당신의 뇌를 믿지 마라-일상을 뒤흔드는 건망증의 위험과 기억력의 비밀

 

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당신의 뇌를 믿지 마라

저자

캐서린 제이콥슨 라민 지음

출판사

흐름출판 | 2008-09-01 출간

카테고리

과학

책소개

중년의 기자가 직접 몸으로 부딪혀 얻은 놀라운 뇌의 비밀 방치하...

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- 전두엽은 정보 및 아이디어의 조직화와 서열화, 의사결정과 계획, 시간관리, 기타 복잡한 과업을 수행하는 데 안내자 역할을 하는 사령부에 해당. 전두엽 덕에 우리는 작동기억을 가짐. 작동기억은 정보가 장기기억으로 이전되기까지 짧은 시간 동안 정보를 저장하고 활용할 수 있는 능력임. 인간이 다른 종에 비해 대단한 작동기억력을 타고 난 것은 아님. 그 부분에서라면 침팬지가 더 나음. 과학자들은 초기 호모사피엔스가 상당량의 작동기억과 언어발달을 맞바꾸었을 것이라고 추측함. 무슨 말을 하려 했는지 기억할 수 있는 한 인간에게 그것은 가치 있는 거래였을 것임. 작동기억이 손상을 입으면 논쟁의 가닥을 잡는다든가, 주장을 펼친다든가, 세문장 전에 읽은 내용을 기억해 내는 게 힘들어짐. 생각이 자유롭게 흐르는 대신 지리멸렬해짐. 예일대 신경과학자 파트리샤 골드만 래킥이 관찰했듯이 작동기억은 하나의 생각을 처음부터 끝까지 연결시켜주는 정신적 접착제임.
- 사와구치 토시유키 신경생물학 교수에 따르면, 그가 연구한 엄지족 40명 중 10%는 새로운 일을 기억하거나 옛 정보를 끄집어내 중요한 정보와 중요하지 않은 정보를 구별해 내는 능력을 상실. 전자 다이어리와 단축키, 맞춤법 교정기, GPS로 인해 뇌의 사용빈도가 낮아지고 결국 학습 및 기억력과 관련된 뇌 부위가 어설프고 허약해짐
- 안면인식장애는 신경학적인 토대가 있음. 대뇌피질의 주름에 생긴 기형 혹은 손상이 얼굴인식장애를 불러오는 것으로 알려져 있음. 이 주름은 얼굴인식과 기억력을 주관하는 신경체계의 균형을 잡아줌. 눈, 코, 입의 비율과 거리, 머리색같은 얼굴의 이미지가 뇌의 한 부분에 자리를 잡는다면, 눈과 입에 떠오른 표정 같은 정보는 뇌의 다른 부분에서 해독됨. 평범한 사람들은 두 종류의 정보를 통합해 수천명을 그 자리에서 인식해냄. 반면에 안면인식장애를 가진 사람들의 경우는 이 기능에 문제가 생김. 잦은 인식장애는 뇌 손상이나 신경체계에 다른 문제가 있을 수도 있음을 암시함.
- 과로가 몇주, 몇달 혹은 몇년 동안 지속되면 해마가 손상됨. 스트레스 반응은 몸이 균형을 유지하는 노력, 즉 적당한 수준의 산소와 포도당, 산도, 체온을 유지하는 노력을 반영함. 이 과정은 뇌 중앙에 깊숙이 파묻힌 아몬드 모양의 작은 구조물인 편도에서 시작됨. 편도는 미엘린으로 싸인 긴 축색돌기 섬유를 통해 해마를 포함한 뇌의 다른 영역과 연결됨. 편도가 긴장하라는 메시지를 받으면 시상하부와 뇌하수체, 부신으로 연결되는 HPA축은 활성화됨. 호르몬의 일제 사격이 시작되고 아드레날린이 한바탕 폭발함. 분비된 아드레날린은 경계심을 높이고 기억력을 예민하게 벼림. 얼마 뒤 부신은 두번째 호르몬으로 당질코르티코이드를 분비함. 당질코르티코이드 중 인간에게 중요한 것은 콜레스테롤로 구성된 스테로이드 호르몬인 코르티솔임. 다가올 체력소모, 즉 투쟁 도주반응에 연료를 공급하기 위해 코르티솔은 글리코겐으로 체내에 축적되 있던 탄수화물을 포도당으로 전환시킨 뒤 순환계통을 거쳐 가능한 한 많은 포도당과 산소를 심장과 근육으로 내보냄. 스트레스 반응이 시작된 30분 정도 후에 HPA축은 포위된 해마로부터 모든 게 만족스럽다는 신호를 받도록 되어 있음. 이제 일을 멈출 시간이 됐다는 뜻임. 만약 해마가 손상되 작업종료 메시지를 보내지 못하면 출발신호를 기다리는 비상사태는 계속되고 그때부터 진짜 문제가 시작됨. 코르티솔은 포도당이 제 임무를 수행하도록 허락하지 않음. 인슐린이 세포에 들어가는 것도 막음. 따라서 코르티솔 수치가 높은 사람들은 인슐린 저항 혹은 포도당 과민증으로 불리는 초기 당뇨병 증상을 보임. 단지 며칠동안 코르티솔 수치가 높아지는 것만으로도 해마의 뉴런이 손상될 수 있음.
- 흥미롭게도 필수지방산은 코르티솔때문에 신경조직형성이 줄어드는 현상을 막아줌. 과학자들은 대만이나 일본처럼 붉은살 생선을 많이 먹는 나라가 미국이나 독일처럼 생선을 거의 먹지 않는 나라에 비해 우울증 환자가 60배나 적다는 사실을 알아냈음. 생각해보면 해마손상이 우울증 증상을 유발할 수 있다는 사실도 놀랍지는 않음. 해마 기능이 손상되면 여러가지 일을 중요도에 따라 재구성하는 게 불가능해짐. 실존적 안개 속에 빠져들기 얼마나 쉬워지겠는가. 해마는 당신이 누구인지 그리고 당신이 왜 당신인지를 말해줌. 해마의 기능축소는 자아인식을 지워버릴 수 있음.
- 뇌에서 에스트로겐의 역할은 이제야 주목받기 시작. 뇌 영상 촬영이 과학자들에게 대뇌 신진대사를 이해하도록 새 장을 열어주었음. 적절한 호르몬 수치는 뉴런이 신경전달물질인 아세틸콜린을 적절하게 활용하는 데 필수적이며 해마와 전두엽이 최적으로 기능하는 데도 결정적인 역할은 함. 에스트로겐은 또 신경조직형성을 가속화시키고 뉴런이 새 시냅스와 수상돌기 연접을 만들어내는 걸 도우며 중년기에 코르티솔 과다로 인한 뇌 손상을 줄여줌. 아밀로이드베타와 대적하는 데도 놀라운 능력을 보여줌. (아밀로이드베타는 알츠하이머병에 동반되는 신경세포 파괴 플라크를 생성시키는 단백질임.) 에스트로겐은 또 포도당 신진대사를 촉진하고 뇌의 혈류를 활성화시켜 산화의 파괴적인 효과에 대항애 뇌를 보호하는 역할을 함. 최근의 발견은 에스트로겐이 회백질의 축소를 늦춘다고 주장함. 회백질은 뇌에서 회색에 해당하는 부분으로 대부분 신경세포로 구성되 있으며 정보처리에 결정적인 역할을 함.
- 생명공학 회사들은 노화로 인한 인지장애를 개선할 획기적 의약품을 개발하기 위해 열광적으로 뛰고 있음. 생명공학 회사들은 기억형성과 관련된 모든 유전자의 단백질 생성물과 상호작용해 기억을 조절하는 약물을 발견하는 것임. 대다수 약은 두가지 종류 중 하나임. 기억축적을 촉진시키는 신경전달물질 수치를 끌어올리거나 혹은 기억생성과정을 방해하는 유전물질을 차단하는 것임. 현재 개발중인 의약품 대부분은 신경세포가 작동기억 내 정보를 장기기억으로 이동시킬 수 있도록 유전자를 미세조정하거나 생화학적 반응과정을 조절함으로써 뉴런 사이의 시냅스 연결구조 미치 힘에 변화를 가져오는 방식으로 작용함. 신경세포 사이에 영구적 연결고리를 새겨 넣는 이런 과정은 기억을 공고히 하는 데 결정적 역할을 함.
- 안전하고 효과적인 기억력 향상법은 사람들을 더욱 쥐어 짜도록 내몰것임. 약을 먹거나 아니면 직장이나 학교에서 경쟁에 밀려날 위험을 감수하거나, 둘 중 하나를 선택해야 할 때가 올지도 모름.
- 최근 연구결과를 보면 중년에 수면시간이 줄어드는 것은 잠을 방해하는 스트레스 호르몬에 민감해 지기 때문. 아드레날린이 분비되고 코르티솔 수치가 조금 상승하더라도 대학생 때라면 수면에 영향을 받지 않음. 중년이 되면 사정이 달라짐. 코르티솔 수치가 조금만 높아도 밤새 말똥말똥 해질 수 있음. 신진대사의 균형을 맞춰주는 다른 호르몬의 분비가 줄어들면서 코르티솔이 체내에서 우위를 점하기 때문. 나이가 들면 잠을 덜 자도 된다고들 함. 그러나 그것은 사실이 아님. 매일 8시간 정도 잠을 자지 않으면 두뇌는 난관에 부딪힘. 수면부족은 주의력과 공간학습, 정보처리 속도 및 정확도, 작동기억, 반응시간 등에 두루 영향을 미침. 잠이 부족하면 인지능력의 모든 영역이 제대로 작동을 못함.
- 인체는 하루 이틀간의 수면부족을 긴급화재와 같은 비상사태로 규정함. 그래서 HPA축으로 가는 직통선을 열고 스트레스 반응을 시작. 혈당통제에 빨간불이 들어오고, 심장과 근육으로는 포도당이 몰려드는 반면 뇌는 무시됨. 긴장한 해마 내 뉴런이 생존모드에 돌입하면서 BDNF(뇌추출향신경성인자)생산이 중단됨. 결과적으로 뉴런생성은 급격히 감소. 잠이 부족한 몸은 인슐인에 둔감해지고 고혈압과 비만, 당뇨, 기억장애 등의 위험은 현저하게 높아짐.
- 렘수면의 숙면단계에 도달하기 위해서는 논렘이라는 4단계를 거쳐야 함. 수면구조가 정상이라면 논렘에서 렘으로 이어지는 주기를 하룻밤에 4~6회 반복. 1회주기에 대략 90~120분이 소요됨. 중간에 잠이 깨면 수면주기는 처음부터 다시 시작함. 1회 100분씩 5회주기를 반복한다고 했을 때 500분에 해당하며 60분으로 나누면 대략 8시간이 나옴. 세번째와 네번째 논렘단계는 서파수면이라고 불림. 서파수면을 하는 동안 뇌는 낮에 유입된 뒤죽박죽 정보로부터 의미를 끌어내고 정리함. 해마는 서파수면을 통해 온갖 사건에 대한 기억을 정립하게 되고 맥락속에서 파악함. 서파수면은 또 절차와 관련된 기억을 공고하게 하는데 결정적임. 어떻게 뇌 속 데이터베이스에 로그인해 들어가고 접속후에는 무엇을 해야 정보출력이 가능한지 말임. 낮에 일어났던 모든 사건을 훑어보고 흥미로운 조합을 찾아낼 수 있기 때문에 서파수면은 창의력을 북돋아주는 역할도 함. 그러므로 청년기 수면의 20%를 차지하던 서파수면이 중년에 이르러 3%를 조금 넘기는 수준으로 감소한다는 건 분명 나쁜 소식임. 45세무렵까지 대다수 남자들은 서파수면 능력을 완벽하게 상실함.
- 렘수면은 코르티솔 수치가 가장 낮을 때 일어남. 따라서 잠에서 깨는 오전시간에 코르티솔 수치가 최고조로 올라감. 만약 코르티솔이 밤새 높았다면 지난 밤 레수면을 충분히 취하지 못했을 가능성이 높음. 렘수면을 적절히 취하지 못하면 다음날 아침 몸이 찌뿌드함. 두뇌 역시 어제 잠자리에 들 때보다 별반 영리해지지 않았을 것임. 렘은 청소요원임. 서파수면이 한차례 지나간 뒤에 남아 있는 쓰레기를 렘은 말끔히 치워줌. 렘수면 중에는 뇌는 막 가공된 물건을 점검해 무엇을 남기고 무엇을 버릴 지 결정함. 서파수면이 없거나 빈약하면 청소부들은 열심히 준비한 연설문을 낑낑대며 쓰레기통에 버리는 끔찍한 실수를 저지를 수 있음. 렘수면은 또 패턴인식을 촉진함. 렘수면을 제대로 취하지 못하면 멘탈매핑능력은 엉망이 되고 결국 길을 잃게 됨. 비유적으로 일처리에 혼선이 생긴다는 뜻만이 아님. 말 그대로 길을 잃게 됨. 의사결정 능력 역시 렘수면 덕을 봄. 낮 동안 흡수해놓고 처리하지 못한 정보를 모든게 조용해진 밤에 뇌가 통합할 기회를 주기 때문.
- 건강한 해마에는 신경전달물질인 아세틸콜린 수용이가 점점이 박혀 있음. 학습과 기억에 결정적 역할은 하는 아세틸콜린을 받아들일 준비가 완벽하게 끝나있다는 의미. 하지만 마리화나는 해마를 혼란에 빠뜨려 아세틸콜린 대신 카나비노이드 분자를 흡수하도록 만듬. 아세틸콜린이 충분하지 않으면 정보는 전두엽에서 해마 순회로까지 도달하지 못한 채 급정거를 하게 됨.
- 엑스터시는 세로토닌 분비를 급격하게 늘려 병적 황홀감을 맛보게 해줌. 효과는 6~24시간 지속됨. 엑스터시를 자주 사용하게 되면 신경세포는 죽고 중앙 신경계는 돌이키기 어려운 손상을 입게 됨. 또 혈액 뇌관문을 강제로 열어 대형 분자가 뇌 안으로 유입되도록 만듬. 해마와 전두엽은 약물의 신경독 효과에 취약해서 뇌의 집행능력이 장애를 겪음.
- 멀미약은 일시적 기억상실을 일으키는 것으로 악명 높음. 멀미약 뿐만 아니라 대부분의 약은 아세틸콜린의 방출을 막음으로써 작용함. 그로 인해 해마의 활동이 통제됨. 아세틸콜린 생성이나 흡수를 막아 콜린억제제로 불리는 약은 이미 시장에 많이 나와 있음. 약을 먹으면 입이 바짝 마르고 시야가 흐려지고 졸리게 됨. 또 학습과 기억저장, 주의력, 정보처리 속도에 장애가 생김.
- 수술이나 치과치료를 위해 마취를 할 때 사용하는 약물에도 강력한 콜린억제력이 있음. 사실 그것이 핵심임. 진통제만 주더라도 고통은 느끼지 못함. 하지만 기억을 없애지 않으면 외과의가 배를 가르거나 치아를 반으로 자를 때 어떤 모양이었고, 냄새는 어땠는지, 어떤 소리가 났는지를 환자는 영원히 충격적으로 기억할 것임. 마취약물은 환자가 나이 먹을수록 기억을 지우는 힘이 점점 더 강해짐. 장시간 무의식 상태였다면 더욱 그러함. 이들 약물은 때로 진행성 기억상실증과 역행성 건망증을 동시에 유발함.
- 위산을 억제하는 몇몇 약도 콜린억제제 역할을 함. 위궤양 치로제인 펩시드나 잔탁을 너무 많이 복용하게 되면 입속으로 털어넣은 약이 무엇인지조차 기억못할 것임.
- 고혈압 약은 모두 건망증을 유발할 수 있음. 이들 약물은 임상조사에서 기억상실과 언어기억장애 등 인지능력 장애를 일으킨다는 사실이 보고되었음.
- 갑상선은 모든 기관과 세포를 움직이는 가속페달임. 갑상선 호르몬은 두뇌세포를 포함해 말 그대로 체내 모든 세포를 규제함. 가장 중요한 기능은 세포단위에서 신진대사를 조절하는 것임. 이를 통해 세포가 얼마나 빨리 산소를 쓰고 에너지를 소비할지를 결정함. 갑상선기능이 저하하면 뇌 기능을 포함해 체내 많은 기능이 느려짐. 갑상선 수치는 탄수화물과 단백질을 얼마나 쓸지, 지방을 얼마나 축적할지에 영향을 미치기 때문. 또 비타민 활용과 미토콘드리아 기능, 소화, 근육 및 신경활동, 혈액순환, 산소하용, 호르몬 분비, 생식능력 등도 결정됨
- 과학자들은 기억을 저장하고 해독하기 위해 두뇌가 해마에 있는 갑상선자극호르몬(TSH)을 사용한다고 추측함. TSH가 충분하지 않거나 몸이 이를 제대로 소화시키지 못한다면 인지능력에 문제가 발생함. 갑상선기능저하가 신진대사를 느리게 하면 해마와 전두엽에 가는 혈액의 양이 줄어들 수 있음. 이런 방식으로 갑상선 호르몬은 시냄스 신호전달의 속도와 함께 두뇌세포 성장의 속도에도 영향을 줌. 갑상선자극호로몬이 갑상선에서 제대로 생성되지 않거나 혈액세포가 이를 충분히 사용하지 않으면 갑상선기능저하증이 생김.
- 인지능력을 결정하는 데는 우선 유전적 요인이 일정부분 작용함. 하지만 노년기 두뇌 건강에 가장 결정적 요인은 일생동안 머리를 이용해 어떤 사고를 해왔는가임. 8,90세가 될 때까지 흐트러지지 않는 지적기능을 유지할 수 있는 방법은 계속 일을 하는 것임. 새로운 영역에서 어려운 업무를 맡아야 함. 다른 언어를 배우거나 수학이나 공학, 미술 같은 분야를 공부해야 함.