몸에 대한 모든 것
몸에 깃들어 있는 당신을 위한 안내서
이 책을 읽는 동안 나는 마치 남태평양 어느 아름다운 바닷속을 헤엄쳐 다니는 듯한 느낌을 가졌다.
온갖 색깔의 산호초를 보았고 그 사이를 헤엄치는 각양각색의 물고기들을 처음 발견하고 느끼는 신기함과 즐거운 느낌이 마지막 페이지를 마칠 때까지 계속되었다. 지식의 바다를 헤엄친 것 같았다.
저자인 빌 브라이슨Bill Bryson은 우리 몸에 관련된 엄청난 양의 자료들을 이 책 한 권에 집적했다.
우리의 몸에 대한 생리학적, 의학적 지식뿐만 아니라 그 지식을 발견한 사람들, 사건들에 대한 역사도 소개하고 있다. 한마디로 이 책은 몸에 관련된 모든 지식과 그 지식에 이르기까지의 과정, 관련된 인물들, 사건들에 대한 백과사전이라고 할 수 있다. 따라서 처음부터 끝까지 계속 읽을 필요는 없다. 아무 생각 없이 그냥 흥미진진한 지식의 바다에 뛰어들고 싶을 때, 마음을 해결책 없는 걱정, 근심으로부터 해방시키고 싶을 때, 자투리 시간을 유익하게 쓰고 싶을 때 아무 장이나 펼치고 원하는 만큼씩 읽어가면 된다.
총 23장으로 구성되어 있으며 우리 몸의 각 부분들을 세부적으로 탐구해 간다.
1장은 일종의 총론 격으로 인간의 몸이 어떻게 구성되어 있는가를 설명한다.
인간의 몸은 59개의 요소로 이뤄져 있는데 가장 많이 차지하는 것이 산소이다.
원자는 단지 건물의 블록과 같은 것으로 살아있는 존재가 아니다. 생명의 기본 단위는 세포이다. 세포 역시 자체로 생명이 될 수 없고 일종의 생명을 담는 그릇이나 방 같은 것이다.
세포는 리보좀, 단백질, DNA, RNA, 미토콘드리아, 그 밖의 아주 많은 비밀스러운 세포들로 채워져 있다. 이 구성원들 자체로 생명은 아니며 이들이 모두 모여 어떤 식으로 서로 신호를 주고받고 부딪칠 때 세포는 살아있는 존재가 된다. 어떤 식으로?---이것은 아직까지 과학의 영역 밖에 있다.
인간의 DNA는 99.9%가 동일하다. 그런데도 같은 사람은 한 명도 없다.
인간 제놈의 2% 만이 어떤 일을 하는지 알려져 있고 나머지 98%의 역할은 어둠에 싸여 있다. 이것들을 정크JUNK DNA 혹은 다크DARK DNA라고 부른다.
미생물은 우리 몸의 장기 중의 하나?
인간의 몸에 살고 있는 미생물은 총 4만 종이 넘는다. 코 속에만 800종이, 볼 안쪽에 900종이 살고 있다니 약간 충격적이다.r게다가 양쪽 볼에는 서로 다른 종류의 미생물이 기거한다. 종의 숫자가 아니라 총 개체수로 따지면 상상을 초월하는 숫자가 된다. 수 조개에 이를 것이라고 한다. 그 미생물을 모두 합한 무게는 얼추 우리의 두뇌 무게 정도이다. 그래서 미생물을 우리 몸의 장기(organ) 중 하나로 인정해야 한다는 사람도 있다.
나의 두뇌는 나의 생존과 상관없는 일에 너무 많은 에너지를 소비하고 있다?
인간의 두뇌는 우리가 보는 세상을 창조하지만 그 자체는 아무것도 느끼지 못하고 보지 못한다. 두뇌에게 세상은 그저 전기적 파동, 모르스 신호 같은 것이다.
그럼에도 두뇌가 바로 나이다. 우리 몸의 나머지는 골격과 배관에 불과할 뿐이다.
인간의 두뇌는 200엑사바이트exabytes 의 정보를 저장할 수 있는 용량을 가지고 있다고 네이처 뇌과학지에서 발표했다. 이는 대략 현재 세계의 모든 디지털 정보의 총합과 맞먹는 양이라고 한다
인간의 두뇌에서 가장 놀랍고 호기심을 불러일으키는 것은 두뇌의 얼마나 많은 부분이 생존에 꼭 필요한 것과 관계가 없는 일에 사용되고 있는가 하는 점이다. 예를 들어 음악을 작곡하거나 철학을 하는 것은 지구에서 살아남기 위해 꼭 필요한 일이 아니다. 그저 네발 달린 짐승을 넘어설 정도의 사고력만 가지면 된다. 그럼에도 불구하고 두뇌는 이런 일에 많은 에너지를 투자하고 이런 정신적 능력을 기르기 위해 위험을 감수한다. 왜 그럴까? 아직까지 어떤 과학자도 풀지 못한 수수께끼이다.
우리가 흔히 사실처럼 알고 있는 것 즉 평생 두뇌의 10% 정도만 사용한다는 것은 잘못된 신화라고 한다. 사실 우리는 두뇌의 거의 모든 부분을 비록 아주 예민하게는 아니더라도 어떤 식으로든 항상-잠잘 때조차도-사용하고 있다.
사춘기 때의 당신은 어른이 된 후의 당신과 다르다?
우리 두뇌의 대부분이 출생 후 첫 2년 동안에 형성된다. 두뇌의 95%가 열 살 무렵에 완성된다. 그러나 뇌신경의 시냅스(연결)는 20대 중반에서 후반이 되어야 완전히 연결된다. 이 사실은 사춘기의 뇌는 성인의 뇌 보다 단지 사용을 덜한 상태가 아니라 전체적으로 다른 상태라는 것을 뜻한다.
인간은 초기 유아기를 지나면 더 이상 새로운 뉴런이 만들어지지 않는다. 설사 뉴런이 생산된다고 해도 나이가 들면서 일어나는 자연적 소멸을 대신하기에는 심히 역부족인 정도의 소량이라고 한다. 대신 인간의 두뇌는 상당한 정도의 손실을 메꿀 수 있는 능력을 가지고 있다. 뇌의 일정 부분을 일정량 잃어도 다른 부위의 뇌들이 협력해 최대한 정상적인 기능을 할 수 있도록 한다는 것이다. 영아일 때 전두엽에 양성 포낭이 생겨 전두엽의 전부와 두정엽, 측두엽의 일부가 없는, 즉 뇌의 삼분지 이가 없는 사람이 나머지 삼분의 일의 뇌가 너무나 완벽하게 협동해서 본인은 물론 주변사람들 조차 그의 뇌에 이상이 있다는 것을 중년이 될 때까지 모르고 산 사례가 있다.
뇌엽절제술lobotomy,leukotomy에 대한 얘기도 나오는데, 1880년대 처음 시작되어서 모니츠MONIZ라는 사람에게 노벨상까지 안겨준 이 수술의 야만적이고 비과학적인 시술에 대한 얘기가 상당한 충격이었다. 1940년대와 50년대에 걸쳐 유럽과 미국에서 시행된 이 시술로 수십만 명이 정상인으로 생활하지 못하고 시설에 수용되어 살게 되는데 그중엔 유명한 케네디 대통령의 누이 로즈메리 케네디도 있다.
인간의 뇌는 스마트폰의 발전처럼 진화했다?
현재 인간의 두뇌는 1만 년에서 1만 2천 년 전 무렵에 비해 테니스 공 하나만큼의 부피가 작아졌다고 한다. 대체로 같은 기간 동안 우리 두개골의 두께도 얇아졌다고 한다. 게다가 이런 현상이 마치 같이 약속하고 수술이라도 받은 것처럼 지구상의 전 지역에서 동시에 일어난 것으로 보인다는 것이다.
왜 이런 일이 일어났는지 역시 알 수 없다. 단지 인간의 두뇌가 더 효과적으로 정보를 보관하고 운영할 수 있게 진화했을 거라고 짐작한다. 마치 오늘날의 스마트 폰처럼. 또한 인간의 생활양식이 과거에 비해 덜 억세고 덜 활동적인 것으로 변했기 때문에 두개골을 두껍게 만들기 위한 투자가 필요치 않게 된 탓이 아닐까 짐작할 뿐이다.
이밖에도 우리의 두뇌에 대한 재미있는 얘기들이 많다.
19세기에 유행한 골상학phrenology과 두개계측학craniometry에 대한 믿을 수 없을 만큼 황당한 얘기도 있다.
인간의 머리에 대한 연구를 처음으로 뭔가 과학적 기반을 갖춘 것으로 만든 것은 바로 찰스 다윈이다. 그는 1872년 <종의 기원> 만큼이나 기념비적 논문을 발표했는데 바로 <인간과 동물의 감정표현The Expression of the Emotions in Man and Animals>이라는 글이다. 이 책이 혁명적인 것은 어떤 종류의 감정표현이 모든 사람에게 공통적으로 보인다는 관찰을 담고 있기 때문이다. 이 주장은 오늘날 우리가 생각하는 것보다 훨씬 대담한 것이었다. 왜냐하면 이 주장은 모든 인간은, 인종에 상관없이 공통의 유산을 갖고 있다는 다윈의 신념을 강조하는 것으로, 1872년에는 매우 혁명적인 것이었다
우리가 보는 바깥 세계는 뇌가 만들어낸 할루시네이션이다?
흥미로운 점 하나는 우리의 눈에는 사각지대(시야에서 15도 정도 중심에서 벗어난 영역)가 있는데 우리의 뇌가 끊임없이 그 빈칸을 채워 넣고 있다는 것이다. 우리가 보는 이미지의 무시 못할 정도의 양이 사실은 두뇌가 생산한 상상의 이미지라니!
지각적 보간법Perceptual interpolation(두 점 사이의 공간을 메워 넣는 방법)이라고 불리는 이 과정을 통해 우리는 사실은 상상의 이미지를 실재를 보는 것처럼 보고 있다. 인간 두뇌가 하는 이런 기능을 생성형 인공지능이 정보와 정보 사이의 빈틈을 메꿔 넣으려고 하는 할루시네이션 현상과 비슷한 맥락에서 볼 수도 있겠다는 생각이 든다. 우리 눈의 사각지대에서 뇌가 예측하지 못한 엉뚱한 일이 일어났는데 우리는 그것을 모른 채 모든 것을 본 것처럼 살아가고 있는 게 아닐까? 모든 것을 다 보고 다 알고 있다고 생각하는 스스로의 모습을 겸손하게 돌아봐야 할 것 같다.
호르몬의 비밀은 인체의 가장 풀기 어려운 비밀이다?
호르몬은 단지 특정 샘에서만이 아니라 사실상 몸의 모든 부위에서 생산된다.
위, 폐, 신장, 췌장, 뇌, 뼈… 거의 모든 곳에서 생산된다.
샘이 아닌 부위 특히 지방세포에서 생산되는 호르몬으로 처음 발견된 것은 렙틴Leptin 이다. 렙틴은 입맛을 조절하는 호르몬이다. 처음에 과학자들은 렙틴 양을 조절함으로써 체중을 조절할 수 있다고 믿었다. 엄청난 신약의 시장이 열릴 것이라 믿었으나 여러 번의 실험 결과 렙틴의 역할이 생각한 것처럼 간단하지 않다는 것을 알게 되었다. 렙틴이 작동하는 과정은 아직도 풀리지 않은 문제가 많다. 우선 우리 몸은 영양의 과다가 아니라 부족에 대응하도록 진화했다는 것이다. 따라서 렙틴은 그만 먹으라고 지시하도록 프로그래밍되어 있지 않다. 렙틴이 기본적으로 하는 일은 당신의 몸이 상대적으로 많은 에너지를 필요로 하는 상태 즉 임신이나 신체적 성숙기(사춘기)로 들어설 만큼 충분한 에너지를 비축하고 있는지를 두뇌에 알려주는 역할을 한다. 영양상태가 좋은 요즘 청소년들의 사춘기가 앞당겨진 이유가 바로 두뇌에 전달하는 렙틴의 신호가 빨라졌기 때문이다. 더 복잡한 문제는 입맛을 좌우하는 호르몬이 렙틴만이 아니라는 것이다. 우리 몸은 거의 항상 복수의 호르몬이 작용한다. 성장호르몬에 관련된 ghrelin 역시 입맛에 관여하는 호르몬이다. 이 호르몬은 대체로 위에서 생산되지만 여러 다른 장기에서도 생산된다.
여기에 더해 일을 더 복잡하게 만드는 것은 대부분의 호르몬이 한 가지 역할만 하는 것이 아니라 복합적인 기능을 한다는 점이다. 즉 옥시토신 같은 물질은 호르몬이면서 동시에 신경전달물체이기도 하다.
위에 구멍이 뚫린 캐나다인을 생체실험한 의사
최근까지 상당히 오랜 기간 우리가 알고 있는 위에 대한 지식은 1822년 일어난 우연한 사고의 덕분이다.
미시간에서 일어난 총기 오발사고에 의해 근처에 있던 캐나다인(모피용 동물 사냥꾼) 알렉시스 St. 마틴이라는 사람의 위에 구멍이 뚫렸다. 그는 기적적으로 살았지만 상처는 결코 완쾌되지 않았다. 그를 치료했던 의사 윌리엄 버몬트는 환자의 배에 뚫린 1인치 넓이 구멍의 의학적 가치를 깨달았다. 그는 마틴을 집으로 데려가 돌보면서 공식적으로 계약을 맺고 여러 실험을 하게 되었다. 그 당시만 해도 음식이 일단 목구멍을 넘어간 뒤 무슨 일이 일어나는지 아무도 몰랐다. 버몬트는 이제 그것을 직접 관찰할 수 있는 세계 유일한 위를 갖게 된 것이다. 버몬트는 가느다란 비단실 같은 것에 매단 다양한 음식 조각을 마틴의 위에 집어넣고 일정한 간격으로 그 음식의 변화상태를 관찰했다. 또한 ‘과학적 호기심으로 그 음식의 맛을 보아’ (으엑) 산성의 정도를 판단하기도 했다. 그 결과 위의 주된 소화액이 염산hydrochloric acid이라는 것을 추측해 냈다. 이 발견은 소화기관 연구자들 사이에서 대단한 주목을 받았고 그는 일약 유명인사가 되었다. 버몬트는 결코 고분고분하지 않은 실험체(마틴은 자주 어딘가로 사라져 버몬트는 몇 달씩 그를 찾아 헤매야 했다)에도 불구하고 기념비적 연구서를 출간하는 데 성공했다.(Experiments and Observations on the Gastric Juice and Physiology of Digestion) 그 후 거의 한 세기 동안 소화에 대한 의학적 지식의 거의 대부분은 마틴의 위 덕이라고 할 수 있다. 놀랍게도 마틴은 버몬트 보다 27년을 더 살았다. 그는 좀 더 세상을 떠돌아다니다가 고향인 퀘벡 주 생 토마(St. Thomas)에 돌아와 정착한 후 가정을 꾸리고 86세까지 살았다고 한다.
이 책에는 우리 몸의 각 부분의 의학적 발전의 밑거름이 된 여러 황당하고 재미있는 일화들이 넘쳐나 읽는 재미를 더 해준다. 또한 많은 병리학자와 기생충학자들이 병을 연구하는 과정에서 자신의 몸을 실험 대상으로 삼거나 병을 얻어 생명을 잃은 사례들도 있다. 의학의 발전 역사에서 많은 비자발적인 희생자들이 나왔지만 연구자들이 스스로를 희생한 이 사례들은 참으로 고귀하고 이타적인 행동으로, 저자는 그들을 위한 기념비라도 세워야 하지 않는가 제안한다.
의학의 발전이 모든 문제를 해결해 주지는 못한다.
20세기는 의학적 발전의 정도와 속도에 있어서 그 어떤 이전 세기와도 비교할 수 없는 시기이다. 새로운 치료 방법과 수많은 약들이 개발된 것이 그러한 발전을 가능케 했다는 것은 틀림없는 사실이다 그러나 기대 수명이 높아진 이유로는 의학적 기여보다 우리의 삶이 더 위생적이고 영양조건이 나아진 것이 사실은 더 큰 비중을 차지한다. 특히 약에 대해서 저자는 여러 가지 문제점을 지적하면서 약으로 모든 문제를 해결할 수 없다는 것을 강조한다. 약은 효과가 있기도 하고 없기도 하다. 혹은 다른 문제를 불러일으키기도 한다. 다행인 것은 의학의 부족한 부분을 다른 요소들이 놀라운 방식으로 보완해 준다는 것이다. 뉴질랜드의 한 연구에 의하면 환자에게 동정적인 마음을 깊이 가진 의사들이 치료한 당뇨환자들의 심각하고 복잡한 증상이 40% 정도 낮아진 것으로 나타났다고 한다.
간단히 말해, 환자들에 대한 공감과 상식, 친절함 같은 일상적 기여가 최첨단의 복잡한 장비만큼이나 중요하다는 것이다.
노쇠와 죽음에 대한 여러 연구 중에서 흥미로운 것 하나를 소개한다면 ...
일반적으로 부유하고 건강관리 시스템이 발달된 나라의 사람들이 가난하고 열악한 보건환경 아래 사는 사람들보다 수명이 긴 것은 객관적 사실이다.
그런데 코스타리카인은 미국인의 1/5의 재산을 보유하고 더 열악한 건강관리 시스템 아래 살고 있지만 미국인들보다 오래 산다고 한다. 무엇 보다도 코스타리카의 가장 가난한 지역인 니코야 반도에 살고 있는 사람들이 가장 오래 사는데 심지어 비만과 고혈압률이 더 높은데도 그렇다는 것이다. 그들은 또한 다른 사람들 보다 더 긴 텔로미어telomere를 가지고 있다고 한다.(텔로미어는 염색체 끝에 달려 있는 세포로 각 세포의 수명과 재생산 횟수를 결정하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 저자는 텔로미어에 대해서도 여러 가지 흥미 있는 연구들을 소개하고 있다.)
이 사실들에 기반해서 밀접한 사회적 연대와 가족관계가 수명 연장에 유익하다는 이론이 나온다. 흥미롭게도 혼자 살거나 적어도 일주일에 한 번 이상 자녀를 보지 못하며 사는 사람들은 긴 텔로미어의 효과를 보지 못했다는 것이다.
우애 있고 좋은 관계들이 신체적으로 우리의 DNA를 바꾼다는 것은 놀라운 사실이다.
인간의 몸에 대한 생리학적 지식을 얻을수록 단지 존재하기 때문에 당연한 것으로 여겼던 나의 몸이 얼마나 복잡하고 정교하게 기능하는 생물체인지 놀랍고 경이로운 느낌을 가지게 된다. 또한 신체의 한 부분이 제대로 기능을 발휘하기 위해서 얼마나 많은 부위 요소들이 서로 소통하고 조절하고 협력해야 되는지를 알게 되었다. 존재의 의식이나 마음, 정신에 쏟았던 실존적 중요성 못지않게, 존재를 가능케 하는 우리 몸의 생리적 작용, 각 기관들의 협동과 희생을 바탕으로 이룩한 생명의 가치가 기적 같은 경이로움을 느끼게 하였다. 읽을수록 생명의 신비와 의미를 생각하게 만드는 대단한 책이다.
