[시사뉴스 정춘옥 기자] 우리의 뇌 또한 다른 신체 부위와 마찬가지로 건강한 상태에서 최선의 기능을 발휘한다. 머리가 좋아지는, 또는 나빠지는 환경이나 물질 등이 존재한다는 의미다. 미세먼지나 공해물질은 기억과 학습 능력에도 이상을 초래하며 대사증후군은 뇌의 기능도 둔하게 만든다. 

숫자 회상 및 언어 유창성 저하

건강에 여러 가지 악영향을 미치는 미세먼지는 뇌에 작용해 정신질환 발생 위험을 높이며 기능을 저하시킨다. 특히 머리카락 굵기의 1000분의 1 정도에 해당하는 직경 100나노미터 이하의 미세먼지는 후각신경로를 통해 뇌 안으로 바로 침투해 특히 주의해야 한다.

연세대 의대 예방의학교실 조재림과 김창수 교수는 미세먼지, 초미세먼지, 이산화질소 등 대기오염에 노출되면 알츠하이머 치매 환자와 비슷하게 대뇌 피질의 두께가 감소돼 인지 기능이 저하된다고 발표했다. 대뇌 피질이 얇아진다는 것은 뇌가 위축된다는 의미다. 

미세먼지, 초미세먼지, 이산화질소 등 대기오염 물질 흡입으로 위축되는 대표적인 뇌 영역으로는 기억 사고 추리 계획 운동 문제해결 등 고등 인지기능을 담당하는 ‘전두엽’, 기억과 감정 등을 담당하는 ‘측두엽’, 뇌의 측두엽 깊숙한 곳에 위치해 기억과 학습을 관장하는 ‘해마’가 꼽힌다.

조 교수팀 연구 결과 전두엽의 두께는 미세먼지가 10㎍/㎥ 증가할 때마다 0.02mm 감소했다. 미세먼지로 인해 가장 많이 영향을 받는 측두엽의 경우 미세먼지가 10㎍/㎥ 증가할 때마다 0.06mm 감소했고, 초미세먼지가 10㎍/㎥ 증가할 때마다 0.18mm 감소했다. 알츠하이머 치매에서 가장 먼저 위축이 관찰되는 부위인 해마는 미세먼지가 10㎍/㎥ 증가할 때마다 부피가 55.4m㎥ 줄었다.

중국 북경대 공공보건대학 직업환경보건학부 수 가오 교수와 뉴욕 컬럼비아대학 메일맨 공중보건대학 환경정밀보건연구소 안드레아 바카렐리 교수 공동 연구팀이 미국 그레이터 보스턴 지역에 살고 있는 약 1000명의 백인 남성을 대상으로 대기 오염 노출에 따른 인지 점수를 취합한 결과를 보면 높은 수준의 장기간에 걸친 대기 오염이 아니더라도 뇌 기능에 영향을 미친다는 점을 알 수 있다. 평균 나이 69세인 연구대상자들은 한 달 동안 대기 오염이 증가함에 따라 인지 능력이 떨어졌다. 당시 대기 오염 수준은 세계보건기구(WHO)와 국가 규제당국이 정한 ‘안전’ 수준을 밑돌았다. 또 연구진은 인지 능력 테스트 결과 공기입자가 PM2.5인 수준에서 숫자 회상 및 언어 유창성이 저하된 사실을 발견했다. 

액상과당, 기억력 학습능력 감퇴

과도한 설탕의 섭취도 뇌 기능을 저하시킬 수 있다. 미국 캘리포니아대학 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 연구팀은 실험용 쥐를 두 집단으로 나눠 6주 동안 한 집단은 가공식품의 일반성분인 액상과당을 식수 대신 섭취하게 하고 다른 한 집단은 뇌를 활성화하는 오메가 지방산이 함유된 아마씨유와 도코시헥사엔산(DHA)도 같이 제공했다. 연구진은 6주 간 쥐에게 액상과당을 섭취시킨 뒤 쥐를 미로에 넣고 어떻게 빠져나오는지 관찰한 결과 DHA를 섭취하지 않은 쥐는 행동이 느리고 뇌의 시냅스 활동도 감소한 사실을 발견했다. DHA를 섭취하지 않은 쥐의 뇌는 인슐린에 대한 내성도 발달한 것으로 밝혀졌다. 인슐린이 체내 혈당 조절 뿐만 아니라 뇌에서 기억력과 학습능력을 감퇴시키는 역할을 할 수 있다. 연구팀은 설탕이 뇌 기능의 손상에 영향을 줄 수 있지만, 오메가3 지방산과 DHA를 함께 섭취하면 손상을 줄일 수 있다고 분석했다.

DHA는 연어, 고등어, 해조류, 견과, 올리브유 등 주로 생선과 해산물, 씨앗류 등에 풍부하게 들어있다. 대부분 불포화지방산으로 구성돼 있는 들기름 또한 학습 능력과 기억력 증진에 좋은 영향을 미친다는 보고서가 많다. 농촌진흥청 밭작물개발과와 부산대학교 식품영양학과 조은주 교수팀이 기억력과 인지능력이 손상된 쥐에게 들기름과 옥수수·올리브기름을 각각 2주간 먹인 다음 단·장기 기억 능력과 관련한 행동 양상을 살펴보는 방법으로 연구를 진행한 결과 단기 기억 능력 평가는 T-미로 실험에서 들기름을 투여한 쥐는 물체 인지 능력과 공간기억 능력이 기억력을 손실한 쥐보다 각 13%와 24% 더 높게 나타나 정상군과 유사한 수준으로 회복됨을 확인했다. 들깨에서 짜낸 들기름은 지방산 중 오메가-3가 차지하는 비율이 60% 정도로 식물 기름 중 가장 높다.

넓은 사회적 관계, 인지 발달 기회 제공

수면 또한 뇌에 중요한 영향을 미친다. 조재훈 건국대학교병원 이비인후두경부외과 교수는 초등학교 3학년 학생 299명을 대상으로 수면 중 호흡장애와 성적과의 관계를 조사한 결과 코골이, 수면무호흡 등 잠 잘 때 호흡장애가 있는 어린이는 학교성적이 낮고 주의력, 자제력이 부족하다고 밝혔다. 

중독 또한 뇌기능이 저하되는 요인으로 지목된다. 최정석 삼성서울병원 정신건강의학과 교수팀은 18~39세 연령대로 구성된 인터넷 게임 중독 치료를 받은 환자 26명과 정상 대조군 25명을 대상으로 게임 중독이 뇌에 실제 어떠한 영향을 미치는지 확인했다. 인터넷 게임 중독 기준은 하루에 4시간 이상, 1주에 30시간 이상 게임을 하는 것으로 정했다. 정상 대조군은 하루 2시간 미만으로 게임 시간 조절이 가능한 사람들로 구성했다. 검사 결과 환자들은 정상 대조군들에 비해 기능적 MRI 검사에서 여러 뇌 영역의 피질에서 뇌 활성의 변화가 관찰됐다. 뇌 구조 간 정보 처리가 불균형하며 인지 처리 능력이 비효율적으로 발휘돼 결과적으로 뇌의 기능이 저하됐음을 의미한다. 

정서적 경험 또한 뇌 기능에 관여한다. 런던 킹스 칼리지 연구팀은 열악한 여건으로 악명 높았던 루마니아의 고아원들에 수용됐다가 입양된 어린이 67명과 여건이 좋은 다른 고아원에 있다 입양된 어린이 21명의 삶을 추적, 비교했다. 그 결과 불우한 어린 시절을 보낸 어린이들이 성인이 됐을 때 뇌의 크기가 8.6%나 더 작은 것으로 나타났다. 루마니아 고아원에 수용됐던 기간이 길 수록 뇌 크기는 더 많이 작았다.

‘학창 시절 친구가 많을수록 성인기에 더 좋은 뇌 기능을 갖는다’는 최근의 연구 결과도 있다. 김진호 고려대학교 보건과학대학 보건정책관리학부 교수의 연구에 의하면 학창 시절 친구가 많았거나 사회 연결망 중심에 위치해 있던 학생일수록 성인기 기억 능력이 높은 것으로 밝혀졌으며 이러한 관계는 여학생들보다 남학생들에게서 유독 강하게 나타났다. 또 전반적으로, 남학생들은 여학생들보다 더 넓고 위계적인 사회적 관계를 구축하며, 사회적 지위를 획득하고자 하는 경쟁에 더 노출되는 경향으로 나타났다. 이러한 경험은 사회적 학습과 인지 발달에 더 많은 기회를 제공한다고 알려져 있다.