가난은 뇌도 병들게 만든다!

가난은 뇌도 병들게 만든다!

[인간 성장 특히 아동기와 소년기 성장에 있어서 환경적 요인 아니면 천성적 요인에 따라 어떠한 변화가 있는가는 항상 첨예하게 대두되는 쟁점이다. 남가주대학 ‘뇌과학/창의력 연구소’는 환경적 요인 즉 가난이 뇌 성장에 미치는 영향을 연구하고 있다. 다시 말해서, 천성보다는 환경에 따라 어떠한 연쇄 반응이 일어나는지를 점검하고 있다. 따라서 뉴스위크는 그 진행과정과 결과를 보도했다(HOW POVERTY AFFECTS THE BRAIN). 본지는 그 내용을 2회에 걸쳐서 연재한다. ]

말랄라 유사프자이의 이야기를 들려주는 동영상이 재생됐다. 2012년 15세에 통학버스에서 탈레반의 총에 머리를 맞고도 살아남은 파키스탄 소녀다. “교육을 받고 싶었고, 의사가 되고 싶었습니다”라고 말한 소녀는 탈레반이 사람들의 얼굴에 염산을 붓거나 죽였지만 “나를 막을 수는 없다”고 말을 이었다. 남가주대학(USC) 뇌과학및창의력연구소(BCI)에서 노트북으로 유사프자이의 동영상을 보던 15세 소년은 무덤덤했다. 얼굴에는 표정이 없었고, 어깨는 앞으로 굽어져 있었다. 인터뷰 진행자가 소년에게 어떤 느낌을 받았냐고 묻자 아이는 어깨를 으쓱하더니 “모르겠어요”라고 말했다. 반응은 그게 다였다. 연구자는 커서 어떤 사람이 되고 싶냐고 질문을 이어갔다.

“좋은 사람이요”라고 소년이 답했다. “대학에 가고 싶니?” “네.” “대학을 졸업하면 뭘 할 계획이니?” “생각 안 해봤는데요.” “어떤 직업을 갖고 싶니?” “생각 안 해봤는데요.” 이 소년은 저소득가정 청소년 67명을 대상으로 문화와 가족관계, 폭력에 대한 노출 및 기타 변수가 인간 뇌 발달에 미치는 영향을 5년간 추적하는 USC 신경과학자 메리 헬렌 임모르디노-양의 연구에 피험자로 참여하고 있다.

캘리포니아 전역에서 모집한 청소년들에게 특정인의 인생 실화가 담긴 40개 동영상을 보여주고 이들의 뇌 반응을 지켜보는 실험이다. 동영상 중에는 유사프자이의 이야기처럼 영감과 감동을 주는 이야기도 있다. 피험자가 동영상을 지켜보는 동안 이들의 뇌반응은 MRI로 촬영하고 기록한다. 2년 후 피험자들은 BCI를 다시 방문한다.

연구소는 학습센터 및 대학 혁신허브다. MRI 촬영 연구소와 회의사무실, 현대예술 및 사진 갤러리, 문학 낭독회와 과학 발표 및 강연, 요요마 등의 예술가가 연주하는 공연 등이 개최되는 공간이다. 이곳에서 피험자들은 같은 실험을 반복하고 연구진은 2년이 지난 후 반응에 어떤 변화가 있었는지 살펴본다. 임모르디노-양의 연구는 발달단계에 있는 ‘가난의 뇌신경학’이란 연구 분야의 일환으로 진행 중이다. 뇌의 패턴과 환경 간 상관관계밖에는 밝혀지지 않았지만 연구진이 알려주는 결론을 보면 마음이 편치 않다. 가난과 연관된 환경 예를 들어 폭력, 지나친 소음, 가정불화, 오염, 영양실조, 학대, 부모의 실직 등의 요소가 성장 중인 어린 뇌의 신경 상호작용 및 형성·조직에 영향을 줄 수 있다는 사실이다.

최근 이 사안에 대한 공공담화를 활짝 열어젖힌 연구 결과가 2개 발표됐다. 첫 번째 연구에서는 빈곤가정 아이의 경우 기억을 관장하는 해마와 의사결정, 문제해결, 충동조절 및 판단, 사회적 혹은 감정적 행동을 관장하는 전두엽, 언어와 시각 및 청각정보 처리, 자기의식을 관장하는 측두엽 등에서 정보 처리 및 관리행동을 돕는 뇌조직 회백질이 적다는 사실을 발견했다. 지시 이행과 집중, 전반적 학습능력에 필수적이며 학습 성과를 좌우하는 뇌 부위가 제대로 발달하지 못했음을 보여주는 정보다. 지난해 미국의학협회지(JAMA)는 4-22세 사이 피험자 389명을 관찰한 연구 결과를 발표했다. 실험 참여자 4분의 1은 연방빈곤선(올해기준 4인가족 연소득 2만4230달러) 하위에 위치한 빈곤가정 출신이었다. 최빈곤층 가정 출신의 청소년은 회백질이 많이 감소해 있었고 표준화 시험에서 점수도 더 낮았다. 두 번째 연구는 지난해 네이처 뉴로사이언스지에 수록됐다. 3-20세 사이 피험자 1,099명을 관찰한 실험이다. 그 결과 저소득 가정의 청소년은 연소득 15만 달러 부유층 자녀 대비 뇌 면적이 적다는 결과가 나왔다.

“건강 및 학습결과에서 사회적 계급이 격차를 가져온다는 사실은 (오래 전부터) 알려져 있었다”고 하버드대학 아동발달센터 이사장 잭 숀코프 박사는 말했다. 그러나 신경과학이 발달한 요즘은 환경과 행동, 뇌 활동을 연계해서 문해력에만 중점을 둔 기존 조기교육 프로그램을 재설계하는 등 교육 및 사회정책에 놀라운 변화가 일어날 가능성을 열어주고 있다. 새로운 접근방식 덕분에 사회 및 감정적 발달에도 초점을 맞출 수 있게 됐다고 숀코프 박사는 말했다. 과학 발전으로 환경과의 관계 및 상호작용이 집중력을 통제하는 뇌 부위를 어떻게 발달시키는지 그 과정을 규명할 수 있기 때문이다. 이는 읽기 등의 학습 성적에도 영향을 줄 수 있다. “생물학 혁명이 일어나고 있다”고 숀코프 박사는 말했다. 그렇게 나온 새로운 연구 결과 덕분에 천성과 환경 중 무엇이 인간 지능에 영향을 주는지 이제서야 제대로 이해할 수 있게 됐다.

2013년 베르가라는 임모르디노-양의 연구에 피험자로 참여해 동영상을 보면서 MRI 촬영을 했다(베르가라는 암 말기진단을 받고 치료를 위해 레모네이드를 팔았던 한 소녀의 이야기를 지금도 기억한다). 실험에 호기심을 느낀 베르가라는 임모르디노-양이 인턴십을 제공한다는 사실을 알고 신청 명단에 이름을 올렸다. 그리고 인턴이 돼 동네에서 다른 피험자를 모집하는 일을 했다. 주민 중 43%가 연방빈곤선 미만으로 분류된 동네였다. 연구소 근무 전에도 베르가라는 자신의 삶을 부유한 동네 사람들이 어떻게 보는지, 연구팀이 왜 자신과 급우에 관심을 갖는지 알고 있었다. 그러나 사태의 심각성을 실감한 건 친구들의 MRI 영상을 본 후였다. “우리의 뇌는 다른 동네 아이들과 같은 방식으로 발달하지 못했다.”

그때까지만 해도 베르가라는 우리 몸의 스트레스 반응체계와 뇌 발달 사이에 연관관계가 있다는 사실을 미처 알지 못했다. 가난은 그 자체로 스트레스다. 갱단의 폭력이 급증하며 동네가 ‘열기에 휩싸일 때’를 자매는 확실하게 알고 있었다. 자신들이 사는 구역에서는 누가 평생 폭력단에서 일했는지, 초등학교 친구 중 폭력단 새 멤버로 입단한 사람은 누구인지도 알았다. 사람이 총에 맞는 걸 직접 본 적은 없지만 침실 밖에서 총알이 날아다니는 소리는 여러 번 들었다.

누군가 가슴에 총을 맞는 걸 직접 봐야만 폭력의 영향을 받는 건 아니라고 임모르디노-양은 말했다. 주변이 혼란스러우면 “세상이 무섭다는 걸 몸이 깨우친다”고 그녀는 말했다. “인정사정없는 위험한 세상이라 어떤 사건도 일어날 수 있다고 생각하면 사람은 선한 존재라고 믿을 수 없게 된다.” 이렇게 스트레스를 받는 상황에서는 뇌 구조가 변한다. 신경 시냅스의 연결이 변화하고 신경은 다른 방향으로 신호를 보낸다. 스트레스 호르몬이 과다 분비돼 뇌 전체에 퍼진다.

권총이 자신을 겨누면 싸울 것인지 도망갈 것인지 결정하는 ‘투쟁-도주(fight or flight)’ 반응에 돌입해 코티솔과 에피네프린 등의 호르몬을 분비하고 근육에 에너지와 힘이 모인다. 노르에피네프린과 아드레날린, 도파민 등의 신경전달물질이 편도체로 배출돼 심장과 폐가 빨리 뛰고 호흡이 가빠진다. 감정과 감각이 경계상태에 돌입하고 우리 몸은 자신을 지키기 위해 도망가거나 맞서 싸울 준비를 한다. 런던 킹스칼리지에서 강도 피해자 106명을 상대로 조사를 한 결과, 이들 중 33%가 외상후 스트레스 장애를 겪는다는 사실을 알아냈다. 타인에 대해 지나친 두려움을 느끼게 된 사람도 전체의 80%에 달했다.