(수정) 답답해서 공부한 ADHD의 뇌과학 - #1.2
독서 마니아가 과학책을 쓰는 건 역시나 쉽지 않은 일이네요. 글을 쓰는 과정보다 자료 탐색과 검토에 대략 6배쯤 시간을 들여서야 이번 원고가 완성되었습니다. 혹시 기다린 여러분께 염치 없지만 큰 양해를 부탁드리면서(_ _), 그래도 쓰는 내내 즐거웠던 ADHD의 뇌과학 이야기 많이많이 읽어주세요! (미리 감사합니다!)
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끝내 그 사건(?)이 일어나고 말았다.
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중학교 2학년 어느 여름 날, 여느 때처럼 수학 선생님이 열심히 문제를 풀어주는 동안 나는 자리에 앉아 그 설명과 나만의 공상을 마음대로 오가고 있었다. “중학교 공부는 초등학교 공부와는 다르니까, 수업시간에 집중”해야 한다던 엄마 아버지, 선생님의 충고는 공상 속 저 구석 어딘가를 맴돌고 있었다.
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딱히 불안하진 않았다. 공상을 돌아다니다 수업으로 돌아와도 수학 선생님은 다 아는 이야기를 하고 있었으니까. 내 생각에 내가 수학 시험 만점을 못 받는 건, 집에서 복습을 하지 않았기 때문이었다. 마음만 먹으면 90점 넘기는 건 일도 아니지. 전전두피질이 채 무르익지 않았던 나는 ‘설명이 이해된다’는 사실 하나만 믿고 공상을 쏘다니던 것이다.
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공상의 세계에선 재미있는 일들이 너무 많았다. 그 당시 내 관심을 독과점했던 『드래곤볼』 공상 속에선 아슬아슬한 전투 끝에 인조인간 셀을 처리하고 홀연히 떠나는, 누구에게도 알려지지 않는 의문의 전사가 되었다. 이렇게 젖과 꿀이 흐르는… 아니 도파민이 넘쳐 흐르는 곳에서 어떻게 빠져나올 수 있을까?
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공상이 잠깐 멈출 때면 수업으로 돌아가 이번엔 또 어떤 재미없는 이야기를 하고 있을까 잠깐 귀를 열었던 그때, 나는 당황하고 말았다. 수학 선생님은 알아들을 수 없는 말을 하고 계셨던 거다. 응? 지금 저 양반이 대체 뭐라고 하는 거지? 순간 당황한 나는 침착하게 교과서를 훑으며 단서를 쫓아가보려고 했는데, 여전히 선생님의 설명은 외계어처럼 이해할 수 없는 소음이 되어버렸다. 그리고 이전까지 어찌어찌 문제를 푸는 시늉이라도 냈던 나는 그 길로 ‘수포자’의 대열에 합류했다. 성적이 본격적인 대세 하락기로 접어든 것도 그 즈음부터였다. 중상위권이었던 성적은 중하위권으로 달려갔다. 아니 하상위권으로, 아니 하중위권을 향해….
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마침(?) 그 시절 우리집은 (이곳에선 굳이 말하고 싶지 않은) 풍파를 하나 겪고 있었고, 부모님은 내게 오히려 미안해하셨다. 그게 마치 자신들의 잘못인 것마냥. 하지만 시간이 지나고 풍파가 가라앉아도 성적은 대세 하락을 멈추지 않았고 부모님은 점점 미궁으로 빠져갔다.
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그러던 어느 날, 내게 빌려준 물건을 찾으러 방에 들어온 아버지는 깨달음을 얻었다. 아버지는 뒷모습만으로 내가 공상의 세계 저 멀리 떠났다는 걸 눈치채고 말았다. 부모님은 다시 ‘집중’을 강조하기 시작했다. “열심히 해” “열심히 좀 해.” “제발 좀 열심히 해.” “너 그러다 대학은 어떻게…”
이미 진도의 끈을 놓쳐버린 나는 죽어라 그 끈을 잡으려 달려보았지만 불가능한 일이었다. 어느 시점까지는 경운기의 속도로 달려가던 진도가 어느 순간 포르쉐의 가속 테스트로 변해 있었으니까! 공부에서 일말의 효능감이나 성취감도 느낄 수 없었고, 하고자 하는 의지도 없었다.
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이렇듯 나는 걸핏하면 딴생각에 빠지는 학생이었다. 초등학교 시절에는 몇 시간이 지나도록 문제집의 같은 페이지에 머물렀던 탓에 부모님과 선생님께 꾸중을 듣기 일쑤였고, 옆에서 눈을 부릅뜨고 지켜보지 않는 이상 페이지는 언제나 제자리걸음이었다. 이런 공상 습관은 나이를 먹으면서 조금씩 나아졌지만, 완전히 없어진 건 아니었다. 서른 살이 훌쩍 넘어 방송 프로그램 패널 선정 토론 면접에 참가했을 때, 지루해하던 심사관의 표정이 환하게 변하는 멋진 발언을 해놓고 상대방의 반론을 놓치는 바람에 탈락하는 안타까운(?) 일도 겪었더랬다. 이러나 저러나 누가 와도 구제해주기 어려운 ‘망상러’가 바로 나였다.
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ADHD 진단을 받았다면, 내가 그런 것처럼 주의가 옆길로 빠지는 바람에 곤란했던 경험이 한 번쯤은 있을 것이다. 그리고 내가 그랬듯, 이런 일이 일어날 때마다 ‘집중력 부족’이나 ‘노력 부족’ 같은 손쉬운 결론을 내리고 자신을 다그쳐왔을 수도 있겠다. 앞서 소개한 (남에게 내어놓기 심하게 부끄러운) 일들을 겪으면서 나 또한 스스로를 다그쳤고, 어느 순간부터는 아무리 다그쳐도 바뀌지 않는 나를 누구보다 심하게 미워했다. 아마도 나에 대해 별 생각이 없었을 다른 사람들이 나를 한심해 할 거라고 상상했다. 그렇게 나는 수렁 속으로 스스로 걸어 들어갔다.
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ADHD 진단을 받고 내 뇌를 들여다보기로 결심하면서 ADHD 관련 책은 보이는 족족 사거나 빌려보았다. ‘멍을 잘 때린다’는 특성을 소개했지만, 뇌에 대한 시원한 대답을 얻을 수는 없었다. 그렇게 또 한번 답답함을 느끼던 어느 날, 드디어 단서 하나를 발견할 수 있었다.
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ADHD 임상의학계의 권위자인 정신과 의사 에드워드 할로웰(Edward M. Hallowell) 박사는 자신의 저서 『ADHD 2.0』에서 ADHD의 신경과학적 측면을 소개하기 위해 업무를 할 때 불이 켜지는 ‘작업 네트워크’, 그리고 작업을 끝냈을 때 켜지는 ‘휴식 네트워크’* 두 가지 개념을 소개한다.1)
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할로웰 박사는 평소 두 네트워크가 서로 번갈아 켜지면서 서로의 영역을 침범하지 않는다고 말한다. 하지만 ADHD인들의 뇌는 조금 다르게 돌아가는데, 휴식 네트워크가 작업 중에도 심심치 않게 작업 네트워크를 방해한다는 거였다.2) 여기까지 깨달으니, 나는 아기가 할머니 앞에서 재롱 부리듯 고개를 혼자 세차게 끄덕였다. 이제 일을 하려고 책상 앞에서 자세를 잡는 그 순간, 다른 녀석이 내 어깨를 툭툭 건드리고 있었던 것이다. 좋아, 이제 범인을 찾아냈구나! 다 끝났어!
하지만 계속해서 고개를 끄덕이는 걸 (나도 모르게 자주 나타나는) 내 호기심이 허락하지 않았다. 할로웰 박사는 같은 책에서 휴식 네트워크를 ‘위험한 저주이자 동시에 훌륭한 선물’로 묘사하는 이유가 궁금했던 데다, 난 ‘ADHD의 뇌과학’에 대해 글을 쓰기로 마음먹은 터였다. 두 회로가 서로를 방해한다는 이야기만으로 만족할 수는 없었고, 본격적으로 1차 문헌을 찾아 나서기 시작했다. 부족한 영어 실력에 학술 자료는 처음이라 바다 한 가운데에서 조난 당한 심정으로 자료를 서치하던 어느 날, 신경과학 역사에 한 획을 그은 연구 하나를 발견할 수 있었다.
2001년, 미국 세인트루이스 워싱턴대학의 마커스 라이클(Marcus Raichle) 교수팀은 PET 스캔을 이용해 주의 집중이 필요한 활동을 하지 않더라도 활성화되는 뇌 영역을 확인했다.3) 다시 말해, 우리가 가만히 ‘멍 때리고’ 있어도 뇌는 어디선가 꾸준히 일을 했다는 것이다. 라이클 교수팀은 휴식기에 활성화되는 뇌 네트워크 영역을 디폴트 네트워크(default mode network, DMN, 『ADHD 2.0』의 ‘휴식 네트워크’)라고 부르기 시작했다.*4)5)
그리고 2005년 마이클 폭스(Michael Fox) 연구팀이 주의를 집중 과제 수행 시 활성화되는 여러 전두엽 및 두정엽 영역의 존재를 확인했고6), 이후 이 영역은 작업 긍정 네트워크(task positive network, TPN, 『ADHD 2.0』의 ‘작업 네트워크’)†로 불린다. 마치 이름 자체가 스포일러 같은 이 네트워크 영역은 수학 문제 풀이나 보고서 작성 같은 주의 집중 과제를 수행할 때 활성화되면서 우리가 과제를 완수하도록 이끌어준다. 숲길에서 뱀을 만났을 때처럼 위급한 일이 일어날 때 빠르게 대처할 수 있었던 것 또한 작업 네트워크가 일을 했기 때문이다.
두 네트워크 영역은 역할만큼이나 일을 하는 시기도 뚜렷하게 달랐는데, 휴식기에 휴식 네트워크가 일을 하면 작업 네트워크는 쉬고, 반대의 경우에도 마찬가지였다. 하기야, 휴식 시간에도 수학 문제를 풀고 있으면 얼마 지나지 않아 침대 위에서 영영 일어날 수 없을지도 모르겠다.
이렇게 두 네트워크 영역의 역할과 활동기를 확인하고 나니, 이번에는 다른 미스터리가 나를 사로잡았다. 남들은 뇌에선 두 네트워크가 이상 없이 협업을 해내는데, 내 뇌는 나한테 대체 왜 그랬던 걸까? 겨우 끊어냈던 나쁜 버릇, 그러니까 ‘비교병’이 또 다시 나를 괴롭히는 기분이 들었다. 그나마 다행히도 뇌가 의지대로 움직이지 않는다는 점을 알았다는 게 다행이랄까. 이내 정신을 차린 나는 이게 끝이 아닐 거라는 생각에, 다음 목적지를 향해 달려갔다. 어디인지도 모르고 냅다 달려간 곳에는 역시나 다른 비밀이 하나 숨어 있었다. ⠀
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지금까지 막연하게 생각한 건 이런 거였다. ADHD가 정말 정신의학에서 ‘공인 받은 질환’이라면 두 네트워크 사이에도 뭔가 다른 사실이 ‘분명히’ 있을 거라는 것. 그렇게 ADHD와 두 네트워크를 키워드 삼아 인터넷 세계를 열심히 돌아다닌 결과, 이 막연한 짐작을 사실로 확인했다. ADHD인의 뇌 안에서 두 네트워크의 거리는 생각보다 가까웠고, 한 녀석이 때를 가리지 않고 나서는 게 문제였다.
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신경과학계는 오랫동안 ADHD를 전두엽 피질(집행 기능), 선조체(보상 체계), 소뇌(운동 조절)를 연결하는 신경 회로의 기능 장애로 인한 지속적인 주의력 결핍으로 설명해왔다. 그러나 지난 2007년, 영국 런던 킹스 칼리지의 신경과학자인 에드먼드 소누가-바크(Edmund Sonuga-Barke) 연구원과 정신과 의사이자 신경과학자인 자비에르 카스텔라노스(F. Xavier Castellanos) 뉴욕대 교수는 앞서 소개한 마이클 폭스 교수팀의 연구를 기반으로 ‘휴식 네트워크 간섭 가설’을 제안했다. ADHD의 주의력 문제가 휴식 네트워크에서 작업 네트워크로의 불완전한 전환 때문에 발생하며,7) 정상적인 뇌에서는 휴식 네트워크 억제와 작업 네트워크 활성화가 순차적으로 일어나면서 주의 집중이 필요한 과제를 안정적으로 수행하는 반면, ADHD의 뇌에서는 휴식 네트워크가 제대로 억제되지 않는 일시적 불균형 상태가 발생하고, 과제 수행 수준에 변동성이 증가한다는 것이다.
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이후 휴식 네트워크 간섭 가설은 지난 2023년, 루크 노먼(Luke J. Norman)과 구스타보 수드레(Gustavo Sudre)가 10세 아동 2,602명(ADHD 1,301명과 대조군 1,301명)을 대상으로 진행한 연구를 통해 ADHD 진단 환자들의 뇌는 대조군에 비해 휴식 네트워크와 작업 네트워크가 더 강하게 연결되어 있으며, 두 네트워크가 번갈아 활성화되는 대조군과 달리 동시에 활성화될 때가 잦았다는 연구 결과를 발표하면서 더욱 탄탄한 지지를 얻게 됐다.8)
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성인 대상 연구 또한 크게 다르지 않았다. 2017년 노르웨이 오슬로대학교의 아타나시아 모빈켈(Athanasia M. Mowinckel) 교수팀은 18~40세 성인 ADHD 환자를 대상으로 한 fMRI 촬영 연구에서 아래와 같은 사항들을 보고했다. ADHD 환자는 ① 작업 네트워크와 휴식 네트워크가 과하게 연결되어 있었으며, ② 반대로 두 네트워크 내부의 연결 수준은 대조군에 비해 낮았고, ③ 이로 인해 주의 집중이 필요한 과제 수행 시 성과가 현저히 저하되었다.9) 즉, ADHD인들의 뇌에서는 휴식과 작업이 분리되어 있지 않았고, 두 네트워크 각각의 내부 연결도 불완전한 탓에 과제 수행 능력이 낮아졌다는 이야기다.
휴식 네트워크에 대해 알아갈수록 이 네트워크에 대한 내 감정은 내 주식 계좌의 수익률처럼 폭락을 거듭했다. “피곤해 뻗을 때까지 공부해보고 싶다”고 되뇌던 학창 시절이 떠올랐다. 옆에서 내 말을 듣고 있던 한 친구는 “그럼 하면 되잖아?”라고 반문했고, 꿀단지 하나를 꿀꺽 들이켠 것마냥 입을 열지 못했다. 물론 공부하다 피곤해지는 일도 없었다. 휴식 네트워크에 대한 감정이 좋을 수 없는 게 당연했다.
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기분이 이상했다. 분노가 치미는 와중에, 정작 내 마음이 가라앉기만 한 건 아니었다. 이 기분은 대체 뭘까? 뇌 안에서 휴식과 과제, 두 네트워크가 뒤엉켜 있는 것처럼 감정 시스템까지 헝클어진 걸까?
하지만 곰곰이 생각해보니 이 감정에는 뚜렷한 근거가 있었다. 휴식 네트워크가 난데없이 주의 집중력을 훔쳐가며 이렇게까지 나를 괴롭혀왔다는 데 화가 났다. 학교에서 공부할 때부터 회사에서 일할 때까지, 그동안 받아온 질책들이 포르투갈 나자레 북쪽 해변에서 서핑 시즌에 밀려오는 파도처럼 내 머리를 세차게 때리고 있었다. 화가 나지 않을 도리가 있을까?
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한편으로는 어디론가 사라져서 아무리 돌아오라고 외쳐도 오지 않던 집중력이 사실은 내 게으름 때문이 아니라는 사실을 깨달았을 땐 절로 한숨이 나왔다. 한탄보다는 안도에 가까운 감정이었다. 회사원으로 일하는 내내, ‘일잘러’ 근처에도 얼씬대지도 못했던, 커리어 레벨에서 불가촉천민을 담당했던 내게 ‘실패’는 이유도 없이 나에게 씐 저주에 다름없었지만, 이제는 적어도 원인 정도는 밝혀낸 거였다. 폭우로 인해 흙탕물로 침수된 도로가 배수구 청소와 함께 복구되는 장면을 현장에서 본 기분이랄까. 구원을 받은 것 같은 안도감이 마음을 어루만졌다.
취재를 거듭할수록 생각이 앞선 생각의 꼬리를 물면서 의문이 쌓여갔다. 휴식 네트워크가 수행하는 일, 여러 특성들을 보면 볼수록 훔쳐간 게 내 주의력만은 아닐 것 같았다. 숨어 있는 무언가를 찾아내야 할 것 같았고, 그 목적지가 어디인 줄도 모르고 무작정 달려나갔다.
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* 『ADHD 2.0』에서는 두 회로를 각각 ‘작업집중회로’와 ‘기본상태회로’로 부르지만, 이 지면에서는 두 네트워크의 이름을 직관성을 잃지 않으면서 학계에서 통용되는 표준 번역어에 가깝게 고쳐 썼다.
* 현재 뇌 네트워크를 구성하는 표준으로 통용되는 ‘대규모 뇌 네트워크 모델’에서 디폴트 모드 네트워크(휴식 네트워크, DMN)는 주요 네트워크로 분류되며(Uddin et al., 2019), DMN을 구성하는 핵심 뇌 영역으로는 후대상피질(posterior cingulate cortex, PCC), 쐐기앞소엽(precuneus), 전방 내측 전전두피질(anterior medial prefrontal cortex, amPFC)이 꼽히고 있다(Andrews-Hanna et al., 2010, 2014).
† DMN이 단일 연결성 네트워크로 규명된 것과 달리, TPN은 DMN과 상호 배제적으로 활성화되는 여러 영역을 기능적으로 묶어 부르는 개념이다(Fox et al., 2005). 이후 후속 연구를 통해 학계는 TPN 내에서 서로 다른 이유로 활성화되는 영역들을 구분하기 시작했으며, 이 과정에서 현저성 네트워크(Salience Network, SN), 중앙 실행 네트워크(Central Executive Network, CEN), 등쪽 주의 네트워크(Dorsal Attention Network, DAN) 등이 독립 대규모 뇌 네트워크로 규명됐다.
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1) 에드워드 할로웰·존 레이티, 『ADHD 2.0』, 장석봉 옮김, 녹색지팡이, 2022, 45-46쪽에서 인용
2) 위와 같은 책 49쪽에서 인용
3) Raichle, M. E., MacLeod, A. M., Snyder, A. Z., Powers, W. J., et al., A default mode of brain function, Proceedings of the National Academy of Sciences USA 98, 2001, 676–682
4) Uddin, L. Q., Yeo, T. BT., Spreng, R. N., Towards a universal taxonomy of macro-scale functional human brain networks, Brain Topogr. 2019 Nov 9;32(6):926–942
5) Andrews-Hanna, J. R., Reidler, J. S., Sepulcre, J., Poulin, R., Buckner, R. L., Functional-Anatomic Fractionation of the Brain's Default Network, Neuron, 2010 Feb 25;65(4):550-62; Andrews-Hanna, J. R., Smallwood, J., Spreng, R. N., et al., The default network and self-generated thought: component processes, dynamic control, and clinical relevance, Ann N Y Acad Sci. 2014 May; 1316(1): 29–52
6) Fox, M. D., et al., The human brain is intrinsically organized into dynamic, anticorrelated functional networks, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 102 (27) 9673-9678.
7) Sonuga-Barke, E. J., & Castellanos, F. X., Spontaneous attentional fluctuations in impaired states and pathological conditions: A neurobiological hypothesis, Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2007, 31(7), 977-986
8) Norman, L. J., Sudre, G., et al., Evidence from “big data” for the default-mode hypothesis of ADHD: a mega-analysis of multiple large samples, Neuropsychopharmacology, 2023 Jan 13;48(2):281–289
9) Mowinckel, A. M., et al., Increased default-mode variability is related to reduced task-performance and is evident in adults with ADHD, NeuroImage: Clinical, Volume 16, 2017, Pages 369-382
각주†