과학자들 뇌에서 영혼의 흔적 발견했다[달콤한 사이언스]

의사의 사망선고가 들리면서 육체에서 빠져나와 천장에서 자신을 내려다보는 모습, 어두운 터널을 지나 갑자기 환한 빛이 있는 곳으로 나가는 모습, 멀리 떨어져 있는 가족이나 친지를 방문하는 것, 신의 목소리……. 판타지 영화나 드라마에서 자주 등장하고 서점가에서도 종교 분야에서 흔히 볼 수 있는 임사체험(Near-Death experience·臨死體驗)과 관련해 등장하는 흔한 이야기이다.

이런 이야기들에서 공통적 요소를 발견할 수 있다는 것 때문에 영혼이나 의식이라는 것이 있는지, 심장이 멈춘 후에도 완전히 사라지지 않는 의식이 있는지 궁금증을 불러일으킨다.

미국 미시건대 의대 분자·통합생리학과, 신경과, 심장내과학, 마취학과, 미시건 신경과학연구소, 의식과학 연구센터, 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원 마취과 공동 연구팀은 죽어가는 사람의 뇌에서 의식과 관련된 활동이 급증한다는 간접 증거를 발견했다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 5월 2일자에 실렸다.

의식은 철학적 또는 사전적으로는 ‘깨어 있는 상태에서 자기 자신이나 사물에 대해 인식하는 작용’을 의미하며 종교적으로는 영혼이라고 부르기도 한다. 뇌신경과학이 발달하면서 의식도 뇌에서 발생하는 뇌파 때문에 만들어지는 것으로 추정하지만 아직 명확히 그 존재가 확인되거나 원인이 규명되지는 못하고 있다.

▲ 신경계 중환자실에 입원했다가 심정지로 사망한 환자 4명의 뇌파기록을 조사한 결과 죽는 순간 뇌파 중 감마파의 활동이 폭발적으로 증가하는 것이 발견됐다. 감마파는 기억이나 꿈을 꿀 때 발생하는 뇌파이다.

미국 의학회 제공

이런 가운데 연구팀은 2014년부터 최근까지 미시건의대 부설 종합병원의 신경계 중환자실(NICU)에서 심정지로 사망한 환자 4명의 뇌파 기록과 활력 징후(바이탈 사인) 등을 분석했다. 4명의 환자는 모두 혼수상태였으며 신체적 반응은 없었고 가족의 허락을 받아 생명 유지

장치를 제거한 뒤 사망했다.

연구팀의 분석에 따르면 4명 중 2명은 인공호흡기를 제거하자 극도로 긴장하거나 흥분 상태에서 발생하는 진동이 빠른 뇌파로 알려진 감마파가 폭발적으로 증가하고 순간적으로 심박수가 증가했다. 감마파는 기억을 떠올리거나 꿈을 꿀 때도 활성화되는 뇌파로 알려져 있다.

이런 감마파 폭발은 뇌 측두엽, 두정엽, 후두엽 사이 교차하는 부분, 의식과 관련된 부분으로 추정되는 일명 핫존(hot zone)에서 감지됐다. 이 부분은 다른 뇌 연구에서 꿈, 간질환자의 시각적 환각, 마취 등을 할 때 의식 상태 변화와 관련 있는 부분이다.

그렇지만 나머지 2명의 환자에게서는 이런 감마파 폭발 현상이 나타나지 않고 심박수 증가도 관찰되지 않았다. 특히 이번에 관찰된 현상은 표본 수가 적고 환자가 사망했기 때문에 감마파 폭발 순간 어떤 경험을 했는지 알 수가 없기 때문에 확실히 의식 현상을 의미한다고 보기 어렵다고 연구팀은 밝혔다. 또 심장마비로 산소 부족 탓에 죽어가는 동물에게서도 유사한 감마파 폭발 현상이 나타나는 경우가 많아 확대 해석을 해서는 안 된다고 덧붙였다. 그러면서도 이번 연구는 그동안 밝혀지지 않았던 의식, 영혼에 대한 이해에 도움을 줄 것으로 기대한다.

연구를 이끈 지모 보르지긴 미시건대 의대 교수(신경학)는 “이번 연구 결과는 인간이 죽어가는 과정에서도 뇌에서 얼마나 생생한 이미지를 만들어 내는가를 간접적으로 보여주는 것”이라며 “죽기 직전 뇌에서 감마파가 폭발적으로 활동하는 것이 숨겨진 의식의 증거인지 아닌지는 추가 연구를 통해 분석해야 할 문제”라고 말했다.