안녕하세요?


양자역학이라고 하면 일반적으로 관련이 있을 것이라고는 양자 컴퓨터에 대한 것 밖에는 생각이 나지 않았습니다만, BBC science 2017년 5월호에 싣려있는 [당신의 뇌에서 일어나는 양자 물리학의 세계]라는 기사를 읽으보니, 생명과학과 양자역학이 희미하지만 연결이 되는 접점이 있다는 것을 알게 되었습니다. 그래서 이번 포스팅에서 관련된 내용을 다루고자 하는데, 먼저 아래의 링크에 있는 내용을 읽어 주셨으면 합니다.


링크 : 상용화된 양자 컴퓨터-양자 어닐링 머신이란 것이 있다고 합니다.


먼저 양자 역학에 대해서는 저도 자세히 모르기 때문에, 양자 컴퓨터에 관해서 포스팅을 하면서 약간 알게된 것이 전부입니다. 다만, 우리의 눈에 보이지도 않는 작은 '입자'라고 해야 할까요? 이처럼 '미시적'인 세계를 다루는 물리학이며, 보통의 사람이라면 이해가 되지도 않는 것이 보통인게 당연하지만, 이와 같은 양자 역학은 어디까지나 물리학의 영역이지, 생명과학과는 관계가 없다고 생각을 했습니다.



이 처음듣는 사실을 기사에서는 먼저 1986년에 실행이 되었는 실험에 대해서 이야기를 하고 있습니다. 실험에서는 리튬의 동위 원소인 '리튬-6'와 '리튬-7'을 각각 어미쥐에게 투여했을 때, 물리적으로만 다른 이 리튬의 '동위원소'가 투여된 결과는 매우 달랐다고 합니다. 어떻게 다른 결과가 나왔는지는 BBC science의 기사에서는 나와 있지는 않았으며, 이 실험이 얼마나 신뢰성이 있는지도 미심쩍지만, 그래도 양자역학과 생명과학-그 중에서도 특히 뇌에 관해서 관계가 있다는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있었습니다.



리튬-7을 투여한 어미쥐를 새끼를 돌보지 않는 등 기분이 저하가 되었지만, 반대로 리튬-6이 투여된 어미쥐는 기분이 고조되고 각성되는 수준도 높아졌다고 합니다. 물론 이것은 어디까지나 단편적인 사실이기는 하지만, 일단 이 실험을 보고 과학자들이 ''와 양자 얽힘이라고 해야 할까요? 양자역학적인 움직임이 관련이 있을 것으로 생각이 된다고 합니다. 




물론 아직 명확하지 않은 ''와 '양자역학'과의 관계만이 전부가 아니기는 합니다. 생명과학과 양자역학이 관계가 있다고 알려진 사례로 BBC science에서 제시하고 있는 것이 4가지가 있다고 하는데, 먼저 철새의 이동에 양자역학적인 무언가가 관련이 있다는 이론이 있다고 합니다.



먼저 철새들의 길 찾기라고 해야 할까요? 장거리를 이동하는 철새들의 이동에 대해서 다루고 있는데, 저로서는 잘 이해가 되지는 않지만 새의 눈으로 들어온 빛 입자가 일련의 반응을 일으켜서 전자2개의 스핀을 연결 시킨다고 합니다. 이러한 스핀이 지구의 자기장에 예민하게 반응한다는 가설이 있다고 하는데, 한마디로 새의 뇌속에 일종의 'GPS'라는 것이 있다고 하는 것입니다.


저로서는 그다지 이해는 되지 않지만, 철새의 이동에 대해서 이러한 가설이 있었고, 기사에서 언급하고 있는 다른 사례로는 '효소활동', '광합성' 그리고 '후각'에 대해서 언급을 하고 있습니다. 조금은 어려운 내용일 수는 있지만, 그래도 이 기사의 의의는 '양자역학'과는 전혀 관계가 없어 보이는 '생명과학'이 관련이 있다는 것을 알려주고 있습니다. 다만 이 기사만 가지고서는 안되고, 좀 더 깊은 조사가 필요하다고 생각이 되는데, 나중에 자료를 조사하고 나서, 좋은 포스팅 꺼리가 나오면 그때 추가로 포스팅을 올리도록 하겠습니다.

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  1. 책덕후 화영 2017.08.17 22:05 신고

    원래 리튬은 조울증(혹시 조울증이 아니라 우울증인가요?) 치료에 널리 쓰이는 걸로 알고 있습니다. 가끔씩 자질이 떨어지는 의사들이 조현병 환자에게 조울증으로 잘못 진단을 내려서 리튬을 투여하는 경우가 흔한지라 저 부분에 대해서는 어느정도 알고 있어요. 하지만 조현병 환자에게 리튬을 투여하는 것은 명백히 잘못된 것입니다. 조현병은 조울증 같은 기분장애와는 성격이 완전 다른 질병입니다. 조울증이나 우울증에서 조현병처럼 환청이 들리거나 환시가 보이고 인지능력이 사라지지는 않습니다.

안녕하세요?


기대가 크면 실망도 더 커지는 법일까요? BBC science 2017년 4월호에 있었는 기사인 [뇌 기능을 향상시킬 수 있을까?]라는 기사에서 상당히 기대를 하면서 보았습니다만, 기대를 했던 것만큼 대단한 내용은 없어서 실망스러웠습니다. 그럼에도 불구하고 이 기사에서 소소하지만 유용한 정보가 있었습니다. 그래서 그 내용에 대한 리뷰를 이 포스팅에서 하고자 합니다.



먼저 기사는 두뇌의 보호에 대해서 이야기를 하고 있습니다. 정확히는 머리를 외상으로 부터 보호해야 한다는 것을 언급하고 있는데, 기사에 나왔는 뇌 손상 연구재단인 '헤드웨이'에 따르면, 영국인 백만명 정도가 수년 전에 당한 뇌 부상 때문에 기억손실, 혼란, 정신병을 앓고 있다고 합니다. 거기다가 인지 능력이 일찍 감퇴하고 치매도 일찍 발병하며, 범죄를 저질러서 감옥에 갈 확율도 일반인 보다 3배나 높아 졌다고 합니다.



다음으로 기사는 역시 뇌를 위해서는 '올바른 영양 섭취'를 언급하면서, '뇌졸중'을 예방하는 것이 중요하다고 언급을 하고 있습니다. 결국 기사에 소개가 되었는 '블루베리'와 같은 항산화 물질, 그리고 비타민A, B, C, D, E와 같은 영양소를 언급하고 있습니다. 그런데 '보충제'를 이용해서 영양소를 '음식'이외에 수단으로 더 많이 섭취하는 것으로는 특별히 더 효과를 보지 못했다는 사실을 언급하고 있습니다. 즉, 뇌졸중을 예방하기 위해서 음식을 골고루 먹는 것은 좋지만, '보충제'까지는 먹을 필요가 없다고 합니다.



다음으로 기사는 '약물'에 대해서 언급을 하지만, 주의력 결핍 과잉 행동장애(ADHD)에 대한 치료제나, 우울증에 처방되는 항우울제가 뇌의 기능을 올려준다고 합니다. 하지만 문제는 '건강한 사람'에게는 별 다른 효과가 없었다고 합니다. 다만 '소염제'라고 해서 염증을 가라앉히는 약-대표적으로 '아스피린'을 복용했을 경우 인지 기능의 저하가 늦춰지는 것으로 '보인다'라고 합니다. 하지만 확실하다는 표현을 하지 않은 것으로 보아서, 아스피린을 먹어서 인지 기능 저하를 늦추겠다는 것 보다는 '심장 질환' 예방이라는 효과를 위해서 먹는 것이 더 좋아 보입니다.



다만 희망적인 소식이라고 해야 할까요? 프랑스에서 개발된 약물인 모다피닐(Modafinil)이라는 약물이 원래는 기면증의 치료에 사용되는데, 관련된 24편의 의학 논문을 옥스퍼드 대학교와 하버드 의대 연구진이 분석하였다고 합니다. 그 결과 모다피닐이 '사고기능의 향상', '계획과 결정', '기억력과 창의력'을 증진 시키면서도 부작용이 거의 없다는 결론을 내렸다고 합니다. 하지만 제 의견이기는 하지만 이 약도 결국 각성제의 일종이기 때문에 부작용이 '거의 없다'이지, 마구 사용했을 경우에는 부작용이 발생할 것으로 생각이 됩니다.



그래도 약물이나 다른 수단보다 확실하게 두뇌의 기능을 향상시켰다고 알려진 것이 딱 두가지라면서, 그 중 하나가 '악기 연주'이고, 다른 하나가 '새로운 언어 학습'이라고 기사는 언급하고 있습니다. 상당히 어려워서 악기를 배우거나 새로운 외국어를 학습할 엄두도 못 내시는 분이 많으리라 생각합니다. 하지만 기사가 언급하는 내용에 의하면 악기와 외국어를 배우기에 '늦은 나이'란 없으며 짧고 굵게 학습하는 것만으로 인지 기능이 부분적으로 향상되며, 연습을 지속할 경우 긍정적인 효과가 지속된다고 합니다.


그러면서 기사는 '뇌 단련 도구'에 대래서 언급을 하면서, 주로 스마트폰의 앱으로 이런 프로그램들이 뇌의 '전반적인 인지 기능'을 향상시킨다고 주장을 하지만, 실질적으로 뇌의 인지기능이 향상이 되었다는 '증거'가 없다고 합니다. 결국 기사에서 언급되는 내용에 의하면, 뇌를 단련시켜 준다는 프로그램은 도움이 되지 않는다고 합니다.


마지막으로 기사는 '경두개 직류 자극치료(tDCS)'라고 해서, 머리에 전기자극을 가해서 인지 기능을 향상 시킨다고 제작자가 ''을 하는 기계에 대해서 언급을 하고 있습니다. 거짓말같이 들리겠지만 놀랍게도 통증, 우울증, 이명, 치매 등의 질병에 효과는 있다고 했습니다. 하지만 아직 '소수'의 의견이고, '전반적인 인지기능'의 향상에 기여했다는 증거는 아직까지 없다고 합니다. 즉, 아직은 효과가 있는 것인지 없는 것인지 잘 모르겠다고 기사는 애매하게 결론을 내리고 있습니다.


기사의 내용이 전반적으로 '좋은 머리'를 '더 좋게'하는 것 보다는 '정상적인' 수준의 뇌 인지 기능을 '유지 보수'하는 것에 촛점을 맞추고 있는 기사였습니다. 하지만 그 와중에서 확실하게 효과가 있는 것으로 결론이 났는 '악기 연주'와 '외국어 학습'은 우리가 주목해야 할 사항이라고 생각이 됩니다. 잘 하는 단계까지 갈 필요는 없고, 단지 배우려고 시도하는 것만으로 뇌의 기능을 향상시킬 수 있기에, 힘들지만 시도해 볼 가치는 있는 것이 아닌가 하는 생각이 듭니다.





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  1. 공수래공수거 2017.07.31 09:02 신고

    뇌과학자 정재승 박사의 이야기를 요즘 TV로 어ㅏ주 흥미롭게
    보고 있습니다 ㅎ

안녕하세요?


이번 포스팅은 내셔널 지오그래픽(National Geographic) 한국판 2016년 12월호에 있는 한 기사를 읽고 그에 대한 포스팅을 올리고자 합니다.


기사의 제목부터 무언가 범상치 않다는 생각이 드는게 바로 [믿는대로 느끼리라]라는 것입니다. 이것만 보면 이게 무슨 과학이냐 무슨 사이비 아니냐 하시겠지만, 여기서 다루는 주제는 조금만 자세히 보면 바로 [플래시보(위약) 효과]라는 것입니다.


저 플래시보라고 해서 위약...... 즉, 가짜약의 효과라는 것이 무엇인고 하니, 제약회사에서 약을 만들어서 FDA의 허락을 받고자 임상실험에 들어가는데, 여기서 사람들-주로 특정한 질병을 앓고 있는 사람들을 대상으로 하는데, 이 사람들을 대조군실험군으로 두 그룹으로 나눕니다.


실험군은 당연히 효과가 있는지 알아보고자 하는 약을 사람들에게 주는 것이고, 대조군은 그냥 가짜약이라고 해야 할까요? 아무런 효과도 없는 밀가루 덩어리만 주는 겁니다. 물론 저도 제약쪽은 그렇게 공부하지 않았기 때문에 저게 진짜로 밀가루인지는 모릅니다만, 확실한건 먹어도 질병에 효과가 없는 가짜를 준다는 겁니다.


여기서 플래시보 효과, 혹은 위약효과라고 하는 것은, 진짜 약을 주지 않았는데도 질병의 증상이 진짜약처럼 효과가 나타나거나 치료되는 효과입니다. 듣자니 많은 약들이 질병의 치료를 위해서 개발이 되었지만, 저 플래시보 효과인지 구분하기가 어렵다는 이유로 FDA의 허락을 받지 못한다고 합니다.


네셔널 지오그래픽(national geographic) 한국판의 기사는 바로 저 위약 효과에 대해서 다루고 있습니다. 기사에 의하면, 불치병 중 하나인 파킨슨병에 대해서도 저런 위약효과가 나온 사례를 기사의 초반부에 소개하고 있습니다. 물론 전문적인 논문이 아니기 때문에 어떤 원리로 저런 위약효과가 나오는 지 자세한 분석은 아니기는 합니다.


하지만 기사에서는 우선 위약효과를 일으키는 것중에 하나로 '치유의 극장'이라는 것을 언급하고 있습니다. 이게 무엇인가 하면, 병원에 들어가는 순간부터 병원이라는 장소 자체에서 사람이 일종의 [치료가 된다는 믿음] 때문에 병이 완화되거나 치료디는 어떤 기작이 일어난 다는 것입니다.



기사에 나온 내용을 요약하자면, 위와 같은 그림이 됩니다. 무슨 내용인고 하니, 일단 사람의 뇌는 약을 먹든, 병원에 가든 어떠한 상황이 주어지면 뇌에서 특정한 물질이 분비된다고 합니다. 주로 진통효과를 주는 물질들을 분비하는데, 이런 물질들의 효과는 신체에서 감지되고 올라오는 통증의 효과를 감소시킨다고 합니다.


여기서 중요한 것이 하나 있습니다. 바로 저렇게 위약효과가 일어나도, 정작 신체에서 오는 통증-만약 외상을 입었다면 상처는 없어진 것이 아니라는 것입니다. 저런 이유 때문에 위약이 아무리 강력한 효과를 일으켜서, 질병의 치료에 기여한다고 해도 결국 한계라는 것이 없는 것은 아니라는 겁니다.


하지만 그럼에도 불구하고 사람이 종교에 의한 기적을 믿는 것이 완전히 틀린 것만은 아니라는 것도 기사가 말하고 있습니다. 실제로 사람의 뇌 속에는 이 상황을 해결할 수 있는 물질을 분비할 수 있지만, 그게 마음대로 조절이 되지 않는 것이 가장 큰 문제라는 생각이 듭니다.


기사를 보고 나서 제가 든 생각은, 이렇게 사람의 몸 자체에 외부에서 강력한 약이 아니더라도 질병을 어느정도 치료할 수 있는 아직은 모르는 작용이 남아 있는데, 왜 사람의 몸은 질병에 걸리는가? 하는 의문이 들었습니다만, 과거에 읽은 [붉은 여왕]이라는 책의 한 구절이 생각납니다.


한정된 자원을 가지고서 번식이라는 레이스에서 계속 차량을 수리할 수는 없다. 어느 순간에는 새 차량을 갈아타고 계속 번식이라는 레이스를 달려야만 하는 것이 유전자다.


이게 무슨 소리냐 하면, 우리몸의 유전자 입장에서는 사람몸이 [자손을 남기기 전에 죽으면] 확실히 후손도 못 남기게 되므로 각종 질병이나 상처에 저항할 수 있게 만들어야 했습니다. 하지만 인류가 농사를 짓기 전을 생각하면.......... 구석기 시대만 생각해도 거의 노인이 될때까지 살아남기 힘들었습니다.


아니, 불량헬스라는 책을 봐도 [남자들은 단백질 구하러 갔다가 단백질이 되기 십상이었다]라는 상황에서 과연 모든 질병에 만능인 몸을 만들기 보다는 빨리 [후손을 남기는 편]으로 될 수있으면 만들었고, 이렇게 [후손 남기기와 신체유지의 균형점]이 바로 저런 위약효과가 아닌가 하는 생각이 듭니다.


마지막으로 기사에서는 흥미롭게도 [노시보]라는 용어를 언급하고 있습니다. 이게 무었이냐 하면, 플래시보-위약의 정반대 되는 개념으로, 고통스러운 경험이나 걱정과 같은 것들이 질병을 더 악화시킬 수 있다는 것입니다. 기사에서는 노시보 효과에 대한 연구는 윤리적인 문제로 할 수 없다고 하는데, 아마 저 노시보의 가장 대표적인 것이 [고문]과 같은 고통스러운 기억이 아닌가 합니다.


그래서 기사를 읽고나면 나올 수 있는 결론은 이렇습니다. 위약효과는 강력하지만 이것이 전부는 아니다. 그렇지만 환자가 [치료가 될 것이라는 믿음]을 줄 수 있다는 것이 가장 중요하며, 이러한 효과를 위해서 의사와 환자의 신뢰관계를 구축하거나 심리적인 안정을 주는 등의 행동은 필수적이라는 것입니다. 

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