1662년 영국의 한 대학. 신경해부학자인 토머스 윌리스(Thomas Willis·1621~1675)는 인간의 뇌를 청중에게 보이면서 뇌의 복잡한 구조가 어떻게 기억을 형성하고 상상을 일궈내며 꿈을 꾸게 하는지 설명한다. 이는 뇌의 작용을 통해 인간의 정신현상을 파악하려는 첫 시도였다. 인간의 영혼이 심장에 있다고 믿었던 ‘심장중심주의’ 세계관에 맞서는 혁명적인 일이었다.

이러한 선구자적 노력이 있은 지 3세기 반이 지난 지금, 인간의 본질을 이해하고자 진행되는 ‘뇌’ 연구는 전세계적으로 국가의 사활을 건 경쟁이 되고 있는 것이 현실이다. 또 전문가가 아니더라도 누구나 어렵지 않게 일상에서 ‘뇌’라는 용어를 접하며 살고 있다.

인간의 마음이나 정신현상에는 ‘뇌의 활동’이 함께 동반되어 있다. 따라서 뇌의 활동과 정신현상은 동전의 앞뒷면과 같은 것이다.

정신건강(mental health)과 정신질환(mental disease)은 뇌를 통해 이해해야 한다. 그런데 아직까지 우리 사회는 정신건강이나 정신질환 문제에 대해서 신체적 건강 혹은 신체 질환 문제와는 달리 부정적 편견들을 가지고 있는 듯하다.

그렇다면 건강한 정신이란 무엇일까? 단순하게 말하면 뇌가 건강하다는 뜻이다. 뇌가 건강한 사람의 특징은 항상 자신의 뇌를 잘 계발하고 활용하는 사람일 것이다. 그렇다면 어떻게 뇌를 계발하고 잘 활용할 수 있을까? 건강한 신체를 위해 몸의 근육을 단련시키듯이 마음의 근육 또한 뇌라는 실재를 통해서 훈련시킬 수 있다는 최근 연구결과들이 속속들이 발표되고 있다. 뇌를 바꿀 수 있다는 말은 우리에게 그다지 익숙하지 않지만 어쩌면 당연한 이야기일지 모른다. 뇌는 우리 눈에 보이지 않지만 우리에 대한 모든 것을 이해하며 순간 순간을 나와 함께하기 때문이다.
 

명상시 나타나는 정신현상의 생물학적 기반에 대한 연구가 세계적으로 관심을 끌고 있다. / photo 조선일보 DB

뇌 깨우는 명상

수련 중 대뇌피질 두꺼워지고 신경세포 활발해져
스트레스 호르몬인 코티졸 혈중 농도는 감소시켜

불안정한 경제 상황, 기업 파산과 실직 위험, 잇따른 자살 소식 등 최근 우리는 스트레스의 홍수 속에서 살아가고 있다. 장기간의 반복적인 스트레스는 뇌세포의 재생에도 악영향을 주는 것으로 알려져 있다. 신체 질환뿐만 아니라 정신질환을 야기하거나 증상을 악화시킨다. 결국 일상생활 속에서 반복되는 단기적인 스트레스를 어떻게 관리하느냐가 우리의 정신건강에 중요하다고 할 수 있다. 흔히 스트레스를 받으면 분노, 두려움 등의 부정적 감정과 함께 여러 신체 증상이 발생한다. 따라서 적절한 스트레스 관리를 위해서는 몸과 마음의 상호작용을 고려한 통합적 접근이 중요할 것이다. 이러한 맥락에서 최근 활발하게 연구되고 있는 부분이 명상(冥想·Meditation)이다. 오래 전부터 명상이 혈압, 맥박 등 심혈관계 기능을 안정시키고 스트레스 호르몬인 코티졸의 혈중 농도를 감소시키며 인터루킨과 감마인터페론 같은 면역지표를 정상화시키는 등 전반적인 신체기능에 긍정적인 효과를 가져온다는 것이 여러 연구에서 밝혀졌다.

하지만 명상 시 나타나는 정신 현상의 생물학적인 기반에 대한 연구가 세계적으로 관심이 되기 시작한 것은 2005년 미국신경과학회(Society for Neuroscience) 정기 총회에 1989년 노벨평화상을 수상한 달라이 라마가 초대되면서부터이다. 이후 수많은 연구를 통해 명상 자체가 주의집중력, 단기기억력 등의 인지기능이나 활력감, 긍정적인 생각 등 정서 기능에도 도움이 된다고 보고되었다. 실제로 대뇌 피질 두께를 MRI 영상을 통해 측정하면 명상 수련 시에 주의력과 감각 정보 처리를 담당하는 뇌 영역의 회색질 두께가 증가했다는 결과가 보고되기도 했다. 또한 그 효과는 명상 수련 기간이 길수록 더 두드러지는 것으로 나타났다. 이는 해당 영역의 신경세포 기능이 활발해진 것을 의미한다. 성인의 뇌도 훈련을 통해 변화시킬 수 있다는 ‘뇌가소성(neuroplasticity)’을 시사한다고 볼 수 있을 것이다.

특히 3년 이상 매일 수행한 참선 수행자의 경우, 정상적으로 노화에 따라 나타나는 뇌 피질 두께의 감소가 나타나지 않는 것으로 보고되었다. 명상이 정상 노화에 따른 인지저하를 막아줄 수 있는 예방적 효과도 있을 것으로 추정된다. 물론 명상 시 나타나는 정신 현상의 생물학적인 기반에 대한 뇌 연구는 아직 걸음마 단계이지만 말이다. 하지만 ‘몸’을 자아와 세계와의 교통방식으로 보는 동양적 철학을 바탕으로 한 몸을 통해 뇌를 깨우는 명상법이 서양적 사고 체계가 중심이 되고 있는 뇌과학에서 큰 관심을 받게 되는 것은 즐거운 일이 아닐 수 없다. 명상이 일상에서 겪는 스트레스를 몸과 마음의 통합적 관점에서 관리하는 좋은 훈련법일 뿐 아니라 앞으로 뇌가 가진 신비의 베일을 벗기는 좋은 창이 되기를 기대해본다.
 

브레인 피트니스

훈련 반복할수록 신경세포 생성·증가 확인
닌텐도 등 관련 콘텐츠 산업의 새 트렌드로

살아있는 뇌를 직접 볼 수 있게 하는 뇌 영상 기술의 발전으로 근래에는 특정 활동이 뇌에 미치는 영향을 직접적으로 확인할 수 있게 되었다. 우리의 뇌에 일정한 훈련을 반복시키면 신경계에는 특정한 행동순서를 조절하는 새로운 신경세포가 생성된다. 처음에는 소수의 신경세포가 관여하다가 훈련이 반복되고 강화될수록 관여하는 신경세포의 수가 점차 늘어나게 된다. 이런 반복된 훈련을 통해 뇌가 정교하게 변화되고 강화됨으로써 우리의 뇌는 새로운 기술을 익히고 새로운 지식을 활용하는 데 사용할 수 있게 된다. 결국 정신질환도 광의에서 보면 이러한 뇌기능의 장애를 의미한다.

어떻게 하면 인간의 뇌기능을 향상시킬 수 있느냐의 문제는 뇌 질환의 진단 및 치료뿐 아니라 21세기 뇌과학의 화두이자 과제가 되고 있다.

최근 이러한 관심을 반영하듯 뇌기능 향상을 목적으로 하는 두뇌 훈련 소프트웨어 산업이 각광받고 있다. 뇌 관련 서적과 교육, 게임, 음악, 음식, 학습관련 기기, 심지어 사이버 마약까지 뇌 관련 콘텐츠가 주요 문화 트렌드로 확대되고 있다. 일본 닌텐도 DS 시리즈가 세계적 히트 상품이 되었고 ‘브레인 피트니스(brain fitness)’로 통칭되는 두뇌 훈련 소프트웨어가 인기를 끌고 있다.

이런 두뇌 개발 관련 시장규모는 최근 미국에서 폭발적 성장을 하여 2015년에는 20억달러대로 성장할 것으로 예측되고 있다. 이러한 브레인 피트니스 프로그램은 초기에는 노인이나 뇌에 손상을 입은 환자를 위한 재활훈련의 일환으로 시작되었으나 점차 일반인을 대상으로 게임처럼 쉽고 재미있게 흥미를 유발하면서 기억력과 집중력 같은 인지기능을 향상시킬 수 있는 방법들로 꾸준히 개발되고 있다. 여전히 인지기능 향상에 대한 명확한 증거나 연구가 더 필요하기는 하지만 인지기능의 향상에 긍정적인 영향을 준다는 연구결과들이 최근 일부 보고되기 시작했다. 2009년에 발표된 연구에 의하면 단순한 계산을 반복 연습한 사람들이 시간이 지나면서 계산속도나 정확도가 증가할 뿐 아니라 뇌도 더 많이 활성화되는 것으로 나타났다. 국내에서도 두뇌를 훈련하고 단련시키는 게임 또는 뇌파를 이용한 뉴로피드백 같은 기기가 보급되고 있고 두뇌 트레이닝 관련 서적들도 꾸준히 관심을 끌고 있다.


뇌는 계속 바뀐다

머리 많이 쓰는 바둑기사 전두엽, 일반인보다 발달
개인별 맞춤교육으로 잠재력 최대한 발휘하게 하자

그렇다면 똑똑한 뇌가 된다는 것은 무엇인가? 보통 두뇌의 능력 즉 인지 능력이란 것은 기억능력, 주의집중력, 공간지각, 언어능력, 수리능력, 추론 및 사고능력, 집행능력 등을 모두 포함하여 일컫는 말이다. 이런 뇌의 인지능력은 각 사람마다 다를 뿐만 아니라 같은 사람의 뇌라도 성장단계에 따라 여러 경험에 따라 평생 동안 변하게 된다. 또한 우리의 뇌는 삶의 경험과 요구를 기초로 변하는 동시에 기적적으로 적응하는 적응력을 가지고 있다. 이러한 특성으로 인해 뇌의 부족한 기능적인 측면은 저절로 복귀될 수가 없으며 오히려 사용하지 않으면 퇴보하고 상실될 수도 있고, 반대로 뇌의 적응성을 이용하여 인지기능의 부족한 측면을 강화시킬 수 있는 훈련과 운동을 해나가면 뇌 회로를 재구성해나가고 뇌기능을 발달시킬 수도 있다. 뇌의 신경학적인 인지기능을 강화시키는 직접적인 트레이닝을 함으로써 뇌의 다양한 기능 향상에 도움을 줄 수 있다고 보는 것이다.
 

최근 서울대병원 신경정신과에서 전문 바둑기사들과 일반인을 대상으로 뇌 구조에 대한 뇌 영상을 비교한 결과, 전문 바둑기사들이 일반인에 비해 전두엽과 다른 뇌 부위와의 연결성이 증가된 소견이 관찰됐다. 프로 바둑기사와 아마추어 기사들을 비교해도 같은 패턴으로 관찰되었다. 이러한 결과는 프로 기사들이 훈련을 통해 바둑정보 기억저장고에서 효율적으로 수많은 정보들을 통합하여 빠르게 처리해 나가기 때문일 가능성이 크다.

우리나라의 교육열은 이미 세계 최고 수준이며 이를 반영하듯 국내 연간 사교육비 시장은 약 13조6000억원에 달한다고 보고되고 있다. 하지만 ‘입시지옥’으로 대변되는 과열된 경쟁 이면에는 ‘청소년 행복지수 세계 최하위’ ‘자살률과 저출산율 세계 1위’라는 숨기고 싶은 현실이 존재하고 있기도 하다. 이는 우리의 교육 방식이 개인의 다양한 적성과 능력의 차이를 인정하지 않는 획일적인 지식전달 교육의 측면이 강하다는 데도 그 이유가 있을 것이다. 학생 개개인의 요구와 흥미, 능력, 학습 양식 등에 맞추어 설계된 교육을 통해 잠재능력을 최대한 발휘할 수 있도록 하는 부분도 어쩌면 뇌과학에 남겨진 중요한 과제이기도 하다. 맞춤 교육을 통해서 한 개인의 잠재적인 무의식은 의식화된 사고로 새로운 아이디어가 되고 이러한 개인 아이디어의 집단적 동조화(synchronization)는 창조적으로 세상의 가치를 바꿀 수 있다. 세계의 유명 뇌과학자들이 앞다투어 인간의 잠재능력과 창조성 개발 등의 교육 문제에 대한 집중적인 연구를 진행하는 것도 인간의 뇌에 무한한 가치가 있기 때문일 것이다.
 

최근 좌뇌·우뇌를 함께 움직이는 뇌 훈련법이 중요시되고 있다. / photo 조선일보 DB

뇌과학의 진화

뇌 구조·기능뿐 아니라 마음까지 밝혀내는 과학
현실 적용에 따른 법적·윤리적 논란 불가피할 듯

결국 중요한 것은 우리의 뇌를 자극하고 활성화하는 생활습관을 가지는 것이다. 두뇌 훈련이라는 것은 우리의 몸을 부단히 운동으로 단련하듯이 생활 속에서 주의를 기울이고 기억하는 훈련, 꾸준히 학습하고 생각하는 노력 등이 필요하다. 탁월한 기량을 발휘할 수 있는 능력을 가진 사람들은 그들의 타고난 능력보다도 뇌의 유연성과 기능의 향상을 이루기 위해서 투자했던 많은 훈련과 노력이 있었기 때문이다. 우리의 뇌도 똑똑하고 건강하게 만들 수 있다는 조용한 혁명을 이루기 위해 삶 속에서 구체적으로 실천할 수 있는 옳은 방법을 알고 이에 꾸준한 노력도 더해져야 할 것이다.

‘뇌과학의 발전’이란 뇌 구조와 기능에 대한 메커니즘이 밝혀지는 것만을 의미하지는 않는다. 단순히 뇌의 물리적 속성과 작동기제만을 다루는 것이 아니라 인간의 마음까지 대상으로 삼고 있는 뇌과학은 그대로 인간 존재의 실존적 물음에 대한 이해를 새롭게 하고 있으며 교육, 문화, 정치 등 사회 전반적인 문제에까지 적용되고 있다. 따라서 최근 비약적으로 발전하고 있는 뇌과학 지식을 어떻게 활용할 것인가 하는 윤리적·철학적 문제도 아주 중요하게 대두되고 있다. 뇌 영상 기술의 발전과 그에 따른 뇌 프라이버시(brain privacy)와 기술의 부정확성, 인지능력 향상물질의 윤리적 문제, 뇌과학 연구에 따른 인간의 도덕적·법적 책임에 대한 논란 등은 ‘뇌과학의 시대’에 큰 이슈가 될 것으로 보인다. ‘뇌과학 기술의 진보’를 통해 이루어진 미래가, 영화 ‘매트릭스’에서 묘사되었듯 인공지능 컴퓨터가 개인의 뇌를 통제하는 세상에서 우리에게 빨간 약과 파란 약 사이의 선택을 강요할 것인지, 아니면 그 자체로 인간 본래의 가치실현을 위한 세상이 될 것인지는 우리 모두의 ‘뇌’에 대한 관심과 선택에 의해 결정될 것이다.


‘똑똑한 뇌’ 만드는 훈련법

똑똑하고 건강한 뇌를 위해 생활 속에서 바로 실천할 수 있는 방법들은 없을까? 현대 뇌과학을 통해 밝혀지고 있는 원리를 기초로 해서 생활 속에서 실천 가능한 뇌 훈련법을 몇 가지 소개한다.

좌뇌·우뇌 함께 움직여라
- 소리 내어 책 읽기·운동·춤추기

인간의 뇌는 좌뇌와 우뇌로 나누어지며 서로 다른 작용을 한다. 좌뇌는 주로 암기력이나 언어능력, 계산능력과 관계된다. 우뇌는 공간지각능력, 음악적 능력, 예술적 능력 등과 관련되어 있다. 현대인들은 끊임없이 좌뇌의 기능을 사용하여 업무를 처리하고 우뇌는 사용할 시간이 없다. 따라서 공간지각능력이나 계산능력같이 좌·우뇌의 기능을 모두 필요로 하는 바둑 같은 활동을 취미로 하는 것은 두뇌가 통합적으로 활성화되는 데 도움이 된다. 또한 오감과 연결된 뇌 영역을 활성화시키기 위한 다른 방법으로는 운동을 하거나 춤을 추는 것이 있다. 몸을 움직임으로써 몸의 감각과 연결된 뇌의 영역을 활성화시킬 수도 있다. 뭔가를 보고 외울 때에도 단순히 머릿속으로 읽기보다 소리 내어 읽는 것이 좋다. 이러한 뇌를 통한 감각·운동의 통합이 신경세포 회로인 시냅스(synapse)를 발달시키고 뇌에 자극을 줌으로써 새로운 뇌를 발달시키게 된다.

습관을 깨고 새로운 것을 추구하라
- 집에 가는 길 바꾸기·왼손으로 수저질

습관은 이미 어떤 행동과 관련되어 있는 뇌 신경회로가 공고히 강화되어 있다는 의미이다.

따라서 굳어 있는 뇌를 유연하게 만들기 위해서는 의도적으로 습관을 깨볼 필요가 있다. 우리의 뇌는 새로운 자극을 받으면 더욱 예민해진다. 예를 들어 집에 갈 때 항상 가는 길을 바꿔 보거나 가끔 왼손으로 수저질을 할 수 있을 것이다. 이러한 일상 행동의 유연성뿐만 아니라 직면한 문제를 이전과는 다른 방식으로 해결하는 방법을 시도할 수도 있다. 우리는 어떤 문제가 생겼을 때 갈등을 해결하기 위해 무의식적으로 같은 방법을 사용하게 된다. 이를 정신의학에서는 ‘방어기제’라고 부른다. 문제상황이 생겼을 때 보다 곰곰이 이전에 내가 했던 방법보다 더 나은 방법이 없을까 고민해보자. 문제를 해결했을 때 뇌 발달뿐 아니라 덤으로 자신감까지 얻을 수 있게 될 것이다.

매일 일기를 써라
- 스트레스 낮아지고 뇌 부위 간 교류 활발해져

매일 일기를 쓰는 행동을 통해 자신이 경험하고 있는 것들을 정리하고 해석하는 시간을 가질 수 있다. 글을 잘 쓰지 못해도 좋다. 이러한 시간을 통해 감정을 받아들이고 정리하면 실제로 스트레스 정도가 낮아져 뇌가 느끼는 부담도 줄어들게 된다. 또 일기를 쓰면서 뇌는 그날의 정보들을 조합하게 되고 이는 두정엽에 저장된 장기기억을 전두엽으로 보내도록 촉진함으로써 뇌 부위 간의 교류를 활발하게 한다. 또한 글을 직접 손으로 쓰는 행동은 몸의 감각과 연결된 뇌의 영역들을 활성화시키는 효과도 있다.

규칙적으로 운동을 하라
- 뇌에 공급되는 혈액·산소량 많아져 신경세포 재생

규칙적인 운동이 뇌의 크기, 구조를 바꿀 수 있다는 연구 결과가 많이 보고됐다. 생물학적으로 운동을 하면 뇌세포로 공급되는 혈액량 및 산소량이 많아지면서 뇌에서 생기는 신경성장 유발 물질(BDNF) 수치가 높아진다. 솔크연구소의 프레드 게이지와 스콧 스몰의 공동 연구에서는 학습과 기억을 관장하는 해마에서 운동을 통한 신경세포의 생성이 확인되었다. 일리노이대학의 아서 크레이머의 연구에서는 운동이 전두엽의 크기를 확장시킨다는 사실이 입증되었다. 그는 1960~1970대 남녀를 대상으로 여러 연구에서 빠르게 걷기 같은 운동이 뇌의 고차원적인 기능 개선과 관계 있다는 사실을 확인했다. 지금까지의 연구결과로 볼 때 지속적인 운동은 해마, 전두엽, 소뇌 같은 기억과 관련된 부분이나 운동을 조절하는 뇌 부위에서 신경세포를 재생시키는 역할을 하는 것으로 보인다. 신체적인 운동은 몸을 건강하게 만드는 이상으로 뇌를 건강하게 만든다는 것을 기억하라.

긍정적인 삶의 태도를 가져라
- 기쁜 생각 하면 통찰력·인지 조절 능력 향상

슬픈 생각을 하면 뇌가 우울해지고 기쁜 생각을 하면 뇌가 즐거워한다. 우리가 흔히 ‘피할 수 없으면 즐겨라’라는 말을 많이 쓰는데 이는 긍정적 삶의 태도의 중요성을 강조한 말이다. 최근 연구결과에 의하면 긍정적인 정서가 집중력과 인지조절 능력을 향상시킴으로써 통찰력을 증가 시킨다는 보고가 나와 주목을 받고 있다. 긍정적인 정서로 인해 통찰력이 향상되면서 전에는 보이지 않던 해결책이 보이게 된다는 것이다. 호랑이에게 물려가도 정신만 차리면 된다는 옛말이 뇌과학 연구로 증명되고 있는 셈이다.

출처:

http://m.biz.chosun.com/news/article.amp.html?contid=2009080800237