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노컷뉴스|입력 2011.12.06 18:21

[CBS 이희진 기자]

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신경세포를 통한 신호 전달은 도파민 등 신경전달물질 이동을 통해 이뤄진다.

한 신경세포의 축삭돌기가 분비한 신경전달물질을 다른 신경세포의 수상돌기가 받아들이면서 신경세포 간 신호 전달이 이뤄지는 것이다.

두 신경세포가 신경전달물질을 주고받는 장소가 바로 '시냅스(synapse)'다. 20나노미터(1나노미터는 10억분의 1미터) 간격의 시냅스를 통해 수많은 신경세포가 네트워크를 이뤄 각종 신호를 전달한다.

뇌 속 신경세포들 역시 이 같은 방식으로 신호를 주고받음으로써 감정, 학습, 기억, 행동, 판단 등 중요한 기능을 수행한다.

신경세포 간 연결성은 뇌가 정상적으로 기능하는데 결정적인 요소다. 이 때문에 지난 한 세기 동안 수많은 신경과학자가 뇌 속 신경세포 간의 연결성을 규명하기 위해 많은 노력을 해왔다.

신경세포 간 연결성은 시냅스를 찾아내고, 각 시냅스에서 만나는 축삭돌기와 수상돌기의 근원을 따짐으로써 규명된다.

간격이 20나노미터에 불과한 시냅스 탐색은 해상도가 낮은 광학현미경으로는 어림없는 일이다. 이에 따라 고해상도의 전자현미경이 이용되지만, 전자현미경으로 시냅스를 관찰하는 데는 엄청난 시간과 노력이 소요된다.

2002년 노벨생리의학상 수상자인 시드니 브레너 박사가 전자현미경을 사용해 신경세포가 300여 개에 불과한 예쁜꼬마선충의 신경세포 연결망을 지도화하는데 무려 20년이 걸렸다.

시냅스를 쉽고 빠르게 찾아내는 방법은 모든 뇌 연구자의 열망이었다. 그런데 전 세계 뇌 과학계 숙원이 국내 연구진 덕분에 이뤄지게 됐다.

KIST(한국과학기술연구원) 기능커넥토믹스WCI(World Class Institute)센터 김진현(40) 박사가 그 주인공이다.

김진현 박사팀은 녹색형광단백질(GFP)을 이용해 광학현미경으로도 시냅스를 관찰할 수 있는 mGRASP(mammalian GFP Reconstitution Across Synaptic Partners) 기술을 개발한 것이다.

GFP는 말 그대로 녹색 형광을 내는 단백질로, 해파리에서 처음 이 물질을 추출한 시모무라 오사무는 2008년 노벨화학상을 받았다.

눈으로 확인하기 어려운 생명현상에 녹색 표지를 붙여 관찰을 용이하게 해 주는 GFP는 의학과 생명공학 발전에 크게 이바지하고 있다.

김진현 박사팀은 두 개(sp11, sp1-10)로 나뉘는 GFP 조각들이 따로 떨어져 있을 때는 형광을 내지 못하지만, 두 조각이 아주 가깝게 근접하면 형광을 내는 원리를 이용했다.

유전공학 기법 등을 이용해 신경세포의 축삭돌기에는 sp11을 붙이고, 수상돌기에는 sp1-10을 붙였다. 서로 다른 GFP 조각을 달고 있는 축삭돌기와 수상돌기가 시냅스에서 서로 만날 때만 녹색 형광이 나오도록 한 것이다.

신경세포를 광학현미경으로 관찰할 때 녹색 형광이 나오는 위치는 틀림없는 시냅스인 것이다.

mGRASP 기술은 이전보다 훨씬 빠르고 정확하게 시냅스를 찾아냄으로써, 이전 기술로는 거의 불가능했던 복잡한 뇌의 신경 네트워크 이해를 가능하게 할 것으로 기대된다.

김 박사팀은 mGRASP 기술을 이용해 생쥐 뇌 가운데 기억과 학습에 중요한 해마의 한 신경세포 시냅스 분포를 3차원 디지털 지도화하는 데 성공했다.

이전 기술로는 실현이 거의 불가능했던, 인간과 같은 포유동물의 복잡한 뇌 신경망을 지도화할 수 있는 길이 넓게 활짝 열린 것이다.

김진현 박사는 6일 "mGRASP 기술은 브레너 박사가 전자현미경으로 20년에 걸쳐 이뤄낸 일을 단 일주일 정도에 완료할 수 있다"고 설명했다.

뇌 신경망 지도가 완성되면 자폐증과 같이 신경망 이상 탓에 나타나는 질환의 원인을 규명하고 치료 방법을 연구하는 데도 크게 이바지할 것으로 기대된다.

거꾸로, 정상 뇌 신경망 지도에는 없는 시냅스가 신경 질환 뇌 신경망 지도에는 나타날 수도 있다.

김 박사팀의 이번 연구 결과는 '앞으로 가장 많이 인용될 논문 중 하나'라는 호평을 받으며, 생명공학 분야 권위 학술지인 '네이처 메소드(Nature Methods)' 지난 4일 자 온라인판에 게재됐다.

heejjy@cbs.co.kr

(대한민국 중심언론 CBS 뉴스FM98.1 / 음악FM93.9 / TV CH 412)

| 기사입력 2011-12-05 09:41

욕하기, 껌씹기, 손장난 등 보기에 좋지 않은 습관이 건강에 도움이 된다는 연구결과가 흥미롭다. 나쁜 줄만 알았던 습관이 건강에 주는 이점에 대해 알아보았다. 지난 7월 7일 미국 방송 MSNBC는 사회적 통념으로 ‘좋지 않은 행동’이지만 몸에는 좋은 욕하기, 껌씹기 등 몇 가지 습관을 소개했다. 2009년 영국의 신문 <데일리 메일>은 시끄러운 음악 듣기, 가사일 안 하기 등의 행동이 건강에 도움이 된다고 보도했다.

인제대 백병원 가정의학과 김경우 교수는 “좋지 않은 행동이 건강에 좋은 면이 있다고 해서 무조건 따라하면 안 된다. 일부 소규모 연구결과를 모두에게 적용시켜 확대 해석하는 것은 좋지 않다. 연구 방법이 타당한지 살펴보고 반대되는 연구 결과도 참고한다 ”라고 말했다. ND케어클리닉 박민수 원장은 “보기에 좋지 않은 습관이 건강에 일부 도움을 주지만 예민한 현대인이 규정을 벗어난 행동을 함으로써 스트레스를 해소하는 정신적인 면이 더 크다”고 말했다. 전문의의 조언을 가슴에 새기고, 좋지 않은 행동이지만 건강에 도움이 되는 습관은 어떤 것들이고 어떻게 도움이 되는지 알아보자.

Bad Habit 1 손장난

Benefit 집중력 향상, 비만 예방에 도움

손장난은 뭔가 기억하거나 아이디어를 내야 할 때 도움을 준다. 주의력결핍-과잉행동장애(ADHD) 코치이자 책 《집중을 위한 손장난》의 저자인 사라 라이트는 “인간은 문제를 해결하기 위해 끊임없이 몸을 움직이도록 설계돼 있다”고 말한다. 뭔가 써야 할 때 연필을 돌리거나, 다리를 떠는 것도 마찬가지다. 손장난은 비만예방과도 관련이 있다. 미국의 메이요 클리닉은 연구를 통해 손장난, 하품, 스트레칭을 하면 하루 350kcal가 소모되고 1년에 3~10kg의 체중 감량 효과가 있다고 발표했다. 연구를 주도한 내분비학자 제임스 레빈은 “가만히 있는 비만환자와 손장난을 하는 비만환자의 운동량에는 엄청난 차이가 있다”고 말했다.

Bad Habit 2 게으름 피우기

Benefit 수명연장

일반적으로 ‘일찍 자고 일찍 일어나는 것’을 건강한 생활로 여기지만 반대로 게으름을 피우는 것이 장수 비결이라고 보는 전문가도 있다. 책 《게으름의 기쁨》의 저자이자 공중보건 전문가인 피터 악스트는 “하루간 자유시간 중 절반을 쉬는 시간으로 활용하라”며 “쉬는 시간에 스쿼시를 하는 것보다 낮잠 자는 것이 수명연장에 도움이 된다”고 말했다. 그는 세렝게티에서 사는 사자의 수명이 8년인 데 비해 동물원 사자의 수명은 20년, 야생에서 사는 북극곰의 수명은 20년, 동물원의 북극곰은 40년, 사람 역시 목사.수녀.수도승이 일반인보다 더 오래 산다는 점을 예로 들었다.

Bad Habit 3 욕하기

Benefit 고통을 참는 데 도움을 준다

들고 있던 물건을 발등 위에 떨어뜨리거나 어딘가에부딪혔을 때자신도 모르게 욕을 하게 된다. 욕을 하면 고통을 참는 데 도움이 된다. 영국 킬대학 연구팀은 ‘욕설을 마음껏 내뱉는 것이 고통을 참는 데 상당한 도움을 준다’는 연구결과를 발표했다. 연구팀은 실험에 참가한 71명의 손을 차가운 물에 담근 뒤 얼마나 오랫동안 견딜 수 있는지 관찰했다. 실험자의 반에게는 고통을 참을 때 욕 대신 ‘식탁’과 같은 악의 없는 말을 하게 하고 나머지 반은 욕을 하게 했다. 그 결과 욕을 하도록 허용한 그룹이 욕을 못하게 한 그룹에 비해 평균 45초 이상 얼음물의 고통을 더 오래 견뎠다. ‘욕을 하면 고통을 참는 데 도움을 주는 엔도르핀이 더 많이 분비되기 때문’이라는 게 연구팀의 설명이다. 김경우 교수는 “일반적으로 욕을 하는 것은 건강에 도움이 되지 않는다. 감정을 긍정적으로 표출하거나 혼자만의 공간을 이용하거나 운동 등으로 환기시키는 것이 좋다”고 말했다.

Bad Habit 4 껌씹기

Benefit 무설탕 껌은 다이어트에 효과

껌을 ‘짝짝’ 씹으면 보기에는 좋지 않지만껌씹기는 침샘을 자극해 침을 많이 분비한다. 침은 부패를 유발하는 박테리아균을 죽이는 성질이 있다. 껌씹기는 입 안의 세균을 줄일 뿐만 아니라 숨쉴 때 상쾌한 기분을 느끼게 한다. 치아미백의 효과도 있다. 껌을 씹으면 공복감이 줄어들어 다이어트에 효과적이다. 실제로 한 시간 동안 껌을 씹으면 11Kcal가 소모된다. 일반 껌이 아니라 무설탕 껌을 씹을 때의 이야기다. 박민수 원장은 “집중력이 떨어졌거나 화가 날 때 껌 씹는 행위에 집중하면 스트레스가 해소된다. 그러나 껌을 오래 씹으면 치아의 마모와 함께 악관절을 유발할 수 있다”고 말했다.

Bad Habit 5 시끄러운 음악을 듣는다

Benefit 뇌를 자극해 기분을 좋게 한다

록 페스티벌에 가거나 큰 소리로 음악을 듣는 것은 뇌를 자극해 기분을 좋게 한다. 영국 매사추세츠대학의 연구에 따르면, ‘최소 90db 이상의 헤비메탈이나 하드록 같은 시끄러운 음악을 들으면 소낭이라는 내이구조가 자극되어 뇌가 편안해지고, 결과적으로 기분이 좋아지는 현상이 나타났다’고 밝혔다. 반면 김 교수는 “장시간 큰 소리에 노출되는 것은 소음성 난청을 가져올 수 있다. 특히 이어폰.헤드폰 등 귀에 직접적으로 노출되면 위험 가능성은 더 높아진다”고 말했다.

Bad Habit 6 체스, 빙고 등 가벼운 놀이를 한다

Benefit 우울증을 완화한다

65세 이상을 대상으로 한 미국 예일대 의대의 조사에 따르면 1주일에 한 번 정도 가벼운 놀이를 즐기는 사람은 놀이를 안 하는 사람보다 정신적으로 건강한 것으로 밝혀졌다. 연구를 진행한 예일대 의대의 신경정신과 라니 데자이 교수는 “체스, 빙고 같은 게임은 활동성과 사회성을 증가시키고 뇌를 자극한다. 또한 다른 일을 지속적으로 하도록 에너지를 주고 치매와 우울증을 사전에 막는 효과가 있다”고 말했다. 중독되지 않고 도박으로 활용하지만 않으면 우리나라 노인들이 즐기는 고스톱도 좋은 예가 될 수 있다.

Bad Habit 7 화내기

Benefit 혈압을 낮춘다

화를 분출하지 않고 참으면 고혈압 등 다른 질병을 유발하는 것으로 알려져 있다. 감정 표출은 스트레스와 불안을 없애고 안도감과 면역력을 증가시킨다. 미국 카네기멜론대학의 연구에 따르면 화를 내는 사람이 화를 참는 사람보다 혈압이 낮은 것으로 드러났다. 스트레스를 받으면 코티졸이라는 호르몬이 분비되는데, 코티졸은 스트레스를 조절해 생리적 기능이 정상으로 유지되도록 돕는다. 또한 코티졸은 우리 몸의 면역기능을 유지해 각종 감염에 효과적으로 대응한다.

Bad Habit 8 가사일 안 하기

Benefit 알레르기를 예방한다

건선, 아토피 피부 같은 다양한 알레르기가 증가하는 가운데 ‘환경이 깨끗할수록 천식이나 알레르기 발생률이 높아진다’는 이론이 주목받고 있다. 영국 프린스턴대학과 브루넬대학의 공동연구에 따르면 임신 시 가정용 세정제를 빈번하게 사용한 여성일수록 아기가 천식에 걸릴 가능성이 높은 것으로 드러났다. 이 연구는 1만3000여 명의 태아를 대상으로 진행되었으며 7세 이전 아이의 천식발병률이 41%로 나타났다. 화학약품이 공기를 통해 유입되는 것을 원인으로 꼽았다.

Bad Habit 9 비디오게임을 한다

Benefit 심장박동수 증가로 에너지가 소모된다

미국 마이애미대학의 조사결과에 따르면, 게임 중에는 심장박동 수가 증가하고 숨이 가빠지는 등 에너지 소모가 많아진다. 연구를 지도한 미국 아를렛 페리 박사는 “비디오게임은 운동을 직접 하는 것만 못하지만 누워서 TV를 보는 것보다는 운동효과가 있다”고 말했다. 김경우 교수는 “누워서 TV를 보는 것보다 오락을 하는 것이 나을지 모르겠으나 신체활동 저하로 인해 비만의 위험에 노출되고 게임 중독에 빠질 수 있다”고 우려를 표했다.

More Tip

스트레스가 풀리지 않는다면 이렇게 하세요!

현대인은 사회적 통념으로 지켜야 하는 규율에 집착하거나 강박감으로 인해 스트레스를 받고 심리적으로 예민해진다. 박민수 원장은 “몸에 밴 예민한 행동과 불안, 초조의 감정은 쉽게 교정하기 힘들다”고 말했다. 이때 지금까지 행동해 오던 몸에 밴 습관을 한시적으로 하지 않고 반대로 행동하면 예민함을 교정하는 데 도움이 된다. 예를 들어 약속시간 10분 전에 꼭 나가야 하는 습관이 있다면 한시적인 기간 동안 일부러 10분 정도 약속에 늦어 상대방에게 미안하다고 사과를 한다. 청소를 너무 깨끗이 하는 경우 일부러 청소를 안 하고 지낸다. 신었던 양말 하루 더 신기, 버스 일부러 놓치고 한 대 보내기 등의 행동을 통해 자신의 예민한 부분을 해소한다. 잠이 안 오는 경우 억지로 자려고 하지 말고 일부러 자지 않는 행동을 시도해 본다. 잠을 안 자려고 하면 불면증에 대한 불안이 줄어 오히려 잠이 오게 된다.

[취재 유미지 헬스조선 기자 yoomj@chosun.com]

시험 직전 껌 씹으면 대박난다

조선일보|양승식 기자|입력 2011.12.03 18:26|수정 2011.12.03 18:37|

시험을 잘 보려면, 시험 직전 껌을 씹어라?

황당하게 들리는 이 이야기가 실제로는 타당하다는 연구결과가 나왔다.

30일(현지시각) 미국 세인트로렌스 대학 심리학과 서지 오나이퍼 교수가 이끄는 연구진은 '식욕(Appetite)' 최근호를 통해 시험 직전 껌을 씹은 학생이 그렇지 않은 학생들보다 시험점수가 높은 현상을 발견했다고 밝혔다. 오나이퍼 교수는 "씹는 운동이 뇌를 활성화하기 때문인 것으로 추정된다"고 했다.

연구진은 참가자들을 세 집단으로 나눠 실험을 수행했다. 한 집단에는 시험 직전 5분 동안, 다른 집단에는 시험을 보는 내내 껌을 씹게 했고 나머지 집단은 껌을 씹지 않게 했다. 그리고 참가자들에게 분별·판단 능력을 검사하는 인지과제 시험을 내줬다.

그 결과 시험 직전 껌을 씹은 그룹의 성적이 나머지 두 집단보다 높다는 결과가 나왔다. 연구진은 껌을 씹는 신체활동이 두뇌 활성화에 도움을 주기 때문이라고 했다. 두뇌 활성화 효과는 시험 시작 후 약 20분 동안 지속됐다.

시험 도중 껌을 씹은 집단에서는 성적향상 현상이 보이지 않는데, 오나이퍼 교수는 "씹는 일과 인지과제 처리를 한꺼번에 해야 하기 때문에 두뇌의 능력이 분산됐기 때문"이라고 했다.

한편, 오나이퍼 교수는 얼마 전에도 "아침 일찍 시작되는 강의를 듣는 학생들은 학점을 더 좋게 받는 경향이 있었다"는 연구결과를 발표했다. 오전 수업 때문에 수면이 부족해지더라도 학점을 더 잘 받았다는 것이다.

| 기사입력 2011-12-03 16:12 

"폭력적 비디오 게임을 단 1주일 하는 것만으로도 뇌 활동에 영향을 미친다.”

씨넷은 2일(현지시간) 10년 이상 미디어의 폭력에 대한 연구를 해 온 인디애나 의대연구팀의 이같은 연구결과를 보도했다.

미 인디애나의대 연구팀은 2일 이같은 결과보고서를 시카고에서 열린 북미방사학회에 제출했다.

연구진은 18~29살의 젊은이 28명을 대상으로 한 폭력비디오게임과 뇌의 활동간의 관계를 조사했다.

이 작은 표본집단을 대상으로 한 조사결과는 폭력게임과 뇌의 인지 및 감정에 관련된 전두엽부분의 활동을 약화시킨다는 직접적인 상관관계를 최초로 밝혀낸 것이다.

왕 양 인디애나대학 방사이미지과학 조교수는 “우리는 사상최초로 무작위로 젊은 청년들이 집에서 1주일 간 폭력적  게임을 즐긴 후 특정 전두엽 부분이 덜 활성화되는 것을 발견했다“고 보도자료를 통해 밝혔다.
그는 “영향을 받은 두뇌 부분은 감정제어와 공격적 행동을 제어하는 부분이었다”고 덧붙였다.

연구원들은 28명의 18세에서 29세까지의 젊은 이들을 임의로 14명씩 2개의 그룹으로 나누어 한그룹은 낮은 수준의 폭력게임에 사전에 드러나도록 했다. 두 그룹은 기능핵자기공명장치(fMRI) 분석을 통해 1주일후, 그리고 2주일후 두뇌 사진을 찍었다.

첫 번째 그룹은 슈팅비디오게임을 1주일에 10시간 동안 하도록 했다. 그리고 나서 다음주에는 전혀 게임을 하지 않았다.

두 번째 컨트롤그룹은 2주일 동안 어떤 비디오게임도 하지 않았다. 이들의 두뇌가 찍히는 동안 이들은 감정적 인터페이스와 인식억제를 측정하는 작업을 동시에 수행했다.

그 결과 폭력 비디오게임에 노출된 그룹은 왼쪽 하부 전두엽이 감정적 작업을 할 때 덜 활동적이 됐고 전측대상피질이 숫자를 세는데 있어서 비교대상그룹보다 덜 활동적이었다는 사실이 드러났다.

두번째 주가 지나자 비디오게임을 전혀 하지 않자 이러한 상황은 게임을 하기 전 기본적인 뇌수준으로 돌아갔다.

분명히 이 연구는 좀더 연구를 할 필요가 있다. 게임의 양이 두뇌의 활동에 어떤 역할을 한 것인지, 두뇌가 정상으로 돌아오는데 얼마나 시간이 걸리는지 등에 대한 규명 등이 그것이다. 이러한 결과가 좀더 광범위한 집단에게도 마찬가지 결과를 낼 것인지 등도 궁금하기는 마찬가지다. 또 폭력적인 게임과 비폭력적인 게임을 즐긴 그룹의 두뇌변화를 비교하면 어떤 결과가 나올까 하는 부분도 궁금하다.