[과학]손상된 뇌기능 되살릴 수 있다

오른 손을 움직이든(왼쪽), 왼손을 움직이든(오른쪽) 두 경우 모두 한 쪽 뇌가 활동함

뇌는 분업화된 기계이다. 어떤 부위는 시각 정보를 처리하고, 어떤 영역은 언어를 맡는다. 또 어떤 곳은 손가락 운동을 담당한다. 따라서 뇌의 특정 부위가 망가지면 그 부위가 관장하던 기능도 마비된다.

하지만 뇌의 일부가 손상돼도 다른 부위가 그 기능을 대신한다는 사실이 밝혀져 뇌 손상으로 고생하는 사람에게 새 희망을 던져주고 있다. 심지어 어떤 환자는 좌뇌가 손상되자 우뇌가 그 기능을 대신했다.

전북의대 김연희 교수는 “뇌는 신경세포가 죽으면 재생이 안되기 때문에 손상된 기능을 회복하기 어렵다고 보아왔다”며 “하지만 통념과 달리, 뇌는 끊임없이 스스로를 재조직하는 변화무쌍한 존재란 사실이 최근 밝혀지고 있다”고 말했다.

김 교수는 “이런 성질을 뇌의 ‘가소성’이라고 한다”며 “뇌의 재조직은 나이가 어릴수록, 남자보다는 여자, 재활치료 시기가 빠를수록 성공적이다”고 밝혔다. 따라서 뇌졸중이나 사고로 반신불수나 실어증에 걸릴 경우 그냥 방치해서는 안 된다. 자꾸 움직이고 말을 하게 해야 기능이 회복된다.

김 교수는 뇌졸중 등으로 왼쪽 대뇌의 언어영역에 손상을 입어 실어증에 빠진 7명의 환자에게 몇 달 동안 언어 훈련을 시켜 말을 할 수 있게 했다. 그리고 기능적 자기공명촬영(fMRI)으로 이들의 뇌를 관찰했다. 이 첨단기술은 뇌의 활동 부위를 영화처럼 동영상으로 볼 수 있게 해준다.

촬영 결과 놀랍게도 왼쪽 대뇌의 언어 기능이 오른쪽 대뇌로 이동한 사실이 밝혀졌다. 7명 모두 말할 때 오른쪽 대뇌가 활성화되는 것을 볼 수 있었기 때문이다. ‘지성의 뇌’인 좌뇌는 언어와 논리를 맡는다. 그런데 이들 7명은 ‘감성의 뇌’인 우뇌로 말을 하게 된 것이다. 이 연구 결과는 최근 ‘뇌학회지’에 발표됐다.

영남의대 장성호 교수는 최근 한쪽 뇌로 양쪽 팔다리를 모두 움직이는 놀라운 사람을 발견했다. 이 사람은 어머니의 뱃속에서 우뇌가 선천적으로 크게 손상된 채 태어났다. 이럴 경우 왼쪽 팔다리가 마비돼야 한다. 그런데도 이 사람은 가벼운 편마비 증상 외에는 큰 불편없이 20여년을 살아왔다.

이상하게 생각한 장 교수가 fMRI로 관찰한 결과 이 사람은 좌뇌에 왼쪽 팔다리로 가는 새로운 운동신경경로가 추가로 생긴 것으로 밝혀졌다. 좌뇌가 양쪽 팔다리를 모두 컨트롤하게 된 것이다. 이는 모노앰프로 스테레오 사운드를 내는 것과 같다.

대뇌의 운동피질이 손상되자 감각피질이 운동기능을 갖게 된 교통사고 환자도 있었다. 이 사람은 사고 뒤 팔다리가 마비됐지만, 5∼6개월의 재활치료 뒤 글씨를 쓸 만큼 회복됐다.

시각장애자의 대뇌 시각피질이 필요없게 되면서 시각피질이 청각 기능을 갖게 된 사례도 외국에서는 보고된 바 있다. 시각장애자가 소리에 민감해지는 것도 이 때문이다.

한국뇌학회 회장인 서울의대 서유헌 교수는 “신경세포는 다른 세포와 달리 죽으면 재생이 안되지만, 자극을 주면 다른 부위에서 신경세포들 사이에 새로운 시냅스 회로가 생기고 회로가 점차 두꺼워져 잃어버린 기능을 어느 정도 되찾게 되는 것”이라고 설명했다.

<신동호동아사이언스기자>dongho@donga.com