아힘 페터스 - 이기적인 뇌

이기적인 뇌

아힘 페터스 지음

에코리브르 / 2013년 6월

1부 뇌는 어떻게 물질대사를 조절하는가

과체중 : 모든 것은 의지의 문제? - 현대 의학은 과체중의 원인에 대한 구체적인 답을 아직 내놓지 못하고 있다. 비만에 관한 통계를 보면 전 세계적으로 16억 명의 성인이 과체중이며 그중 4억 명이 비만이다. 1953년 생리학자 진 메이어는 ‘포도당 항상성 이론’을 발표했다. 그의 이론에 따르면 인체의 에너지 공급을 좌우하는 결정적 요인은 혈당의 균형이다. 영양 섭취를 통해 조절되는 혈당이 뇌를 포함한 모든 장기에 공급되는 에너지의 양을 결정한다는 것이다. 하지만 그의 이론에는 약점이 있었다. “왜 당뇨병 환자는 혈당이 극적으로 높아진 뒤에도 음식을 먹을까?” 하는 물음에 답을 못하는 것이다. 그의 이론이 옳다면, 혈당이 높아지면 환자는 곧바로 먹기를 그쳐야 한다. 비만증 환자도 체내 에너지 충만 정도가 높기 때문에 더 이상 먹지 말아야 한다. 이론과 현실이 따로 노는 이유를 지금까지 아무도 설명하지 못했다.

1921년 병리학자 마리 크리거는 병과 굶주림 때문에 사망한 시신을 대상으로 연구한 논문 「기아성 쇠약 상태에서 인간 장기들의 위축」을 발표하였다. 연구 결과 굶주림으로 사망한 시신의 내부 장기는 정상적인 성인의 장기보다 최대 40% 가벼웠다. 다만, 뇌는 예외였다. 뇌의 무게 감소는 2% 이하에 불과했다. 왜 그럴까? 왜 뇌는 절박한 기아 상황에서도 영양 부족의 영향을 받지 않을까? 이런 현상에 대해 내놓을 수 있는 유일한 설명은 뇌가 몸의 물질대사 위계에서 특별한 지위를 차지한다는 것뿐이다. 뇌는 우선 자기 자신에게 영양을 공급한다. 몸의 나머지 부분은 뇌에 공급하고 남은 영양으로 만족해야 한다. 따라서 결핍 상황이 되면 다른 모든 장기는 가용한 에너지의 전량을 뇌한테 넘기고 굶주려야 한다. 이런 특징적인 행동들이 이 책의 바탕에 깔린 연구 방향에 ‘이기적인 뇌 이론’이라는 이름을 붙이는 계기가 되었다.

나는 이기적인 뇌 이론의 기본 개념을 1987년 캐나다 토론토에서 구상했다. 당시 나는 그곳에 있는 아동병원에서 당뇨병을 연구하고 있었다. 나는 길을 걷다가 도로의 신호등을 보고 사람의 몸에서 혈당을 조절하는 시스템을 신호등에 빗대어 생각해 보았다. 가령 도로 A는 뇌로 통하고, 도로 B는 지방 및 근육 조직으로 통한다고 치자. 에너지 불균형이 발생하면(포도당이 뇌에는 너무 적게, 저장 기관에는 너무 많이 도달한 상태) 췌장에 ‘인슐린 분비 억제’ 신호가 발령된다. 그러면 지방 조직과 근육 조직은 포도당을 받아들이지 못하고 ‘혈당 교통’은 거침없이 뇌로 흐른다. 그리고 뇌에서 용량 초과가 발생하면 ‘인슐린 분비’라는 반대 명령이 내려진다. 그러면 근육 및 지방 조직에 있는 저장소가 열리고 포도당 흐름이 그곳으로 유도된다. 이후 나는 뇌와 물질대사에 관련한 다른 사람들의 연구 결과를 종합하여 2004년 이기적인 뇌 이론을 다음과 같이 체계화하여 발표했다.

- 뇌는 우선 자신의 에너지 충만 상태를 조절한다. 

이를 위해 뇌는 스트레스 시스템을 활성화하고, 

스트레스 시스템은 몸에 저장된 에너지를 뇌로 끌어들인다

(뇌로 통하는 도로에 녹색등이 켜진다).

- 곧이어 스트레스 시스템은 다시 휴지 상태로 복귀한다. 

이제 몸의 에너지 저장소를 다시 채우기 위한 영양 섭취가 이루어진다

(몸으로 통하는 도로에 녹색등이 켜진다).

뇌의 이기성은 뇌 자신만을 위한 것이 아니다. 오히려 뇌의 이기성은 진화적인 장점이다. 선사 시대 인간은 항상 영양부족과 환경의 위험에 노출되어 있었다. 여기에 적절하게 대응하려면 무엇보다도 뇌가 제대로 기능하는 것이 중요했다. 감각이 예민해야 했고, 위험한 상황에서 옳은 결정을 내려야 했다. 따라서 결론은 “모든 에너지를 통제 본부로!”였다. 과거 영양 부족의 시대에 우리 뇌의 정상적인 기능을 보장해 준 이 메커니즘은 지금도 우리 몸 안에서 작동한다. 이 메커니즘이 원활하게 작동할 때 우리는 영양 과잉에도 불구하고 날씬한 몸매를 유지할 수 있다. 반대로 이 메커니즘에 장애가 생기면 우리는 뚱뚱해진다.

뇌가 주문하는 에너지: 하루에 설탕 한 잔 - 포도당은 물질대사에서 가장 인기 있는 에너지원이다. 평범한 조건에서 사람은 하루에 포도당 200그램을 섭취한다. 200그램 가운데 130그램을 뇌 혼자서 소비한다. 이것은 가정용 설탕 130그램(커피 한 잔 분량)에 해당한다. 그만큼의 당이 매일 우리 뇌로 운반되고 소비된다. 원리적으로 뇌는 일류 호텔에 투숙한 까다로운 손님처럼 완벽한 서비스를 요구하면서 호텔직원(몸의 다른 기관)들을 밤낮 부려먹는다. “혈액 속에 에너지가 충분히 많은가? 그 에너지가 신속하게 뇌에 도달하는가? 에너지를 공급할 준비가 되어 있는가? 다음번 공급 때까지 얼마나 오랜 시간이 걸리는가?” 이런 질문을 던지며 상황을 챙기는 시스템이 행사하는 조달 압력은 엄청나서 우리 삶에 끊임없이 영향을 미칠 것이다. 몸을 이런 요구에 강제로 맞출 만큼 강한 힘으로 뇌가 갖고 있는 것은 오로지 스트레스 시스템뿐이다. 스트레스 시스템으로 몸이 뇌의 명령에 따르도록 만드는 것이다. 일상생활에서 우리가 스트레스 상황에 놓이면 극심한 허기가 발생하고, 뇌가 잠깐 동안이라도 출력을 높이면 극심한 피로가 몰려오는 이유는 뇌에서 엄청난 에너지를 몸에 주문하기 때문이다.

뇌의 에너지 관리 - 뇌는 자신의 에너지 수요를 파악하는 장본인이자 뇌 자신에 공급되는 에너지를 통제하는 장본인이기도 하다. 이를 위한 주요 통제 중추는 ‘복내측 시상하부(VMH)’이다. 이 부위는 뇌간 상부에 자리 잡고 있다. 뇌의 가장 중심에 있는 것이다. 이곳에서 ‘아데노신3인산(ATP)’ 센서의 도움을 받아 에너지 수요를 파악한다. ATP는 세포 내 에너지 통화라고 할 수 있는데, 모든 세포는 ATP를 감지하고 활용하여 자신의 임무를 수행한다. 신경세포의 ATP 센서가 뇌에 에너지가 필요하다는 것을 포착하면, VMH는 생화학적 신호 물질의 형태로 ‘에너지 공급!’이라는 메시지 카드를 발급한다. 이 소식을 암호로 만들어 전달하기 위해 뇌는 자신이 보유한 최강의 카드를 사용한다. 즉, 스트레스 시스템을 사용하는 것이다. ATP가 부족해지면, 그런 기미가 보이기 무섭게 VMH는 몸으로 내려가는 스트레스 신경 경로를 통해 췌장에 ‘인슐린 분비 억제!’라는 명령을 내린다. 그리하여 혈중 인슐린 농도가 낮아지면, 근육과 지방은 포도당을 흡수하지 못하게 된다. 인슐린은 포도당 저장소를 여는 열쇠이기 때문이다. 하지만 뇌는 인슐린 없이도 에너지를 흡수할 수 있다. 이렇게 인슐린 억제 명령을 내림으로써 뇌는 저장 기관으로 가는 에너지 흐름을 일시적으로 끊고 가용한 포도당의 대부분을 독차지한다. 이러한 ‘뇌-당김(brain-pull)’ 과정은 뇌의 에너지 조달에서 결정적으로 중요하다.

그런데 근육, 지방, 간 등의 포도당 저장소가 이미 비어 있는 경우에는 어떻게 될까? 이 경우에는 뇌간 상부, 정확하게는 외측 시상하부(LH)에서 당김 신호를 발령한다. 그 신호로 인해 우리는 에너지 부족 정도에 따라 식욕부터 극심한 허기까지 굶주림의 모든 단계를 느낀다. 이 신호가 발휘하는 힘을 일컬어 ‘몸-당김(body-pull)’이라고 한다. 이때 몸은 자신의 에너지 충만 상태에 맞게 에너지를 끌어당긴다. 즉 음식을 섭취하는 것이다. 그런데 부엌과 냉장고가 텅 비었다고 가정해 보자. 당장 배가 고프다면 우리는 음식을 사오지 않을 수 없다. 이 대목에서 세 번째 힘, 즉 음식 마련을 유도하는 ‘탐색-당김(search-pull)’이 작용한다. 탐색-당김은 막강한 힘이다. 위기 상황에서는 그 힘이 자연의 힘만큼 강해져 사람을 도둑이나 거지로 만들고, 평화를 위협하고, 사회를 파괴할 수 있다. 문명화한 사람들도 여섯 끼만 굶으면 식량을 구하기 위해 죽기 살기로 싸움에 나선다고 한다.

이기적인 뇌의 탄생 - 인간은 진화 역사에서 갈수록 운동 능력을 잃음과 동시에 뇌의 에너지 확보 측면에서는 더 유능해지고 있다. 극단적인 영양 부족에 시달리는 아기들의 모습은 뇌의 에너지 확보 능력을 분명하게 보여준다. 세계의 전쟁 및 기아 지역에서 촬영한 아기들의 모습을 뉴스에서 살펴 보자. 엄마 품에 안긴 갓난아기들은 배가 고파 보챈다. 아기의 머리는 깡마른 몸에 어울리지 않게 크고 무겁다. 이런 아기들은 임신 기간부터 심한 영양 부족을 겪는다. 이런 경우 태아의 뇌는 ‘뇌 절약(brain sparing)’을 실시한다. 이 비상 프로그램은 에너지 부족 상황에서도 뇌가 최적의 에너지를 공급받도록 해 준다. 대신 태아의 몸은 에너지 사용을 줄인다. 다른 장기의 결함은 출생 뒤에 운이 좋아 영양 섭취를 개선하면 복구될 수도 있지만, 뇌의 발달 장애는 복구되지 않기 때문이다. 태아의 뇌는 형성 중인 자기 몸의 에너지 경제뿐 아니라 어머니의 에너지 경제도 통제한다. 태아는 에너지가 부족하다는 것을 어머니에게 알리기 위해 자신의 부신에서 코르티솔을 분비한다. 태아의 코르티솔은 어머니의 스트레스 시스템에 영향을 미침으로써 자신의 존재를 알린다. 태아의 뇌를 위한 에너지를 확보하려면, 어머니는 몸-당김을 강화해야 한다. 그 결과는 임신을 해 본 여성이라면 누구나 잘 알고 있는 강렬한 배고픔이다. 어머니가 에너지를 풍부하게 섭취하면, 태아도 결국 에너지를 공급받게 된다.

한밤의 발작적 배고픔 - 식욕은 조절하기 어렵고 일부 사람들의 경우에는 결코 충족되지 않는다. 그들은 항상 먹어야 한다고 느낀다. 심지어 자는 동안 식욕에 사로잡히는 사람도 있다. 이것은 이례적인 일이다. 밤중에는 배가 고프지 않은 것이 정상이기 때문이다. 우리의 뇌는 숙면 시간에는 절약 모드로 작동한다. 절약 모드에서 뇌의 에너지 소모는 낮 시간의 최대 40%에 불과하다. 그런데도 어떤 사람들은 한밤에 깨어나 심한 배고픔을 느낀다. 이런 현상을 이해하기 위한 열쇠는 오렉신(orexin)이다. 신경 전달 물질 오렉신은 외측 시상하부의 뉴런에서 생성된다. 이 신호 물질은 ‘수면-깨어 있음’ 리듬에서 중요한 구실을 한다. 오렉신은 우리를 말똥말똥 깨어 있게끔 하고, 주의를 집중하게끔 한다. 이 매혹적인 신호 물질은 3중 기능을 한다. 깨어 있음 상태의 활성화, 몸-당김 과정에서 영양 섭취를 위한 프로그램 발동, 탐색 행동에 대한 보상 추진이 그것이다. 그러므로 우리가 밤중에 오렉신 분비 증가로 음식을 먹는다면, 그 신호 물질의 명령을 충실히 이행하는 것이다.

우리가 한밤에 깨어나 냉장고로 걸어가는 것은 그보다 먼저 시상하부에서 이루어진 측정을 통해 뇌에 공급되는 에너지가 너무 적다는 게 드러났기 때문이다. 그 결과 오렉신이 분비되는 것이다. 이것은 몸-당김을 활성화하라는 신호이다. 즉 에너지를 외부에서 끌어들여야 한다. 잠에서 깨어나 음식을 먹어야 한다. 대부분의 사람들은 몸-당김을 활성화하는 오렉신 신호가 어떤 느낌을 유발하는지 몸소 체험한다. 하지만 오렉신 신호를 밤에 체험하는 사람은 드물다. 오히려 낮에 우리를 깨어 있게 하고, 먹을거리를 탐색하도록 하는 기능을 한다. 끊임없는 오렉신 신호는 각 당김들 사이의 세력 균형이 깨졌음을 알려주는 증상일 수도 있다. 실제로 뚜렷한 몸-당김 행동은 뇌-당김이 부실하다는 것을 암시한다. 한밤에 깨어나 냉장고로 걸어가는 행동은 뇌로의 포도당 공급에 문제가 있음을 보여준다.

2부 뇌는 어떻게 몸을 희생해 에너지 위기를 해결하는가

전반적 침묵: 뇌 속의 고요 - 이기적인 뇌는 항상 자신의 에너지 충만 상태를 좁은 범위 안에서 일정하게 유지하려 애쓴다. 계산에 철저한 가장이 가계 수지를 마이너스로 떨어뜨리지 않는 것처럼 뇌는 에너지(ATP) 보유량이 눈에 띄게 떨어지는 걸 허용하지 않는다. 에너지 보유량이 떨어지면 뇌는 수입을 늘리고(스트레스 시스템을 통해 더 많은 에너지를 주문), 지출을 줄인다(몸과 뇌에서 에너지를 절약). 제1형 당뇨병 환자는 인체의 면역체계가 인슐린을 생산하는 췌장의 베타세포를 공격해서 파괴하여 생기는 병이다. 의학은 이 극적인 증상에 인공 인슐린 투여로 대처한다. 약물 치료를 잘 받는 당뇨병 환자는 기대 수명이 정상인과 거의 같다. 그런데 뇌는 인슐린 주사에 어떻게 반응할까? 다시 말해 인슐린이 신경계의 통제 없이 혈류에 도달하면 뇌는 어떻게 반응할까?

루카스는 일곱 살 때 당뇨병 진단을 받았다. 그는 10년 동안 인슐린을 거르지 않고 주사해 왔지만 현재는 위험한 저혈당 상태(당뇨병 환자가 전형적으로 겪는 급성 에너지 위기)가 과거보다 더 신속하고 감지할 수 없게끔 찾아온다. 특히 몇 주 전 학교에서 실신한 다음에는 더욱 조심한다. 당시 그의 몸 안에서 무슨 일이 일어났을까? 생존에 필요한 것을 제외한 모든 뇌 기능이 갑자기 정지되었다. 그로 인해 루카스는 그 자리에서 순식간에 쓰러졌다. 학자들은 이런 현상을 뇌 대부분이 고요해진다는 뜻으로 ‘전반적 침묵(global silencing)’이라고 한다.

제1형 당뇨병은 점진적인 뇌-당김 약화를 동반한다. 뇌는 음식에서 직접 흡수한 포도당에 점점 더 많이 의존하게 되고, 몸의 저장소에서 나온 포도당에는 점점 더 적게 의존한다. 그 결과는 극심한 허기에 시달리는 것이다. 이렇게 되면 몸은 평소보다 훨씬 더 많은 에너지를 섭취해 뇌로의 기본 공급량을 채워야 한다. 이러한 2차 계획으로도 에너지를 충분히 확보하지 못하면, 뇌는 3차 계획으로 전환한다. 이것은 에너지 절약 계획이다. 뇌는 생존에 필수적이지 않으면서 에너지 소비는 많은 시스템부터 출력을 낮춘다. 그러면 체온이 낮아지고 근육이 피로해진다. 급박한 상황에서 뇌로의 에너지 공급이 계속 줄어들면 최종 위기가 닥친다. 뇌의 보유 에너지가 뉴런의 생존이 위태로울 정도로 적으면 대뇌의 활동을 멈추는 중앙 차단기가 내려간다. 에너지가 부족한 상황에서 뇌가 계속 작동하면 신경세포의 대량 사멸이 불가피하기 때문이다. 활동정지는 뇌를 살리기 위한 최후 수단인 셈이다. 하지만 의사가 포도당을 주입하면, 루카스의 뇌는 즉시 다시 활성화된다.

제1형 당뇨병의 진행은 뇌-당김이 쇠퇴하는 과정이다. 루카스가 처음 저혈당 상태에 빠졌을 때 그의 뇌는 격렬한 스트레스 반응으로 대처했다. 하지만 저혈당 상태가 반복되면 스트레스 반응이 점점 약화된다. 뇌-당김이 약화되는 것이다. 저혈당 상태가 반복될 때마다 뇌-당김은 과부하를 받게 된다. 이것은 뇌-당김의 유연성에 악영향을 미치고, 뇌-당김이 쇠퇴하는 원인이 된다. 루카스의 뇌는 몸의 저장소에서 에너지를 끌어내는 데 필요한 교감신경계의 조절 메커니즘을 추가로 잃게 된다. 이제 그는 뇌를 위한 연료를 충분히 주문할 수 없다. 뇌-당김의 약화가 계속 진행되면 거기에 딸린 경보 시스템도 망가진다. 이제 저혈당 상태가 닥쳐도 실신하기 전까지는 아무것도 감지하지 못한다. 그렇다면 루카스 같은 환자는 저혈당으로 인한 혼수상태를 피할 수 없는 것인가? 가능한 대책이 하나 있다. 몸의 스트레스 반응이 없더라도 저혈당 상태가 다가올 때 뇌에서 일어나는 증상이 존재한다. 바로 에너지 절약에 따른 증상(피로, 흐릿한 시각, 불안정한 걸음걸이)이다. 이런 신호는 간단히 알아챌 수 없기 때문에 환자는 그 경고 신호를 올바로 감지하고 해석하는 법을 연습을 통해 배워야 한다.

시험대에 오른 당뇨병의학 - 제1형 당뇨병은 에너지를 잃는 병이다. 제1형 당뇨병은 췌장의 베타세포가 망가져 인슐린 생산 능력을 잃기 때문에 혈당 수치의 극적인 상승이 일어난다. 에너지를 붙잡고 저장할 수 없는 상태가 되는 것이다. 한편 제2형 당뇨병에 걸린 환자는 제1형 환자와 마찬가지로 혈당 수치가 높지만, 이는 포도당 저장에 관여하는 호르몬인 인슐린이 부족해서 그런 것이 아니다. 오히려 제2형 환자의 혈중 인슐린 수치는 정상인보다 훨씬 높으며 점점 더 높아지는 경향이 있다. 즉 제2형 당뇨병은 에너지가 넘쳐나는 병이다. 제2형 당뇨병의 원인은 오랫동안 수수께끼였다. 하지만 우리는 이기적인 뇌 이론을 통해 이 병의 발생을 설명할 수 있게 되었다.

음식섭취로 외부에서 에너지를 공급받을 때마다 혈액은 에너지 과잉 상태가 된다. 이로써 몸이 직면하는 최종 보관 문제는 점점 더 커진다. 잉여 에너지를 어디에 쌓아둘 것인가? 처음에는 지방 조직이 저장소 구실을 한다. 이 전략은 비만을 가져오지만 한동안 유효하다. 하지만 저장소가 꽉 차면 어떻게 해야 할까? 결국은 신장을 통해 포도당을 배출하는 것만이 혈당 수치의 상승을 막는 유일한 길이다. 이것이 의학에서 말하는 본격적인 제2형 당뇨병이다. 이때부터 체내의 주요 에너지 운반체인 당이 심각한 골칫거리가 된다. 남아도는 당은 물질대사 과정에서 에너지 쓰레기로 취급된다. 에너지 쓰레기는 보관하거나 배출해야 한다. 그렇지 않고 혈관 속을 돌아다니면 여러 가지 심각한 피해를 인체에 입히게 된다. 혈류장애로 실명이나 신부전증을 일으킬 수 있다. 여기서 뇌의 이기주의에서 비롯된 결과가 여실히 드러난다. 뇌는 일단 자신과 몸에 공급할 에너지를 확보함으로써 에너지 우기를 피한다. 그러면서 그 선택에 따른 부담과 피해를 마치 다국적 에너지 기업처럼 외부화하여 몸에게 떠넘긴다.

다이어트가 부질없는 이유 - 에너지 부족에 시달리는 뇌는 굶주림과 살빼기 노력을 구분하지 못한다. 뇌는 이 두 가지 위기에 똑같이 반응한다. 스트레스 시스템의 고출력 작동은 뇌로 에너지를 보내라는 침묵의 외침이다. 다만, 싸움의 결말만 다르다. 치열한 전쟁터에서 참호 속에 웅크린 병사는 영양을 섭취하라는 스트레스 시스템의 외침을 듣지 못한다. 반면 다이어트 중인 사람 곁에는 영양 섭취라는 선택지가 항상 있다. 다이어트 중에는 영양 부족 상태가 인위적으로 유발된다. 사실, 먹을거리는 널려 있다. 따라서 거의 모든 사람은 조만간 스트레스 시스템의 끊임없는 에너지 요구에 굴복해 다시금 많이 먹기 시작한다. 다이어트는 실패하고, 순식간에 요요 현상이 일어나 몸무게는 매번 중립 체중으로 돌아온다.

살빼기 노력으로 스트레스를 받는 기간이 길면 길수록 코르티솔이 인체에 일으키는 피해는 더 많이 쌓인다. 뇌는 점점 더 음식 찾기에 몰두하고 다른 일은 거의 하지 못한다. 코르티솔의 지속적인 힘이 다이어트 의지를 야금야금 허물어뜨리면, 악명 높은 극심한 허기가 발작적으로 닥친다. 결과적으로 우리는 일반적인 다이어트 혹은 저칼로리 식단을 포기하게끔 된다. 중립 체중을 회복하려는 뇌가 승리하는 것이다. 이는 좋은 일이다. 이제 뇌는 애쓰지 않아도 에너지를 얻고 스트레스 시스템은 다시 쉴 수 있으니 말이다. 세포 물질대사 항상성과 감정 항상성이 복구된 것이다! 살빼기 의지는 항상성에 맞서기에는 미약한 존재다. 어떤 이들은 다이어트 실패를 인격적인 실패로 느끼지만 말이다.

3부 과체중과 당뇨병의 진짜 원인: 예방과 출구

손상된 기억 유전자 - 이제 우리는 과체중자들이 에너지 분배 장애에 시달리고 있음을 알았다. 그들의 뇌는 적당량의 에너지를 공급받는 반면, 몸에는 에너지가 넘쳐난다. 이러한 에너지 분배 장애는 뇌-당김의 경쟁력 부족에서 비롯된다. 과체중자가 살을 빼기 위해 덜 먹기로 결심하는 것은 원인을 외면하면서 증상을 없애려는 것과 같다. 뇌-당김의 경쟁력이 부족하면 스트레스 시스템은 휴지 상태로 복귀하지 못한다. 이것이 과체중의 진짜 원인이다. 중요한 것은 과체중자가 살을 빼기 위해 무엇을 할 수 있느냐고 묻는 것이 아니다. 오히려 스트레스 시스템을 안정적인 휴지 상태로 복귀시키고 다시 좋은 기분을 되찾기 위해 무엇을 할 수 있느냐를 물어야 한다. 그래야 우리 뇌는 점점 더 많이 먹는 비상 대책에 의지하지 않고 활기찬 균형에 도달할 수 있다.

컴퓨터가 먹통이 되면 그 원인은 세 가지 유형이다. 하드웨어 결함, 소프트웨어 결함, 컴퓨터 바이러스 따위의 거짓 신호 때문이다. 우리 뇌는 컴퓨터와 유사하므로 뇌-당김의 경쟁력 부족을 일으키는 원인을 동일한 원리로 분류할 수 있다. 페트로 주보틱은 한때 날씬한 몸매의 유망한 핸드볼 선수였다. 하지만 오토바이 사고를 당한 후 그의 몸은 고도 비만으로 변했다. 걷기조차 힘들고 계단을 오를 때는 쉬어야 했다. 원인은 사고 당시 뇌진탕으로 인해 뇌에서 분비되는 성장호르몬이 감소했기 때문으로 추측된다. 이처럼 뇌 부상(하드웨어 손상)은 인체의 물질대사 조절에 지속적으로 악영향을 끼쳐 고도 비만을 일으킬 수 있다. 이것은 동물 실험으로도 입증된 사실이다.

만성 스트레스는 우리의 뇌를 어떻게 프로그래밍할까 - 현대인에게 스트레스는 피할 수 없는 것이다. 모든 스트레스 요인이 만성 스트레스를 일으킬 수 있지만 반드시 그런 것은 아니다. 하지만 원리적으로 이렇게 말할 수 있다. 당사자가 각각의 스트레스 요인을 관리하고 상황을 다스릴 수 있다면, 만성 스트레스는 발생하지 않는다. 이렇게 할 수 있는 사람은 높은 자존감과 건강을 유지한다. 뇌 구조 또한 건강하게 보존한다. 반면 지속적으로 스트레스 요인과 맞닥뜨리는 사람에게 대처전략이 없거나 불충분하면 해롭고 유독한 스트레스가 발생한다. 그런 사람은 끊임없이 역동항상성 부하를 받고 결국 이에 굴복한다. 신체적, 정신적으로 병이 드는 것이다. 뇌 구조는 온전하게 보존되지 않는다. 이 유형의 사람들은 두 집단으로 나눌 수 있다. 한 집단은 스트레스 시스템을 줄곧 고출력으로 가동해 뇌-당김의 경쟁력을 유지한다. 이들은 덜 먹고 체중이 줄지만, 부하가 너무 커지면 우울증에 걸린다. 다른 집단은 스트레스 시스템을 지속적인 부하에 적응시킨다. 즉, 스트레스 시스템의 작동을 누그러뜨린다. 그 결과 이들의 뇌-당김은 경쟁력을 잃는다. 이들은 더 많이 먹고 체중이 늘지만, 우울증에 걸릴 위험은 낮다. 어떤 경우든 만성 스트레스를 강하게 받는 사람은 조만간 우울증에 걸리거나 뚱뚱해진다.

프로그래밍된 식욕 - 조건화란 특정 자극에 반응을 보이도록 만드는 복잡한 학습 과정을 말한다. 우리는 다양한 신호를 영양섭취와 연결해 사람을 조건화할 수 있다. 예를 들어 음식을 먹는 도중 특정한 큐(예: 음악, 광고)를 보거나 듣는 것이다. 이런 자극이 뇌에 도달하면 외측 시상하부를 통제하는 편도체의 기능이 약화된다. 이렇게 되면 큐는 에너지 부족이 임박했다는 확신을 뇌에 심어줄 수 있다. 실제로는 혈액 속에 충분한 포도당이 있는 상황에서도 말이다. 실제로는 에너지를 충분히 공급받는 뇌가 큐에 반응해 뇌-당김을 억제하고 영양 섭취를 준비한다. 이 같은 큐와 음식 섭취 사이의 연결은 편도체에서 학습되고 고착된다. 조건화가 이루어진 상태에서 큐가 주어지면, 반응은 매번 동일한 패턴으로 진행된다.

우리는 큐의 홍수 속에 산다. TV 광고는 큐 덩어리다. TV 광고에서 식품, 음료, 술이 차지하는 비중은 놀랄 만큼 크다. 실험 결과 식품 광고는 아동의 TV 시청 중 음식 섭취 행동에 영향을 미친다고 한다. 이것은 광고가 음식 큐를 송출해 광고를 시청하는 아동의 뇌 물질대사 프로그램에 개입함을 의미한다. 우리는 큐가 뇌 물질대사와 몸무게에 미치는 영향을 과소평가하지 말아야 한다. 모든 큐는 뉴런의 학습과정을 유발한다. 다수의 큐는 컴퓨터 소프트웨어와 마찬가지로 일부 뇌 구역을 재프로그래밍할 수 있다. 그리고 불행히도 이 변화는 아주 근본적이어서 되돌릴 수 없다.

거짓 신호 - 우리 뇌를 에너지 위기에 빠뜨리고, 과체중을 초래하는 것은 큐와 스트레스 경험만이 아니다. 음식 자체도 에너지 대사의 프로그래밍 오류를 유발할 수 있다. 생리학적으로 볼 때 음식은 탄수화물, 단백질, 지방으로만 이루어진 것이 아니라 뇌를 향한 중요한 메시지들로도 이루어졌다. 우리는 그 메시지들을 감각 지각을 통해 수용하고 해독한다. 그런데 이 정보를 인위적으로 생산하거나 왜곡하면, 뇌에서 소프트웨어 오류가 발생할 수 있다. 컴퓨터 바이러스가 하드디스크를 조작하는 것과 유사하게, 음식에서 유래한 거짓 신호는 뇌의 음식 인지와 에너지 분배를 위한 프로그램을 바꿔 놓을 수 있다.

오늘날 우리는 새로운 미각 혁명을 겪는 중이다. 이 혁명은 인류 역사에서 유래가 없다. 현대 식품 산업에서는 어떤 제품에든지 임의의 정보를 실을 수 있다. 섬유질, 단백질, 지방을 결합할 수 있고, 방향 물질과 화학조미료로 제품에 원하는 맛을 부여할 수 있으며, 기타 첨가물로 부드러운 촉감과 매혹적인 색깔을 입힐 수 있다. 오늘날 우리가 바나나 우유를 주문하면, 서로 전혀 다른 두 가지 음료가 나올 수 있다. 하나는 그냥 우유에 바나나를 넣고 믹서로 갈아서 만든 음료이고, 다른 하나는 물, 분유, 인공 바나나향, 옥수수당이나 인공 감미료로 이루어진 영양 많은 액체이다. 혀의 미각 중추는 단맛을 보내는데, 정작 입속의 식품에는 당이 들어 있지 않다면 어떻게 될까? 이런 거짓 신호는 컴퓨터 하드디스크를 불법 점유하는 악성 소프트웨어 트로이 목마에 비유할 수 있다. 트로이 목마는 소프트웨어를 변화시키지만 처음에는 그 변화가 드러나지 않는다. 영양 섭취 분야의 트로이 목마인 거짓 신호는 우리가 의식하지 못하는 사이 우리의 뇌-당김과 물질대사를 재프로그래밍한다. 거짓 신호는 공업적으로 생산한 식품에만 들어 있는 것이 아니라 의약품, 불법 약물, 술에도 들어 있다.

인공감미료는 식품에 가장 흔하게 들어 있는 거짓 정보 운반체 중의 하나이다. 식품업계는 인공감미료의 체중 감량 효과를 장담하면서, 인공감미료를 첨가한 레모네이드는 설탕이 들어간 동량의 음료보다 칼로리 함량이 훨씬 적다고 장담한다. 문제는 이 정보가 에너지 대사를 담당하는 뇌 부위에 전혀 도달하지 않는다는 것이다. 오히려 정반대로 사람이 레모네이드를 마시면, 단맛이 신호 구실을 해서 뇌는 곧 포도당이 유입된다는 통보를 받는다. 그런데 정작 혈류에는 포도당이 유입되지 않는다. 따라서 뇌는 어리둥절하다. 거짓 단맛 신호를 해석하지 못하는 것이다. 이런 일이 잦을수록 혼란은 가중된다. 뇌는 이런 불확실한 상황을 영양 위기로 해석하기 시작한다. 거짓 신호에 거듭 속고 나면 뇌는 위기 경보를 발령한다. 내용은 “더 많은 영양분이 필요해!”이다. 단맛 신호가 진짜이건, 거짓이건 간에 어쨌든 음식을 더 많이 먹으면 에너지를 확보할 수 있기 때문이다. 이렇게 되면 장기적으로 몸무게가 늘어날 수밖에 없다.

과체중의 참된 원인을 알아내고 제거하기 - 과체중은 현대 의학을 난감하게 만든 병이다. 과체중 앞에서 약리학은 철저히 실패했고, 외과 수술은 해명되지 않은 위험과 부작용을 동반한다. 그렇다면 과체중을 다스리는 다른 길이 있을까? 이기적인 뇌 이론에서 우리는 과체중을 다스리는 새로운 치료 원리를 얻을 수 있다. 중요한 것은 뇌 에너지 항상성과 감정 항상성이 깨질 때 과체중이 발생한다는 인식이다. 감정 항상성을 유지할지 여부를 결정하는 주요 주체는 스트레스 시스템이므로, 성공적인 치료의 본질적 전제 조건은 ‘우리의 스트레스 시스템이 안정적인 휴지 상태에 도달할 수 있다’는 것이다. 영양 섭취를 늘리거나 약을 사용하는 보조 수단에 의지하지 않아도 스트레스 시스템이 휴지 상태에 도달할 수 있어야 한다. 환자가 뇌 에너지 항상성과 감성 항상성을 회복하는 데 성공하면 그 부수 효과로 환자의 몸무게는 정상화된다. 이 치료법의 주요 목표는 일차적으로 체중 줄이기가 아니라 환자의 감정 항상성을 회복시키는 것이므로, 이런 치료 전략이 감정에 초점을 맞추는 것은 놀라운 일이 아니다.

물질대사 교육: 우리 아이들을 날씬하게 키우는 법 - 뇌가 하는 모든 스트레스 경험은 뇌-당김의 설정에 영향을 미친다. 따라서 스트레스 대처법을 학습하면 뇌의 에너지 조달 전략이 바뀌는 효과도 발생한다. 이러한 학습에 이름을 붙인다면 <물질 대사 학습>이 가장 적합하다. 왜냐하면 뇌-당김을 최적화하는 이 학습 과정은 물질대사 신호등을 제어하는 소프트웨어에서 일어나기 때문이다. 모든 사람들은 이 뇌-당김 프로그램이 정상으로 설정된 상태에서 태어난다. 하지만 삶을 살아가는 동안 우리의 물질대사 운영 시스템은 끊임없는 업데이트를 통해 새로운 환경에 적응해야 한다. 이런 업데이트가 일어나지 않거나, 또는 그릇된 프로그래밍이 이루어지면, 물질대사 운영 시스템의 성능이 떨어진다. 그러나 뇌-당김은 물질대사 조절을 위한 단순 프로그램의 수준을 훨씬 뛰어넘는다. 뇌-당김은 일종의 재능이다. 우리는 음악성이나 운동 재능을 훈련하듯 뇌-당김을 훈련하고 육성할 수 있다. 이런 재능은 키워주지 않으면 쇠퇴한다. 물질대사 학습에서 우리는 뇌-당김을 학습할 수 있다. 즉 뇌가 스트레스 상황에서 음식 섭취 등의 보조 전략에 의존하지 않고 에너지를 최적으로 확보하는 능력을 훈련한다.

내 주위에는 텃밭을 가꾸거나, 과일과 채소로 저장 식품을 만들거나, 직접 채취한 나물로 수프를 끓이는 사람이 거의 없다. 날마다 신선한 재료로 요리를 하는 가족은 찾아보기 어렵고, 가족이 함께 식사를 하는 경우도 드물다. 사회경제적 지위가 낮은 가정의 아이들은 소득과 교육 수준이 높은 가정의 아이들보다 패스트푸드, 과자, 단것을 훨씬 자주 먹는다. 미국에서는 부엌 없는 집에 세 들어 사는 사람이 점점 늘어나고 있다. 전자레인지 하나면 충분하다는 것이다. 이런 식으로 자연과 등진 식생활에 우리는 차츰 익숙해지고 있다. 이런 변화가 우리의 뇌-당김, 더 중요하게는 우리 아이들의 영양 섭취 관련 지식과 능력에 어떤 영향을 미칠까? 연구 결과 뇌-당김이 우리의 식생활에 반응하고 적응하는 방식은 선천적으로 정해지는 것이 아니라, 여러 해에 걸쳐 형성된다고 한다. 몇 가지 기본 정보만 내장되어 있고 나머지는 학습해야 하는 것이다. 뇌-당김을 조절하는 주체(예: 편도체)들은 다양한 상황에서 최적의 물질대사를 실현하기 위해 경험을 필요로 한다. 미각 신경과 뇌의 미각 중추들도 맛보기를 통해 얻은 지식에 의지해 먹을거리를 식별한다. 이런 경험이 부족하면 나쁜 결과가 발생하기 마련이다. 이것을 방지하려면 우리는 집이나 학교에서 아이들에게 음식과 뇌-당김을 다루는 법을 가르쳐야 한다.

책의 큰 틀은 뇌가 건강하게 살수있게 한다면

과체중이나 1형 당뇨병 같은 경우는 해결할 수 있다고 한다

뇌의 항상성을 유지 시켜야 한다는 것이다

잘 먹고

-많이 먹는 것이 아닌 좋은 식품의 섭취

잘 싸고

잘 자면

뇌는 건강해진다는 내용이다

전문적 내용이지만

말하는 골자는 의학으로 뇌를 판단하지 못한다는 것이었다.

이후

스트레스에 대한 책도 올리겠지만

스트레스를 제로로 만든다고 해서 뇌가 항상성을 유지하지는 않는다

인류의 개체수 만큼 인류의 뇌는 각자 진화하고 있다.

이기적 유전자가 훨씬 설득력 있었다.

우리는 각자의 경험이 나만의 기억을 형성하여

나를 형성하고

어떤 이는 바람냄새에 어린시절 즐거운 기억을, 

다른이는 비린내나는 악취를

기억해 낸다.

한 사람 한사람의 스트레스를 어떤식으로 해결하고 뇌-당김 조절을 정상화 시킬 수 있는가?