사람은 물건을 떠올리거나 감정을 느낄 때 뇌가 중요한 역할을 하고 있다는 건 이미 잘 알려진 사실이다. 하지만 최근 연구에선 두개골에 있는 뇌가 아닌 제2의 뇌가 사람의 행동을 제어하고 있다고 한다. 유튜브 채널 에이셉사이언스(AsapSCIENCE)가 제2의 뇌가 어떤 것인지, 사람의 감정과 행동은 어떻게 제어 가능한지를 영상으로 알기 쉽게 해설해 눈길을 끈다.

이에 따르면 인간의 두개골 안에 있는 뇌에는 100억 개에 이르는 뉴런이 전기 신호를 보내 새로 메시지를 주고받고 무의식적으로 감정을 좌우한다. 이런 뇌의 기능이 한 사람을 형성하게 되는 것.

뇌는 몸에 필수적인 인간의 정체성을 주관하는 부분이다. 척추동물의 신경계 중추가 된다. 하지만 생각과 느낀다는 건 뇌와 신경계 뿐 아니라 제2의 뇌에 의해 이뤄지고 있다는 걸 별로 알려져 있지 않다. 뇌는 심장이나 폐, 대장 등 몸에 있는 각 부분과 연결해 통신을 수행하는 미주신경(Vagus nerve)을 이용한다.

미주신경은 싸우거나 도망갈 때의 반응이 발생할 때, 이른바 투쟁도피반응( fight-or-flight response)에도 쓰인다. 싸우거나 도망갈 때의 반응이 발생하면 공포에 대한 반응으로 긴장하거나 스트레스에 노출될 때, 소리가 나오지 않거나 심장이 두근거리고 위장이 좋지 않아지는 상태를 일으킨다.

이런 반응은 뇌에서 각 부분에 보내는 것이지만 과학자들에 따르면 장 신경계에 있는 신경 섬유 중 80∼90%는 뇌에서 각 부분이 아니라 반대로 장에서 뇌로 신호를 보내고 있다고 한다.

장 신경계는 식도에서 항문까지 걸친 소화 운동 전체 움직임을 뇌에서 명령을 보내지 않은 채 제어한다. 예를 들어 미주신경이 절단된 경우라도 음식에 반응해 기능할 수 있도록 해주는 것이다. 인간의 상상 이상으로 대장은 제2의 뇌 기능을 하고 있는 것이다.

지금처럼 손쉽게 음식을 구할 수 있는 사회가 되기 전까지만 해도 인간이 할 수 있는 가장 큰 선택은 먹을 것과 관련된 것이었다. 먹어도 아프거나 죽지 않는지 몸에 에너지를 주는 것인지 판단하는 게 중요했던 것. 따라서 장과 뇌 사이에 직접 커뮤니케이션이 이뤄지게 된 것이다.

예를 들어 지방과 설탕은 몸에 중요한 에너지원이기 때문에 인체는 지방이나 설탕을 많이 함유한 음식을 섭취하면 뇌가 도파민을 방출해 쾌감을 느끼게 진화했다. 인간은 간헐적으로 설탕과 지방을 요구하게 됐다.

흥미로운 건 몸 안에서 만들어지는 도파민 중 50%, 세로토닌 중 90%는 장내 박테리아에 의해 만들어진다는 것이다. 이들 2가지 물질은 사람의 기분이나 행복, 기쁨 등 감정에 큰 영향을 미친다. 또 장내 박테리아는 사람이 어떤 음식을 원하는지 등 음식에 대한 행동에도 영향을 미친다.

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식단에 따라 어떤 장내 박테리아가 번성할 것인지가 정해져 있지만 이 때 번성한 박테리아는 미주신경을 통해 뇌에 자신이 좋아하는 음식을 인간이 먹는다는 신호를 보낸다. 과식을 고치기 위해 다른 배설물을 장내에 이식하거나 프로바이오틱스를 조언하는 과학자가 있는 것도 이 때문이다. 설탕과 지방을 요구하는 박테리아를 위장 내에서 제거, 욕망을 지워가는 것이다.

또 장내 박테리아는 인간의 행동도 변화시키는 것으로 보고 있다. 장내 박테리아가 번성하지 않게 무균 환경에서 길러진 실험용 쥐는 자폐증과 같은 행동을 보였다고 한다. 연구팀이 실험용 쥐의 뇌를 조사한 결과 세로토닌이나 학습, 기억과 관련된 특정 단백질 수준에 큰 변화가 있었다고 한다. 하지만 특정 프로바이오틱스를 실험용 쥐에게 주면 증상이 완화된다. 장내 박테리아가 실험용 쥐의 행동을 제어하고 있다는 걸 알 수 있는 것. 또 생균 요구르트를 30일 동안 계속 먹은 사람은 박테리아 없이 우유를 섭취한 사람보다 불안이나 우울 수준이 낮아진다고 한다.

또 다른 연구에선 특정 박테리아를 섭취한 실험용 쥐는 혈중 스트레스 호르몬이 줄어들고 학습이나 기억 테스트 능력이 향상됐다고 한다. 물론 이 때 쥐의 미주신경을 절단하면 이런 변화도 사라져 버린다.

작은 심장박동기를 인체에 삽입해 미주신경을 여러 종류 주파수로 자극하는 연구에선 건강한 사람 장내에서 보낸 신호를 모방, 항우울제 같은 치료에 반응하지 않는 치료 저항성 우울증을 치료할 수 있을 것으로 보고되기도 한다. 지금은 사회 집단에서 장래성이 있는 유전자가 늘어날 것으로 본다면 마이크로 바이옴은 사회의 방향성, 사회적 행동을 촉진할 것이라고 생각하는 연구자도 있다. 장내 박테리아는 부정적 감정에 대항하는 역할을 해 사람을 용서하는 것 등에도 영향을 미칠 수 있다는 것이다.

정희용 IT칼럼니스트  flygr@naver.com

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