐다. 깨어 있을 때는 다양한 감각 신호가 입력돼 뇌로 전달된다. 일반적으로 뇌는 입력 신호를 인식하고 구분해 상황에 대한 정확한 판단을 할 수 있게 돕는다. 의사 결정과 같은 고등 인지능력 발휘에서 중요한 뇌 영역은 눈 바로 뒤에 있는 전전두엽 피질이다. 그렇지만 이 부분이 어떤 식으로 작동하는지는 오랫동안 수수께끼로 남아 있었다. 이에 연구팀은 원숭이와 사람을 대상으로 실험한 결과 외부에서 처리해야 할 감각 신호가 동시다발적으로 입력되면 전전두엽 피질 세포는 우선순위를 정해 하나의 정보를 처리한다는 사실을 확인했다. 하나의 정보를 처리하는 동안 다른 정보를 처리하는 인접 세포는 차단한다는 사실도 발견했다. 이번 연구 결과는 알츠하이머 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환으로 인한 뇌 회로 오류를 개선하고 인공 두뇌를 더 유용하게 사용할 수 있는 방법을 개발하는 데 도움을 줄 것이라고 연구팀은 설명했다.
  • “실연의 아픔 몇 분 만에 고쳐”…비법 대체 뭐길래

    “실연의 아픔 몇 분 만에 고쳐”…비법 대체 뭐길래

    이별의 아픔에 크게 힘들어본 적이 있다면 관심을 둘 만한 연구결과가 나왔다. 두뇌 전기자극을 통해 실연의 아픔도 치료할 수 있다고 한다. 16일(현지시간) 영국 일간 가디언에 따르면 이란 잔잔대학교와 독일 빌레펠트 대학교 연구진은 가벼운 전류로 뇌를 자극하는 헤드셋을 하루에 몇분만 착용하면 실연에 따른 우울감 등을 완화할 수 있다고 결론 내리고 관련 논문을 최근 국제학술지 ‘정신의학연구저널’에 발표했다. 연구진은 실연을 겪은 36명을 세 그룹으로 나눠 두뇌 전기자극 실험을 진행했다. 그룹별로 5일간 하루에 두차례씩 20분간 경두개직류자극(tDCS) 헤드셋을 착용했는데 자극 유무와 부위를 달리했다. 첫 번째 그룹은 배외측 전전두엽 피질(DLPFC)에, 두 번째 그룹은 복측 전전두엽 피질(VLPFC)에 각각 전기자극을 줬다. 세 번째 그룹은 헤드셋을 착용하기는 했지만 스위치를 꺼 아무런 자극도 가하지 않았다. 전류 자극이 가해진 곳은 뇌에서 자발적인 감정 조절에 관여한다고 알려진 부분들이다. 연구진은 실험 결과 전기 자극을 받은 첫 번째와 두 번째 그룹은 실연에 따른 감정적 고통인 ‘사랑 트라우마 신드롬’(LTS, love trauma syndrome) 증상이 세 번째 그룹과 비교해 상당히 감소했으며 우울 상태와 불안도 개선됐다고 설명했다. LTS는 정서적 고통과 우울감, 불안, 불면증, 자살 위험, 무력감, 죄책감 등을 일으킬 수 있다고 알려졌다. 또한 LTS 증상 완화에는 첫 번째 그룹이 받은 배외측 전전두엽 피질 자극이 두 번째 그룹이 받은 복측 전전두엽 피질 자극보다 더 효과가 있는 것으로 나타났다. 전지자극 치료는 일시적인 현상이 아닌 것으로 나타났다. 연구진은 이러한 전기자극 치료를 중단한 지 한 달 뒤에도 그 효과가 유지됐다고 부연했다. 연구진은 “특정 뇌 영역과 사랑의 트라우마와 감정 조절의 관계를 고려할 때 관련된 뇌 영역을 다루는 치료 방법이 유망할 수 있다”면서도 “이런 결과를 일반화하기 위해서는 대규모 임상시험에서 반복될 필요가 있다”고 덧붙였다.
  • 화창한 봄날, 야외 활동이 필요한 이유 알고 보니…[달콤한 사이언스]

    화창한 봄날, 야외 활동이 필요한 이유 알고 보니…[달콤한 사이언스]

    여전히 아침, 저녁과 낮 기온 차가 제법 큰 편이지만, 야외 활동하기는 좋은 날씨다. 그래서 점심시간이나 주말에는 운동하는 이들이 제법 눈에 많이 띈다. 노출의 계절이 점점 가까워지면서 몸매 만들기에 나서는 이들도 늘고 있다. 운동이 단순히 외모 변화뿐만 아니라 정신적, 육체적 건강에도 도움이 된다는 연구 결과가 또 하나 추가됐다. 미국 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원, 뉴욕 마운트 시나이 아이칸의대, 터프츠대 공동 연구팀은 신체 활동이 스트레스와 관련된 뇌 활동을 낮춰 심혈관 질환을 예방하는 데 도움이 된다고 19일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘전미 심장학회 저널’ 4월 16일 자에 실렸다. 연구팀은 신체 활동의 심리적, 심혈관 질환에 대한 영향을 알아보기 위해 대규모 의학 연구 데이터베이스인 ‘매스 제너럴 브리검 바이오뱅크’(Mass General Brigham Biobank)에 참여한 5만 359명의 의료 기록과 신체 활동 설문조사 같은 건강 정보를 장기 추적 조사했다. 이 중 774명에 대해서는 뇌 영상 검사와 스트레스 관련 뇌 활동을 별도로 측정했다. 분석 결과, 세계 보건기구(WHO)에서 권장하는 신체 활동 시간을 충족한 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 심혈관 질환 발병 위험이 23%나 낮아졌습니다. WHO는 일주일에 150~300분 정도 중강도 유산소 활동이나 75~150분 정도의 고강도 유산소 활동을 권장하고 있다. 연구팀에 따르면 신체 활동 수준이 높은 사람은 스트레스 관련 뇌 활동이 낮은 경향을 보였다. 의사 결정, 충동 조절 같은 실행 기능과 스트레스 중추 억제에 관여하는 것으로 알려진 전전두엽 피질의 기능 향상이 스트레스 관련 뇌 활동 감소로 이어진다는 설명이다. 동시에 운동은 다른 생활 습관 변수에도 영향을 미쳐 관상동맥 질환을 비롯한 심혈관 질환 위험을 낮춘다는 것이다. 특히 운동은 스트레스성 우울증을 앓고 있는 사람에게 더 큰 효과가 있는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 아흐메드 타와콜 하버드대 의대 교수는 “신체 활동은 우울증 환자의 심혈관 질환 위험을 운동하지 않는 사람에 비해 절반 이하로 낮추는 것으로 나타났다”라며 “우울증과 스트레스가 극심한 사람들의 심혈관 건강을 위해 약물 치료와 함께 운동 치료를 병행하는 것이 효과를 극대화할 수 있을 것으로 생각된다”고 말했다.
  • ‘이심전심’ 단짝 만나고 싶다면… 비슷한 옷부터 입어 보세요 [유용하 기자의 사이언스 톡]

    ‘이심전심’ 단짝 만나고 싶다면… 비슷한 옷부터 입어 보세요 [유용하 기자의 사이언스 톡]

    처음 만났는데도 대화가 잘 통하고 마음이 맞는 사람이 있습니다. 그런 만남을 흔히 운명적이라고 표현하지만, 좀더 과학적인 무언가 있지 않을까요. 과학자들도 궁금했던 모양입니다. 미국 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬센터 연구팀은 수컷 금화조가 제 짝을 만나기 위해서는 암컷이 원하는 노래를 파악해 부르는 것이 중요하다는 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 3월 21일자에 발표했습니다. 명금(songbird)은 수컷이 암컷에게 노래로 구애하는 것으로 알려져 있습니다. 수컷은 모두 같은 노래를 부르는데 암컷이 어떤 기준으로 수컷을 선택하는지는 수수께끼로 남아 있었습니다. 연구팀은 명금 중 하나인 금화조 수컷의 노래를 수천 개 녹음했습니다. 그다음 인공지능으로 이들 소리를 분류해 약 50만개의 노래 음절을 구분해 냈습니다. 연구팀이 이 음절을 분석한 결과 암컷은 똑같은 노래라도 음절 사이 간격과 한 음절의 길이를 구분해 짝을 찾는다는 것을 밝혀냈습니다. 암컷들은 음절 사이의 길이가 긴 노래를 선호하는 것으로 나타났습니다. 음절 사이가 긴 다시 말해 호흡이 긴 음절의 노래를 수컷의 자질을 보여 주는 지표로 인식한다는 것입니다. 연구에 따르면 금화조가 구사하는 노래에는 다양한 음절이 있지만 짝이 되기 위해서는 수컷이 구사하는 음절과 암컷이 선호하는 음절이 일치해야 한다고 합니다. ‘짚신도 짝이 있다’는 속담을 동물 행동학적으로 규명한 것이라고 해야 할까요. ‘합이 잘 맞는다’거나 ‘단짝’이라는 말이 있는 것을 보면, 사람에게도 비슷한 원리가 작동할 것 같습니다. 아니나 다를까 이런 궁금증을 해결하기 위한 연구도 수행됐습니다. 중국 베이징사범대 인지 신경과학 연구실, 뇌 영상·커넥톰 연구실, 국립 뇌 연구소 공동 연구팀은 유대감이 형성된 사람들 사이에서는 신경 활동이 일치해 더 빠르고 빈번한 의사소통이 이뤄진다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 3월 20일자에 실렸습니다. 연구팀은 이전에 한 번도 만난 적이 없는 176명의 성인 남녀를 3인 1조로 구성해 서로 대화하도록 했습니다. 연구팀은 의사소통 과정 중 뇌 활동을 측정하기 위해 기능성 근적외선 분광법(fNIRS) 전극이 부착된 모자를 착용하도록 했습니다. 일부 실험 조에는 같은 색상의 유니폼을 지급해 입도록 한 다음 대화를 하도록 했습니다. 그 결과 같은 유니폼을 입고 유대감이 형성된 집단은 그렇지 않은 집단에 비해 더 자유롭게 대화하고 친근감을 느끼는 것으로 나타났습니다. 이들에게는 우측 배외측 전전두엽(rDLPFC)과 우측 측두두정 접합부(rTPj)의 활동이 활발하고 뇌파가 거의 일치하는 것으로 확인됐습니다. 이런 신경 동기화가 의사소통 과정을 원활하게 해 준다는 설명입니다. 학기 초 자녀가 아직 단짝 친구를 만들지 못했다고 걱정하는 부모들이 많습니다. 아이들도 아직 뇌파가 일치하는 친구를 만나지 못했을 뿐입니다. 부모가 억지로 친구를 만들어 주기보다는 아이들이 맘에 맞는 친구를 만날 수 있도록 기다려 주는 게 좋지 않을까요.
  • 뇌부터 다르다… 생사 달린 순간 남을 돕는 자, 혼자 살려는 자[한국과학기술연구원(KIST) 함께하는 과학 다이브]

    뇌부터 다르다… 생사 달린 순간 남을 돕는 자, 혼자 살려는 자[한국과학기술연구원(KIST) 함께하는 과학 다이브]

    용기와 정의로움 또는 남다른 희생정신을 발휘해 어려움과 고난에 처한 이웃과 국민을 구하고 나라를 지켜 준 의로운 사람들, 우리는 그들을 의인 또는 영웅이라고 부른다. 역사적으로 볼 때 의인들은 개인의 입신양명을 추구하지 않았고 음지에서의 묵묵한 헌신과 희생을 몸소 실천한 사람들이었다. 하지만 우리가 배운 역사 속에서 의인과 영웅은 그 숫자를 손에 꼽는 반면 국가와 사회가 위기에 처했을 때 자신의 이익만을 추구하거나 한발 더 나아가 적극적으로 국가와 국민을 해하는 일에 앞장섰던 간악한 사람들 또한 많이 발견하게 된다. 그렇다면 과연 의인들과 그렇지 않은 자들의 차이는 무엇일까? 다양한 관점에서 이 질문에 대한 답을 찾아볼 수 있겠으나 뇌과학적 관점에서 본다면 “의로운 행동을 행하는 자들, 즉 영웅과 일반인들의 뇌는 무엇이 다른가”라는 무척이나 흥미로운 질문을 해 볼 수 있겠다.사람의 뇌는 태어날 때 0.4㎏에 불과하고, 성인이 돼서도 1.4㎏ 정도다. 뇌만 따로 떼어 놓고 보면 접시 위에 놓인 커다란 호두를 연상시킨다①. 뇌의 기능은 방대하고 복잡하지만, 우리가 뇌에 대해 알고 있는 것은 일부분에 불과하다. 최근 들어 뇌과학이 발전하면서 베일이 한 꺼풀씩 벗겨지고 있지만 여전히 우리 뇌에 대한 과학적 지식은 일반인들에게 많이 알려진 편이 아니다. 그렇기 때문에 뇌에 대한 잘못된 상식과 오해로 우리는 자신의 뇌건강을 유지하기 위한 적절한 조치를 취하지 못하거나 그 기능을 제대로 활용하지 못하고 있다. 뇌는 외부자극이나 환경에 적절히 반응해 인간이 사회와 환경에 적응하며 살아갈 수 있게 한다. 시장경제 질서가 지배하는 사회에서는 개인이 보유한 물질과 재화의 크기를 성공의 척도로 보고, 듣고, 배우면서 느끼기 때문에 그와 같은 성취를 이루는 게 좋은 것이라고 각 개인의 뇌에 기억되고, 같은 생각을 가진 다수의 사람들로 인해 사회적 신념으로 형성되다 보면 그렇지 않은 많은 사람들도 그 가치를 좇아 행동하게 된다. ‘물질과 재화를 더 많이 쟁취하는 것이 좋다는 자극’이 뇌를 세뇌시킨 것처럼 말이다. 인간의 뇌는 끊임없이 창조적인 생각을 하고 이를 실현함으로써 물질적으로 삶을 풍요롭게 했지만, 상대적으로 우리가 추구해야 할 숭고하고 의로운 정신이나 이웃과 더불어 사는 행복과 같은 가치는 조금씩 잃어 가고 있다는 사실을 부인할 수 없다. 물질이나 재화를 좇는 마음이 의로운 마음과 공존할 수 있다면 이상적이겠으나 현실은 그렇지 못하다. 의로움을 추구하면서 사는 것은 큰 고충이 따르면서도 우리에게 행복감을 주는 경제적 측면에서 도움이 되지 않는다는 것을 우리의 뇌가 현재의 삶에서 경험적으로 터득했기 때문이다.의로운 행동을 하려고 하는 사람들(이타적인 행동)과 그렇지 않은 사람들(이기적인 행동)의 뇌 작용 방식이 어떻게 다른가를 알아보기 위해 다국적 공동연구팀(미국 하버드대, 이탈리아 볼로냐대, 스웨덴 린셰핑대, 오스트리아 빈대)이 함께 연구를 진행했다②. 연구진은 피실험자들이 생명을 위협받는 화재 상황을 가상현실(VR)로 체험하게 하면서 안전하게 빠져나갈 수 있는 출구와 함께 무거운 물건에 깔려 탈출하지 못하고 있는 사람을 보여 줬다. 피실험자들이 위험에 처한 이들을 구할 것인지, 아니면 자신만 출구를 통해 빠져나갈 것인지를 자유롭게 선택하도록 한 다음 자기공명영상(MRI)법을 통해 위험에 처한 이들을 구하고자 한 참가자(이타적인·의로운 행동을 택한 자)들과 그렇지 않은 참가자(이기적인·안전한 도피를 택한 자)들의 뇌 안에서 일어나는 부위별 활성도 차이를 촬영해 비교했다. 실험 결과 놀랍게도 위험에 처한 사람의 생명을 구하려고 시도한 참가자들 뇌의 특정 부위에서 활성 신호가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.이것은 본인들만 피신하려 한 참가자들의 뇌와 비교했을 때 뚜렷하게 구분되는 특징이었다. 뇌 안에서 증가한 신호는 바로 대뇌피질의 앞쪽 가장자리인 전전두엽에 존재하는 섬엽(Insular)에서 확인됐다. 자신이 위험에 노출되는 상황에서도 타인의 생명을 구하는 의로운 행동을 선택했던 사람의 뇌와 그렇지 않은 사람의 뇌 작용이 서로 다를 수 있음을 과학적으로 증명한 것이다.뇌의 각 부위③는 저마다의 역할이 있는데, 섬엽은 주로 우리 마음에서 생겨나는 사회적 공감, 도덕적 감정, 직감 그리고 정서적 반응 등 다양한 감정과 반응을 인지하고 행동을 결정하도록 하는 부위다. 타인의 표정에 대한 반응을 일으키고 특정행동의 실행 여부 판단뿐만 아니라 의존, 고통, 유머 그리고 음식취향을 결정하는 등 폭넓은 분야에 관여한다. 과거에도 공감능력이 뛰어난 사람의 경우 섬엽이 발달하거나 활성화가 잘된다는 보고가 있었다. 하지만 아쉽게도 물질만능의 치열한 경쟁사회를 살아가는 현대인들의 섬엽은 활성도가 많이 감소한 것으로 관찰되고 있다. 현대사회는 과도한 경쟁과 성과 중심의 가치를 강조한다. 이로 인해 개인은 경쟁에서 뒤처지지 않기 위해 자기중심적인 사고와 행동에 주력하게 되며 물질적 성공과 과도한 소비가 미덕으로 여겨짐에 따라 그와 같은 가치에 주목하는 동안 타인의 감성과 정서가 미치는 영향은 축소돼 섬엽의 활성화를 저해한다. 특히 디지털 기술과 소셜미디어의 발달은 신속한 정보전달과 편리함을 제공하지만 오히려 사회적 고립을 증가시켜 인간의 감정적인 연결을 저해하고 있다. 다시 “의인, 영웅의 뇌는 일반인들의 뇌와 무엇이 다른가”라는 질문으로 돌아와 뇌과학자로서의 관점에서 대답해 본다면 “적어도 의인들의 뇌에서는 이타적인 공감(empathy) 능력이 활성화되는 부위가 일반인들의 뇌에서보다 더 잘 작용하고 있다”고 할 수 있다. 그 때문에 의인들은 이웃의 아픔, 사회의 부조리, 국가의 위기와 같은 공익적 가치를 더 깊이 받아들이고, 이러한 가치를 지키기 위해 자신의 희생을 두려워하지 않고 정의로운 행동을 실천할 수 있다고 설명할 수 있다. 이러한 측면에서 현대사회의 영웅은 좀더 크고 거창한 가치를 추구했던 전통적인 영웅의 모습이 아닌, 이웃의 어려움을 깊이 공감하고 일상생활에서 작은 도움을 주는 모습에서도 찾을 수 있지 않을까 생각한다. 뇌과학적 이론인 ‘신경가소성(Neuroplasticity) 또는 뇌가소성(Brain Plasticity)’ 원리에 따르면 오감으로 얻어진 경험들은 우리 뇌 안의 신경세포를 통해 활성패턴으로 변환된다. 이러한 신경활성의 패턴들은 보고, 듣고, 느끼는 자극의 크기와 반복성에 따라 신경세포 시냅스의 분자구조를 변화시켜 기억으로 저장한다. 따라서 좋은 배움과 경험을 통해 우리는 뇌 안의 신경세포 내 분자구조를 바꿔 좋은 기억을 만들어 나갈 수 있다. 중요한 것은 어린아이뿐 아니라 청소년과 성인의 뇌에서도 이 같은 변화 과정이 지속될 수 있다는 사실이다. 뇌과학적 관점에서 현대사회에서 다수의 의인을 육성하는 가장 효과적인 방법은 인성교육이다. 그 내용이 감성적 지능과 도덕적 판단능력을 증진하는 데 중점을 둬야 하기 때문에 뇌가 감정과 도덕적 판단에 어떻게 반응하는지를 이해하고, 향상시키기 위한 환경을 조성하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 우선 교육과정에서 감성적 지능을 함양하는 게 중요하다. 도덕적 가치를 강조하고 팀 프로젝트와 봉사활동을 통해 협력과 공동체 의식을 강조해야 한다. 뇌의 신경가소성 원리에 따라 다양한 경험을 통해 신경세포 간 연결을 강화하고 긍정적인 경험을 쌓아가도록 유도해야 한다. 우리에게는 물질만능의 시대에 더욱 빛을 발하는 유구한 정신문화가 있다. 사라져 가는 아름다운 정신과 지혜를 우리의 뇌에 다시금 새기고 이를 바탕으로 삶을 살아가는 사람들이 많아진다면 우리 사회는 좀더 나은 곳이 될 수 있지 않을까. 가장 작은 사회인 가정에서 부모는 자녀들에게 공감과 배려의 가치를 심어 주고, 학교는 협력과 공존의 가치를 체득하게 하는 교육과정을 개발해 나가며, 국가는 다양성을 포용하고 공정한 기회를 제공함으로써 구성원 모두가 자신의 능력을 최대한 발휘할 수 있는 환경을 만들어야 한다. 비록 모두가 영웅 또는 의인이 될 수는 없을지라도 많은 사람이 의로움을 바탕으로 이웃의 삶을 존중하는 가운데 더불어 살아가며 더욱 행복한 사회와 국가를 이룰 것을 기대해 본다. ■ 류훈 책임연구원은 25년 전 뇌 연구를 시작하면서부터 줄곧 퇴행성 뇌 질환의 병리기전을 연구해 왔다. 스트레스와 환경적인 요인이 실제 퇴행성 뇌 질환을 일으키는 데 관여할 뿐만 아니라 병리학적으로 비신경교세포가 신경세포를 손상할 수 있음을 세계 최초로 밝혔다. 미국 보스턴대 의과대학 신경과 교수로 근무하면서 인지기능장애(치매)를 비롯한 만성 외상성 뇌손상에 대한 170편 이상의 논문을 꾸준히 발표했다. 초고령화 사회에 진입한 우리나라 노인들의 뇌 건강에 기여하기 위해 2019년부터 KIST 뇌과학연구소에 합류했으며 인재 양성에도 많은 노력을 쏟고 있다. 류훈 KIST 뇌질환극복연구단 책임연구원
  • 기억 잃은 두뇌 
빛·전기 쪼이면 
52% 돌아온다

    기억 잃은 두뇌 빛·전기 쪼이면 52% 돌아온다

    정신 장애 연관된 외상성 뇌 손상시상하부에 전극 심어 심부 자극주의·문제해결·판단력 향상 가능 광선 요법, 치매 환자 수면 질 높여머리에 전류 흘리면 인지 기능 개선 뇌과학은 21세기 들어 가장 빠르게 발전하고 있는 연구 분야 중 하나다. 덕분에 난치병으로 알려진 각종 뇌신경 질환의 예방과 진단 기술도 속속 등장하고 있다. 미국 코넬대 의대, 하버드대 의대, 유타대, 플로리다대, 스탠퍼드대, 밴더빌트대, 시애틀 워싱턴대 공동 연구팀은 외상성 뇌 손상(TBI)으로 장기 인지기능 결손 진단을 받은 환자들의 시상하부 부위를 ‘심부 뇌 자극’하면 인지 기능 개선 효과가 있다고 6일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 의학’ 12월 5일자에 실렸다. TBI는 머리에 외부의 강한 물리적 힘이 가해지면서 뇌에 손상이 발생하는 것을 말한다. 손상 부위나 정도의 차이가 있지만 신체 기능, 언어나 의사소통, 기억 등 인지 기능, 성격, 심리상태 등 정신 기능에 종합적으로 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 시상하부의 주요 뇌 회로 활동 손실이 인지 기능 장애와 관련이 있다는 기존 연구 결과들을 주목했다. 이에 연구팀은 중증 외상성 뇌손상을 앓는 22~60세 남녀 6명을 대상으로 실험했다. 우선 신경 영상기술로 손상된 신경 회로의 정확한 위치를 찾고, 인지능력 테스트를 했다. 그다음 외과 수술을 통해 시상하부 특정 부위에 전극을 이식하고 정기적으로 심부 뇌 자극을 했다. 실험 결과 심부 뇌 자극을 받은 사람들은 주의력이나 문제해결 능력, 공간 인식능력, 기억력, 판단력 등이 최대 52% 향상된 것이 관찰됐다. 그런가 하면 중국 웨이팡 의과대학 간호학과 연구팀은 빛을 이용해 뇌의 시교차상핵(SCN)을 자극해 인체 일주기 리듬을 조절해 알츠하이머 환자의 수면과 정신 기능 개선이 가능하다고 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 12월 7일자에 발표했다. 알츠하이머는 초기에 기억력에 문제를 보이다가 언어기능, 판단력 등 여러 인지기능 이상이 나타난다. 또 수면 장애와 성격 변화, 우울증, 망상, 환각, 공격성 증가 등 이상 증상이 동반되기도 한다. 빛을 이용해 수면 조절에 관여하는 시교차상핵을 자극하는 광(光)생체조절은 알츠하이머 증상 완화에 도움을 줄 것이라 주목받고 있지만 효능과 안전성에 대한 체계적 평가는 없었다. 이에 연구팀은 2005년부터 2022년까지 7개국에서 알츠하이머와 치매 환자를 대상으로 광생체조절 임상시험을 한 연구 15개를 정밀 메타분석 했다. 분석 결과 광선 요법이 환자들의 일주기 리듬을 안정적으로 유지해 수면 효율을 높인다는 것을 확인했다. 또 환자의 우울증, 강박증 같은 정신장애 증상을 완화한다는 사실도 밝혀냈다. 한편 중국 닝보대 의대 연구팀도 ‘경두개 직류 자극’(tDCS)을 실시하면 알츠하이머 환자의 인지기능 개선이 가능하다는 연구 결과를 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘일반 정신과학’ 12월 6일자에 발표했다. tDCS는 뇌에 전극을 심지 않고 머리에 전극을 붙여 약한 전류로 뇌 신경세포를 자극하는 기술이다. 연구팀은 65세 이상 남녀 알츠하이머 환자 140명을 무작위로 선정해 최대 6주간 주 5일, 하루에 2번씩 tDCS를 실시해 의사 결정, 작업 기억 등에 관여하는 전전두엽 피질을 자극했다. 그 결과 tCDS를 받은 사람들은 언어 기능과 단어 인식, 기억 능력이 눈에 띄게 향상됐다.
  • “임신부 ‘이 약물’ 자폐스펙트럼장애 확률 높아져”

    “임신부 ‘이 약물’ 자폐스펙트럼장애 확률 높아져”

    국내 연구팀이 자폐스펙트럼장애의 발생 메커니즘에 영향을 미치는 환경적 요인을 규명했다. 17일 대구경북과학기술원(DGIST) 뉴바이올로지학과 김민식 교수팀은 서울대학교 이용석 교수, 고려대학교 안준용 교수, 건국대학교 신찬영 교수팀과 공동연구를 통해 이 같은 결과를 발표했다. 이번 연구 성과는 지난 1일 ‘실험분자의학’에 게재됐으며 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행됐다. 자폐스펙트럼장애는 초기 아동기부터 발생하는 신경 발달 장애 중 하나로 사회적 의사소통과 상호작용에 문제가 생겨 행동 패턴, 관심사 및 흥미, 활동 범위 등이 제한되고 반복적인 행동 특징을 보이는 질병이다. 자폐스펙트럼장애의 발생은 유전적 요인 뿐 아니라 임신 중 심한 감염이나 특정 약물에 노출 되는 것과 같은 다양한 환경적 요인이 작용하는 것으로 알려져 있다. 일부 연구에 의하면 50~60명 당 1명의 어린 아이가 자폐스펙트럼장애 진단을 받고 있다고 할 정도로 비교적 흔한 질병이다. 건국대 신찬영 교수팀의 이전 연구 결과, 특히 ‘발프로산’이라는 약물은 임신 중 사용될 경우 태아의 뇌 발달에 영향을 미칠 수 있고 자폐스펙트럼장애와 관련된 원인이 될 수 있다. 양극성 우울증과 뇌전증 치료제인 발프로산에 노출된 태아에서 자폐스펙트럼장애 위험이 커지는 것으로 나타났다. 그러나 이 연구는 아직 진행되지 않아 치료 약물 개발은 어려웠다.“발프로산 약물 부작용, 자폐 일으키는 기전 찾았다” 이에 김 교수팀은 신 교수팀이 개발한 발프로산 처리 생쥐 모델을 이용해 안 교수팀과 함께 다중오믹스 분석을 시행했다. 그 결과 발프로산 약물 부작용으로 인한 자폐 모델 생쥐의 전전두엽에서 자폐스펙트럼 장애에 영향을 미치는 Rnf146 유전자 발현이 증가하는 것을 관찰했다. 또 이 교수팀과 협력해 Rnf146 발현 모델을 이용, 자폐성 행동양식을 관찰했다. 이에 생쥐 모델의 전두엽에서는 흥분성과 억제성 신경전달 사이의 균형이 깨져 있음이 발견했다. 이용석 교수는 “이는 다른 자폐 모델들에서도 공통적으로 발견되는 현상으로 이번 연구가 자폐를 유발하는 공통적 원인을 밝히는데 기여한다”고 말했다. 김민식 교수는 “앞으로도 다기관 공동연구를 통해 지속적으로 다양한 발달장애 모델에 대한 다중오믹스 통합 분석과 모델 생물에 대한 통합적 연구를 수행해 자폐스펙트럼장애의 핵심 네트워크를 규명하고 치료 타겟을 발굴하고자 한다”고 밝혔다. 한편 연구 결과는 자폐스펙트럼장애와 관련한 기전을 더 심도 있게 이해할 수 있으며 나아가 자폐스펙트럼장애에 대한 조기 진단과 치료 방법을 발전시키는데 도움이 될 것으로 기대된다.
  • 장거리 우주여행을 위한 ‘동면’ 기술 개발됐다 [사이언스 브런치]

    장거리 우주여행을 위한 ‘동면’ 기술 개발됐다 [사이언스 브런치]

    찬 바람이 불고 추워지면 곰이나 다람쥐, 뱀 등 ‘동면’에 들어가는 동물들이 많다. 동면(冬眠)이라고 하면 많은 사람이 겨우내 잠을 자는 것으로 생각한다. 그렇지만 동면은 잠과는 분명히 다르다. 잠을 잘 때와 동면을 할 때, 그리고 깨어있을 때의 활력 징후에 차이가 있기 때문이다. 이 때문에 많은 과학자는 동면의 비밀을 풀어내고 이를 활용해 질병 치료 등에 응용하려고 시도하고 있다. 이런 상황에서 미국 세인트루이스 워싱턴대 의생명공학과, 세인트루이스 워싱턴대 의대 면역학·병리학과, 영상의학과, 정신의학과, 시애틀 워싱턴대 통증의학과, 신경생물학 및 중독연구센터 공동 연구팀은 초음파를 이용해 동물을 겨울잠 자는 상태와 비슷하게 만드는 데 성공했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 및 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 신진대사’ 5월 26일자에 실렸다. 일반적으로 잠을 잘 때나 깨어있을 때 심박수, 호흡수, 체온 등 활력징후는 크게 차이를 보이지 않는다. 그렇지만 동면에 빠진 동물들은 깨어 있을 때와 활력징후는 물론 뇌파는 전혀 다른 양태를 보인다. 연구팀은 동면에 드는 포유류들의 경우 에너지 절약을 위해 신진대사를 늦추고 체온을 낮춘다는 사실에 착안했다. 이런 상태는 중추 신경계에 의해 제어되는 것으로 알려져 있다. 이에 초음파를 이용해 특정 신경세포를 활성화하면 동면과 비슷한 상태를 유도하려고 시도했다.연구팀은 암컷과 수컷 생쥐 12마리의 머리에 초음파를 블루투스 방식으로 전달할 수 있는 장치를 씌운 다음 자유롭게 움직이도록 했다. 이런 상태에서 연구팀은 동면을 유도하는 것으로 알려진 시상하부 전전두엽 부위에 10초간 초음파를 보냈다. 그 결과 뇌에 초음파를 받은 수컷과 암컷 쥐 모두 체온이 평균 3~3.5도가량 떨어지고 심박수가 감소하면서 산소 소비량이 감소하는 것을 확인했다. 10초간 초음파 조사를 하면 2시간 정도 동면 상태에 빠지는 것으로 확인했다. 연구팀은 생쥐들의 체온이 다시 정상을 되찾으면 초음파를 반복적으로 조사하는 장치를 만들어 장착시키고 실험한 결과 최대 24시간 동안 동물들의 신체에 손상이나 불편감 없이 동면 상태를 유도할 수 있다는 것으로 확인했다. 이번 연구를 이끈 홍 첸 세인트루이스 워싱턴대 교수는 “이번 연구 결과를 사람에게 적용하기 위해서는 추가 연구가 필요하다”라면서 “이번 기술로 뇌의 신경 세포를 자극해 일시적으로 체온을 낮추고 신진대사를 늦출 수 있다면 응급 상황이나 급성 중증 질환 환자 치료는 물론 미래에 장거리 우주여행을 할 때 도움이 될 것”이라고 설명했다.
  • [권준수의 열린의학] 폭력은 뇌를 손상시킨다/서울대병원 정신건강의학과 교수

    [권준수의 열린의학] 폭력은 뇌를 손상시킨다/서울대병원 정신건강의학과 교수

    학교폭력의 끝이 보이지 않게 확대되고 있다. 넷플릭스 드라마 ‘더 글로리’는 세계적 인기를 끌고 있고, 최근 국가수사본부장은 아들이 고등학교 때 학폭 가해자로 밝혀져 낙마했다. 잘나가던 서바이벌 게임 ‘피지컬: 100’은 출연자의 학폭 논란에 휩싸였고, 아이돌부터 배우까지 학폭 논란에 일부는 활동을 중단한다. 모 방송국의 인기 프로그램인 트로트 경연대회 유력 후보는 학폭 논란으로 중도 하차했다. 학폭의 정도는 상당히 다양하다. 신체적 폭력은 물론 정신적 폭력도 뇌에 상처를 남긴다. 언어폭력, 괴롭힘 등의 정신적 폭력은 뇌를 손상시킨다. 고위중추 기능과 충동조절 기능을 담당하는 전전두엽 부위의 용적을 감소시키고, 감정중추인 편도체를 손상시킨다. 뇌의 공감 뉴런을 파괴시켜 사회정서적 기능을 빼앗아 가기까지 한다. 신체적 폭력으로 인한 상처는 눈에 보이지만, 정신적 폭력의 결과는 잘 보이지 않는다. 의료적 치료와 사회적 관심을 받지 못하는 경우가 많고, 피해자의 상처 크기에 비해 가볍게 생각되는 경우가 흔하다. 피해자들에게 ‘나약하다’, ‘마음이 병들었다’ 또는 ‘지나치게 예민하다’면서 2차 가해가 발생하는 경우도 많다. 미국 소설가인 제니퍼 프레이저는 자신의 경험을 바탕으로 저술한 ‘괴롭힘은 어떻게 뇌를 망가뜨리는가’(심심)를 통해 정신적 폭력이 남기는 상처에 대해 적나라하게 기술하고 있다. 어떻게 하면 폭력을 멈출 수 있을까? 가해자를 향한 강력한 처벌이 한 방법이다. 학폭 사건에 국민들이 특히 분노하는 것은 다른 사람 인생에 큰 상처를 줬으면서도 처벌이나 불이익을 받지 않는다는 점에 있다. 아무리 미성년자라도, 아무리 힘 있는 누군가의 자식이라도 본인 행동에 따른 처벌을 받을 수 있다는 것을 알아야 폭력을 시작하지 않을 것이다. 가해자들 중에는 어린 시절 폭력을 당한 사람들이 많다는 연구 결과로 볼 때 단 한 번의 폭력이더라도 가해자를 향한 강력한 처벌, 그리고 피해자를 위한 충분한 후속 조치가 필요하다. 아직도 폭력은 학교뿐만 아니라 예술, 스포츠, 종교계에서 각종 명목하에 일상적으로 이뤄지고 있다. 사회 각계각층에서 폭력과 그 처벌에 대해 경각심을 가져야 하는 이유다. 뇌는 외부 자극에 쉽게 상처받고 손상된다. 하지만 회복력 역시 놀라울 정도로 빠르다. 뇌는 ‘신경가소성’이란 특성이 있는데, 뇌가 말랑말랑한 찰흙이나 솜사탕 같아서 변화가 가능하다는 뜻이다. 이런 현상은 UC샌프란시스코대 교수이자 신경가소성 연구의 대가인 메르체니치 교수의 40년에 걸친 연구를 통해 밝혀지고 있다. 뇌를 훈련할 경우 손상을 입었어도 다시 회복함을 물론 건강과 강도를 키울 수 있다고 한다. 즉 정신적 폭력으로 손상됐더라도 운동, 공감, 마음챙김 등의 반복 훈련을 통해 뇌는 건강하게 복구될 수 있다. 아무리 폭력으로 상처받고 손상받았더라도 우리는 다시 강해지고 회복되고 정상으로 되돌아갈 힘이 있다. 이는 학폭으로 상처받은 많은 사람들에게 사회가 관심과 지지를 보여야 할 이유이자 피해자들이 원래대로 돌아갈 수 있다는 희망을 가지는 이유이기도 하다.
  • “잠도 안자고 7700시간 게임…아들 망쳤다” 게임사 고소

    “잠도 안자고 7700시간 게임…아들 망쳤다” 게임사 고소

    법원, 학부모 3명이 에픽게임즈·자회사 상대로 제기한 소송 승인 자녀가 온라인 게임에 중독됐다며 게임사를 상대로 집단 소송에 나섰다. 이들은 게임사가 의도적으로 매우 중독적인 게임을 개발했다고 주장했다. 11일(한국시간) 영국 BBC방송에 따르면 캐나다 법원은 게임에 빠진 미성년자 자녀를 둔 부모 3명이 게임 ‘포트나이트’를 개발한 에픽게임즈와 자회사를 상대로 제기한 집단 소송을 승인했다. 에픽게임즈가 2017년에 출시한 포트나이트는 온라인상에서 100명의 유저가 최후의 1인이 되기 위해 겨루는 배틀 로얄 방식의 슈팅 게임이다. 이용자 수는 3억 5000만명으로 알려져 있다.  원고들은 자녀들이 ‘포트나이트’에 빠져 잠을 자지도, 먹지도, 씻지도 않는다고 주장했다. 심지어 한 아이는 2년이 채 되지 않는 기간에 7700시간 이상을 게임을 하는 데 썼다는 주장도 나왔다.“의도적으로 중독적인 게임 개발, 7700시간 게임만 하기도” 학부모들은 에픽게임즈가 의도적으로 중독적인 게임을 개발했다고 지적했다. 이들은 세계보건기구(WHO)가 지난 2018년에 게임중독을 ‘국제질병분류’에 포함한 점을 들면서 심각성을 강조하기도 했다. 에픽게임즈 측은 비디오 게임 중독이 정신질환으로 인정되지 않았다고 주장했다. 실뱅 뤼시에 퀘벡주 고등법원 판사는 비디오게임 중독에 대한 현재의 인식 수준을 담배 중독에 대한 초창기 인식 수준에 빗대면서 “흡연의 악영향도 하루아침에 인식되거나 인정되지 않았다”고 밝혔다. 우리 뇌에서는 자신의 충동과 욕구를 상황에 맞게 적절히 조절하는 영역이 있다. 이 영역을 ‘안와전전두엽’이라고 하는데, 만약 이 안와전전두엽의 기능이 저하된 경우에는 충동과 욕구를 조절하지 못하기 때문에 게임중독에 빠질 가능성이 아주 높다. 그리고 대부분 이러한 문제는 뇌기능의 선천적인 문제와 심리적 요인, 환경적인 요소 등이 결합돼 발생한다. 게임을 지나치게 오래 할 경우 노출되는 전자파는 뇌건강에 악영향을 줘, 틱, ADHD, 우울증, 강박증 등의 성향이 있는 환자들의 증상을 악화시킨다.‘게임 중독’ 치료법은 없을까? 게임 중독 치료에 있어서 가장 일차적인 방법은 스마트폰 및 컴퓨터 사용을 제한하는 것이다. 하지만 이런 방법은 대체로 보호자와의 심한 갈등을 초래할 수 있으므로 단계적으로 절제를 할 수 있는 과정이 필요하다. 스마트폰과 PC는 하루에 정해진 시간만 하게 하며 이를 지킬 시에는 적절한 보상을 해준다. 그리고 신체적인 활동과 현실에서의 대인관계를 늘리는 것도 중요하다. 더불어 부모자녀 간에 서로를 존중하며 대화를 많이 나누고, 부모도 컴퓨터를 배우고 자녀들의 컴퓨터 활동에 참여하는 방법도 있을 수 있다.
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