최근에 뇌과학이 발전하면서 치매를 비롯한 질병의 콘트롤센터로서 뿐만아니라 인간의 다양한 행태, 기이한 행태에 대한 과학적 이해에 많은 관심이 높아지고 있다.  인간의 뇌구조와 기능이 밝혀지는 정도에 따라서 사람의 감정, 의식, 지각, 감각, 행동, 환각, 환상, 환청, 꿈, 방언, 믿음, 신앙 등에 대한 종합적인 인간본성의 문제로 접근할 것이다. 인간이 과연 우주법칙의 산물인지 신의 창조물인지 우리는 지금 과학의 극점을 향하여 나아가는 도중에 있다.       

2016년 2월 20일 건국대 산학협동관 강당에서 250여명이 참가한 제8회 뇌과학 심포지엄에 서 소개된 조장희 박사(차세대융합기술연구원, 제3의 뇌-connectome), 한설희 박사(건국대 병원장, 치매예방 가능한가?), 정용 박사(KAIST바이오뇌공학과 교수, 인지기능항진,), 강봉균 박사(서울대 생명공학부 교수, 기억), 장진우 박사(연세대 의과대 교수, 뇌수술 기법의 발전), 박문호 박사(한국전자통신연구원, 뇌의 진화) 6분의 6시간에 걸친 강의에서 우리 모두에게 유익한 내용을 간추려 본다(상세한 내용은 강연자료 참조).

우리 국민들의 수명이 길어지면서 대사성질환 특히 치매, 당뇨, 신경성질환이 많아지고 있다. 그동안에는 암을 가장 두려워했지만 최근에는 치매를 더 걱정하게 되었다. 암환자는 사망에 이르는 시간이 비교적 짧기 때문에 본인과 가족의 고통스런 시간이 적지만 치매환자는 생존기간이 길어서 본인뿐만 아니라 가족들의 희생이 너무 크기 때문이다.

[뇌 연구의 현장]

뇌의 구조를 구체적으로 들여다 보기 시작한 것은 불과 30년밖에 안 된다. 뇌 연구는 구조, 기능, 연결을 종합적으로 이해하는 과정이다. 뇌는 우리가 잠자는 중에도 신호를 전달한다. 뇌를 연구하기 위해서는 의사뿐만아니라 기초과학자들의 참여가 절실하다. 의학은 기초연구를 용용하는 하등과학이기 때문에 기초연구가 부실하면 올바른 의술을 기대하기 어렵다. 우리나라의 뇌연구는 자연과학자들이 이끌어가고 있고 의사들의 참여는 적은 편이다. 치매라는 말은 이미지가 좋지 않아서 선진국에서는 이것 대신에 ‘인지증’이라고 부르고 있다. 인지증에는 90여 가지의 장애원인이 있는데 그중에서 알쯔하이머(혈관성 치매)가 가장 많다.

뇌에 저장되어 있는 정보를 다시 듣고 느낄 수 있다. 마치, 녹음테이프에 담겨있는 내용을 다시 듣는 것과 같은 것이 우리의 뇌구조이다. 이 쪽의 연구가 더욱 발전하여 뇌구조에 담겨있는 개인별 과거의 범죄 정보를 촬영해 낼 수 있게 된다면 공직자 선출시에 증빙자료로 활용할 수 있지 않을까!! 사람의 뇌는 약 1000억 개의 신경세포(뉴런)로 구성되어 있고 한 개의 신경세포에는 다시 수만개의 시냅스를 달고 있다. 따라서 뇌의 총 시냅스의 숫자는 1000조개에 이른다. 이들 시냅스의 상호신호전달 작용에 의하여 생각, 행동, 기억의 활동이 가능하다.

기억에는 사실, 사건, 운동기술습관, 고전적 조건화, 정서반응이 있다. 사실, 사건은 서술적 기억(의식)에 속하는 것으로서 간질병이나 사람의 인상기억이 여기에 속하며 해마(내측두엽)가 관장하고 있다. 운동기술습관, 고전적 조건화, 정서반응은 비서술적 기억(무의식, 장기기억)에 속하는 것이며 이것을 관장하는 곳은 기저핵, 소뇌, 편도로서 신피질에 저장된다. 나쁜 기억을 없애기 위한 재경화(reconsolidation)의 차단이 동물실험 결과에서 가능하게 되었다. 사람의 경우에도 이러한 연구가 시도되고 있다.

[국내질병과 치료실태]

최근에 국내 질병 발생실태를 보면 모든 질환이 감소하는데 치매는 70% 증가하였다. 이것은 수명연장에 따른 결과이기도 하다. 정상인의 경우, 나이가 60세 이상에서는 매년 1~2%가 치매로 전환된다. 경도인지장애의 경우는 매년 10~15%가 치매로 발전되어 간다. 추측하건대 85세 이상이 되면 50%는 치매환자로 될 것이다. 치매로 진단받으면 적어도 9~14년간 생존한다. 치매의 진단은 2개의 단백질(β-amyloid, tau) 함량으로 측정한다. 아밀로이드는 췌장베타세포에서 인슐린과 함께 생성분비되어 인슐린의 기능을 도와준다. 아밀로이드는 자기의 기능이 끝나면 소멸되어야 하는데 대사과정에 문제가 발생하여 소멸되지 않고 몸에 쌓이게 되면 문제가 발생한다. 췌장에 쌓이면 당뇨병을 일으키고 뇌에 쌓이면 치매의 원인이된다. 아밀로이드의 생성과 소멸에 대한 대사과정이 아직 분명하게 밝혀져 있지 않아서 약개발에 어려움이 있다. 최근에 Biogen회사가 개발한 아밀로이드 제거약물을 쥐에서 54주 간 투여한 결과, 뇌가 정상으로 되었다는 연구가 발표되었는데 앞으로 발전적 연구가 기대된다.

뇌의 수술은 의학과 공학의 융합산물이다. 간질은 측두엽에 원인이 있는데 한쪽에서만 원인이 있으면 수술하고 양쪽에 모두 있으면 수술을 하지 않고 전기자극으로 치료한다. 감마나이프 수술, 고집적 초음파 수술을 이용하여 수술하고 있고, 최근에는 줄기세포의 이용에 대한 연구도 진행하고 있다.

과학은 발전되어 가는 과정에 있다. 오늘의 연구 결과가 내일에 부정될 수 있는 것이다. 과학자들은 의심하는 본심을 가지고 있다. 이것이 발전의 동기로 작용한다.

[치매예방]

언어를 하나만 사용하는 사람보다 두 개 언어를 사용하는 편이 뇌 발달에 좋다. 함께 어울려 즐겁게 잘 먹고 운동하고 공부를 열심히 하면 치매지연에 좋다. 식품 중에서 당지수가 높은 것을 가능한 줄여서 인슐린과 아밀로이드의 분비를 감소시키는 것이 좋은 식습관이다.  동물실험에서 소식하면 장수한다는 것이 입증되었다.   

[뇌의 진화]

인간의 뇌는 신체에 뿌리를 내리고 있고 우리의 신체는 지구에 뿌리를 내리고 있다. 인간의 언어가 나온 것은 20만년에 불과하지만 뇌는 그 이전부터 있었기 때문에 뇌의 진화과정을 이해하는 것은 지구의 생물계를 이해하는데 매우 중요하다. 뇌의 구조와 기능에서 감각, 지각, 생각을 어떻게 이해하는가 매우 중요하다. 험프리는 지각, 감각이 별개로 진화되어 왔다고 한다. 의식이 중요하다는 것은 어떤 사물과 현상에 대한 의식의 중요함을 아는 것이다.