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"생각의 힘": 생각은 현실이 된다

Endorphin: 생각의 힘으로 뇌내 마약이 분비된다

by NEW LIFE 뉴라이프

지난 두 번의 글에서 뇌내 마약이라고 불리는 행복 호르몬 "엔돌핀"에 대해 설명했습니다(*1, *2). 엔돌핀(Endorphin)은 뇌에서 생성되는 모르핀 유사 물질로 "뇌내 마약", "내인성 오피오이드"라고도 불립니다. 이전 글에서는 "감정의 안정"이나 "희열"과 같은 정신 상태에 미치는 영향에 초점을 맞췄습니다(*1, *2).


하지만 "모르핀"이라고 하면 진통제를 떠올리는 사람도 있을 것입니다. 실제로 맞는 말이며, 엔돌핀은 뇌내 모르핀이라고도 불리며 강한 진통 작용을 가지고 있다는 것도 알려져 있습니다(*3). 의료 현장에서는 모르핀 등의 오피오이드성 진통제가 최강급 진통제로 사용되고 있습니다. 실은 모르핀과 같은 강력한 진통 물질이 우리의 뇌에서도 분비되고 있습니다.


이번 제목의 "생각의 힘"에 관해 잘 알려진 현상으로 "플라시보 효과(Placebo effect)"라는 것이 있습니다(*4). "아무 효과도 없는 약으로 실제로 효과를 느끼게 되는" 유명한 현상입니다. 플라시보 효과를 통증에 적용하면 "아프지 않을 것"이라고 생각하면 실제로 "아프지 않게 되는" 현상이 나타날 것입니다. 이번에는 그 현상이 "정말 단순한 생각인지", 아니면 "생각만으로도 실제 감각이나 뇌내 호르몬 밸런스가 진짜로 변화하는지"에 대해 설명하겠습니다.

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이번에 소개할 연구는 "Activation of the Opioidergic Descending Pain Control System Underlies Placebo Analgesia(플라시보 진통의 기반에 있는 오피오이드성 하행성 통증 제어 시스템의 활성화)(*5)"라는 독일의 연구 논문입니다.



연구 개요


이 연구의 내용을 간단히 설명하면, "실제로는 진통 효과가 없는 크림을 '효과적인 진통제'라고 피험자에게 믿게 하고, 일정한 통증 자극을 주었을 때 정말로 통증 감각이 줄어드는지? 또한 그 때 뇌에는 어떤 변화가 일어나는지? 뇌내 물질 엔돌핀이 관련되어 있는지?"를 검증한 연구입니다.


Figure 2에 전체 흐름을 보여줍니다. 먼저 연구자가 참가자에게 다음과 같이 설명합니다: "효과적인 연고와 성분이 없는 비교 대조 연고에 관한 연구입니다(사실은 둘 다 진통 효과가 없는 연고)"(Figure 2A). 그날은 피부에 연고를 바르고, 거기에 열 통증 자극을 주어 "가짜 약의 진통 작용을 의사 체험하여 플라시보 효과를 갖게 하는" 처치와 검사를 실시합니다.


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그리고 다음 날에도 같은 방식으로 몇 번 "가짜 약의 효과를 의사 체험"하게 합니다. 그 후 참가자는 생리식염수(Saline 그룹)와 엔돌핀의 효과를 차단하는 날록손을 주사하는 그룹(Naloxone 그룹)에 무작위로 배정됩니다(Figure 2B).


그리고 주사한 날록손(엔돌핀 길항제)이 효과를 발휘할 즈음에 다시 연고와 열 통증 자극을 주고, 뇌기능 MRI(functional MRI)와 통증 평가 설문을 실시합니다(Figure 2C). 실제로는 이 Figure 2C 부분이 본 실험이며 이 데이터가 분석에 사용되었습니다.



"효과가 있다"고 믿게 하는 방법


이 연구의 핵심 부분은 "어떻게 참가자에게 가짜 약이 효과적인 진통제라고 믿게 하는가"라고 할 수 있습니다. 의사의 설명만으로 "이것은 효과적인 진통제입니다"라고 말해도 완전히 믿는 사람은 많지 않습니다. 그래서 Figure 3과 같은 조작(Manipulation)이 이루어졌습니다.


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Figure 3의 손 그림은 연고를 바른 위치를 보여주며, 빨간 부분은 "효과 없는 연고(Control: 컨트롤)", 녹색 부분은 "효과적인 진통제(Placebo: 사실은 컨트롤군과 같이 성분 없음)"가 발라진 곳입니다. 연고를 바른 부위에 열 통증 자극(Heat pain stimulation)이 주어집니다. 미리 참가자에게 검사를 하여 "최대 통증의 X%"라는 주어질 통증 수준의 기준이 정해졌습니다.


Figure 3 왼쪽의 Manipulation 과정에서는 "가짜 약에 진통 효과가 있다고 믿게 하는" 것이 목적이므로, 컨트롤을 바른 곳에는 "80%의 열 통증 자극"을 줍니다. 그리고 플라시보 약을 바른 쪽에는 "같은 강도라고 말하면서 실제로는 40%의 열 통증 자극"을 줍니다. 따라서 참가자 입장에서는 "플라시보 약을 바른 쪽이 실제로 통증이 덜 느껴진다"는 것을 체험하게 되어 "플라시보 약으로 통증이 줄어든다는 생각"을 하게 됩니다.



본 실험의 통증 테스트 조건


실제 열 통증 시험 때는 Figure 3 오른쪽처럼 "컨트롤 약을 바른 곳에도, 플라시보 약을 바른 곳에도 같은 60%의 열 통증 자극"이 주어졌습니다. 따라서 원래대로라면 "양쪽 통증을 동일하게 느껴야" 합니다. 그러나 연구 참가자에게 플라시보 효과가 나타난 경우 같은 통증이 다르게 느껴질 수 있습니다. 통증은 이전에 소개된 것처럼 VAS(visual analogue scale)라는, 직선의 0~100% 중 임의의 위치에 표시하는 방법으로 측정되었습니다.


열 통증 자극은 약 20초간 지속되며, 또한 수십 초의 간격을 두고 15회 정도 반복되었고, 편향이 생기지 않도록 참가자에 따라 컨트롤과 플라시보의 열 통증 자극 순서를 바꾸거나 자극 부위를 약간 변경하는 등의 대책이 마련되었습니다.



참가자 배정(Randomization)


연구 참가자는 Manipulation(각인: Figure 2A)을 통해 플라시보 약의 효과를 의사 체험한 후, 생리식염수(Saline: 효과 없음) 그룹과 날록손(Naloxone: 엔돌핀의 효과를 차단) 그룹에 무작위로 배정되었습니다. 참가자도 연구 담당자도 그 사람이 어느 쪽에 배정되었는지 모르는 이중맹검 시험으로 진행되었습니다.


생리식염수 그룹은 아무런 영향도 없으므로, 순수하게 플라시보 효과(착각에 의한 진통 효과의 유무)를 조사할 수 있습니다. 날록손 그룹은 엔돌핀 등의 뇌내 오피오이드의 효과가 이 약물에 의해 차단됩니다. 즉, 진통 효과에 엔돌핀의 영향이 있다면 날록손 그룹에 변화가 생길 것이고, 날록손으로 영향이 전혀 없다면 진통 효과에 엔돌핀은 관여하지 않는다는 것을 시사합니다.


물론, 이 연구는 그 특성상 피험자에게 일부 사실을 숨긴 상태로 진행되지만 연구 윤리 심사 위원회를 거쳐 날록손의 부작용 등도 동의를 얻은 후 실시되었습니다. 그리고 이전에도 설명했듯이, "무작위 배정 이중맹검 시험(Double-blinded Randomized Controlled Study)"은 매우 객관성이 높고 증거 수준이 높은 연구라고 알려져 있습니다.


결과: 플라시보 효과의 유무

처음에 48명의 남성이 참가 등록했지만 제외 기준에 따라 최종적으로 40명의 데이터가 분석되었습니다. 먼저 열 통증 자극의 플라시보 효과 결과를 Figure 4A의 그래프에 보여줍니다(*5). Figure 4A의 그래프는 세로축이 "통증 척도"이며, 흰색 막대는 "컨트롤 약을 바른 곳의 통증", 검은색 막대는 "플라시보 약(진통제라고 설명된 가짜 약)을 바른 곳의 통증"을 나타냅니다.


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Figure 4A의 왼쪽 "Saline group"은 생리식염수를 주사받은 그룹이므로 플라시보 효과의 영향만 검증할 수 있습니다. 이를 보면, 이 열 통증 테스트 때는 완전히 같은 자극(60% 열 통증 자극)이었음에도 불구하고, 대조약(검은 그래프)보다 플라시보 약(흰색 그래프)이 명확히 통증이 적게 느껴진다는 것이 나타났습니다(23% 감소, p<0.001: p값이 작을수록 통계학적으로 유의함). 이 결과는 "피험자들에게 플라시보 효과가 명확히 인정되었다"는 것을 보여줍니다.


Figure 4A의 오른쪽 "날록손 그룹"을 보면 이쪽도 대조약에 비해 플라시보 약으로 통증을 적게 느끼고 있습니다(10% 감소, p<0.001). 다만 생리식염수 그룹에 비하면 통증을 억제하는 플라시보 효과는 줄어들었습니다. 이 "생리식염수와 날록손 그룹의 차이"도 통계학적으로 유의했으므로(p<0.01) "날록손에 의해 진통 효과가 약화되었다"는 것을 알 수 있습니다. 이 결과는 "엔돌핀이 플라시보 진통 작용에 관여하고 있다"는 것을 강하게 시사합니다.



뇌의 활성 부위 변화


다음으로 Figure 4B의 그래프를 봅시다. 이 그래프는 BOLD(Blood-Oxygen-Level-Dependent: 혈중 산소 농도 의존형) 반응(*6)이라 불리는 것으로, 매우 간단히 말하면 "뇌의 혈류가 변화한 부분을 수치화할 수 있다"는 것입니다(자세히 알고 싶은 사람은 인용 문헌 참조). 이를 보면 Figure 4B 왼쪽의 "생리식염수 그룹"에서는 플라시보 효과와 함께 뇌의 일부에 혈류 변화가 일어났다는 것이 그래프에 나타나 있습니다.


대조적으로 Figure 4B 오른쪽의 "날록손 그룹"에서는 그래프가 역전되었습니다. 즉, "플라시보 효과로 활성화되었던 뇌의 일부가 날록손의 투여로 억제되었다"는 것이며, 이 결과도 "플라시보 진통 효과에서 엔돌핀이 뇌에서 작용하고 있다"는 것을 뒷받침하는 결과라고 할 수 있습니다.


계속해서, 뇌의 활성화를 나타내는 BOLD 반응에서 날록손으로 반응이 크게 변화한 뇌의 부위를 Figure 5에 보여줍니다(*5).


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Figure 5 왼쪽 표 상단은 functional MRI에서 BOLD 신호를 측정하여, "플라시보 진통 효과가 발현되고 있는 상태에서 생리식염수 그룹(Saline group)에서 변화가 있었던 부위"를 정리한 것입니다. 오른쪽 끝을 보면 모두 p<0.004로 유의하게 변화가 있었음을 나타냅니다. 여기에 나오는 부위는 배외측 전전두 피질(DLPFC: dorsolateral prefrontal cortex), 구측 전대상 피질 슬하부(subgenual rACC: rostral anterior cingulate cortex), 구측 전대상 피질 슬전부(pregenual rACC)라고 불리며, 의사도 거의 모르는 부위이므로 Figure 5 오른쪽에 대략적인 위치가 표시되어 있습니다.


이 세 곳에 대해 더 자세히 분석한 그래프가 Figure 6입니다. Figure 6A/B/C의 왼쪽이 생리식염수 그룹(날록손 없음)의 그래프입니다. 어느 그래프를 봐도 플라시보 부위 자극 시와 컨트롤 자극 시 사이에 뇌의 각 부위의 활성이 반전될 정도로 명확한 차이가 나타나고 있음을 알 수 있습니다.


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이에 비해 날록손 투여 시(각 그래프의 오른쪽)를 보면, 플라시보 부위 자극 시와 컨트롤 부위 자극 시 사이의 차이가 크게 줄어들었음을 알 수 있습니다. 이 세 곳의 부위는 날록손의 영향이 현저하며, 엔돌핀이 강하게 작용하고 있었다는 것을 시사합니다.



더 깊은 분석


지금까지의 연구에서 뇌척수 신경에서 하행성 통증 억제계(Descendant Pain Modulatory System, *7, *8)라는 기구가 있다는 것이 알려져 있습니다. 이 기능은 인체가 통증을 느끼면 그 통증 자극을 억제하도록 뇌에서 말초 신경으로 신호가 보내집니다. 이를 통해 "통증 자극" 등이 뇌에 전달되는 것을 방지하고, "스트레스로부터 보호하는" 기구라고 합니다. 여기에는 세로토닌, 도파민 등의 물질도 관여하고 있다고 알려져 있습니다.


그림으로 보면 Figure 8 왼쪽 그림처럼 대뇌 피질(Cortex) - 시상하부(Hypothalamus) - 뇌간(Brain stem, 중뇌: Midbrain ~ 연수: Medulla) - 척수(Spinal cord)와 같이 위에서 아래 방향으로 호르몬 분비나 신경 신호가 전달됩니다. 이번 연구에서는 이 하행성 통증 억제계 중 시상하부(HT, hypothalamus), 수도주위회백질(PAG, periaqueductal gray), 구측연수복내측부(RVM, rostral ventromedial medulla)의 세 곳의 BOLD 신호를 분석했습니다.


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분석 결과, 시상하부(HT: Figure 7 빨강)도 수도주위회백질(PAG: Figure 7 파랑)도 구측연수복내측부(RVM: Figure 7 녹색)도 플라시보에 의한 통증 억제 시에 유의하게 활성화되고 있음이 밝혀졌습니다. 그리고 날록손이 투여되었을 때 이 세 곳 모두 유의하게 변화했다는 것이 밝혀졌습니다(HT: p<0.002, PAG: p<0.002, RVM: p<0.001, Figure 7).


이 결과가 의미하는 것은 "중요한 통증 제어 시스템인 하행성 통증 억제계에 엔돌핀이 강하게 관련되어 있었다"는 것과, "플라시보 효과와 같은 착각으로도 뇌에서는 다양한 부위에서 뇌내 물질이 전달되고 있었다"는 것이 증명되었다는 것입니다.



이번 연구 결과 요약


- 완전히 같은 통증 자극에 대해 플라시보 효과로 통증이 감소했다

- 플라시보 효과는 실제로 감각 수준에서 통증을 변화시킨다

- 플라시보 효과가 나타나고 있을 때는 뇌도 다양한 부위가 활성화된다

- 플라시보 효과의 진통은 날록손으로 약화된다 = 플라시보 효과의 진통에 엔돌핀이 관여하고 있다

- 플라시보 진통 작용에서는 하행성 통증 억제계가 활성화되어 있었다

- 하행성 통증 억제계에서도 엔돌핀의 관여가 시사되었다


이러한 점들이 이번 연구 결과로 높은 증거 수준으로 증명되었다고 할 수 있습니다.


이번 결과는 어떠셨나요?


행복 호르몬 "엔돌핀"은 진통 효과를 가지고 있다는 것도 보여졌습니다. 뇌내 마약이라고 불리는 만큼 그 진통 효과는 모르핀의 20배 이상이라고도 합니다(*9). 고통을 크게 경감시킬 수 있다는 것이 최신 과학에서도 증명되었습니다. 그리고 그 활성 경로는 대뇌뿐만 아니라 시상하부나 중뇌, 연수와 같은 영역에 광범위하게 관여하고 있다는 것이 나타났습니다. 매우 복잡하고 모든 것이 해명되어 있는 것은 아니지만, 엔돌핀의 성질을 알고 잘 분비를 촉진함으로써 스트레스나 고통을 크게 줄일 수 있을지도 모릅니다.


그리고 "생각의 힘"이라는 것은 무시해서는 안 되는 것 같습니다. "생각하고, 믿는다"는 것만으로 "의식에 의해 뇌가 변화하고, 상황에 대응하여 몸을 변화시키는" 현상이 일어나고 있는 것 같습니다. 피험자도 만약 플라세보 약이라는 것을 알았다면 "효과가 없을 것"이라는 생각이 효과를 상쇄했을 수도 있습니다. "조금의 의심도 없이 완전히 믿는다"는 것은 "고도의 정신 집중"과 동등한 효과가 있을 지도 모릅니다.


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"멸각심두화자량(마음이 편안해지면 불도 저절로 시원하다)"라는 말은 모든 마음을 없애버림으로써 활활 타오르는 불조차도 시원하게 느낀다는 의미로 널리 알려져 있습니다. 전국 시대의 고승이라고 알려진 가이센 쇼키(快川紹喜)의 말로 알려져 있습니다(*10). 이 말을 했을 때 가이센 국사의 눈에는 불꽃이 비춰졌을지 모르지만 그보다 강한 의지로 열기를 전혀 느끼지 않았을지도 모릅니다. 명상을 극한까지 극복하면 아무리 가혹한 환경이라도 아무런 변화 없이 시원한 얼굴로 극복할 수 있을지도 모릅니다. 명상을 연마하여 뇌를 변화시키고, 육체를 변화시키고, 현실도 변화시켜 나갑시다.



저자: Takuma Nomiya 노미야 타쿠마, 번역: Minaa Sim 심민아




Profile




Takuma Nomiya

MD, PhD, Meditation/Metaphysics Guide

의학박사, 명상・형이상학 가이드


임상의사로서 20년 이상 다양한 질병과 환자를 접하며 신체적 문제와 동시에 정신적 문제도 다루고 있다. 기초연구와 임상연구로 다수의 영문 연구 논문을 집필. 그 성과는 해외에서도 인정받아 직접 학술 논문을 집필할 뿐만 아니라 해외 의학 학술지로부터 연구 논문의 피어리뷰 의뢰를 받기도 한다. 증거 중심주의에 치우치지 않기 위해 미개척 연구 분야에도 관심을 기울이고 있다. 의료의 미래를 계속 탐구하고 있다.


https://www.researchgate.net/profile/Takuma-Nomiya





인용문




인용문헌


*1. 「동요하지 않는」행복 호르몬: "엔돌핀"

https://brunch.co.kr/@newlifekorea/62

https://note.com/newlifemagazine/n/n4ab203a16960

*2. "러너스 하이"와 뇌내 물질 엔돌핀

https://brunch.co.kr/@newlifekorea/63

https://note.com/newlifemagazine/n/n64e4510dff97

*3. 엔돌핀–위키피디아

https://ja.wikipedia.org/wiki/エンドルフィン

*4. 위약–위키피디아

https://ja.wikipedia.org/wiki/偽薬

*5. Eippert F, Bingel U, Schoell ED, et al. (2009). Activation of the opioidergic descending pain control system underlies placebo analgesia. Neuron, 63(4), 533-543. *6. 기능적 자기공명영상법–뇌과학사전.

https://bsd.neuroinf.jp/wiki/機能的磁気共鳴画像法

*7. Zortea M, Ramalho L, Alves RL, et al. (2019). Transcranial direct current stimulation to improve the dysfunction of descending pain modulatory system related to opioids in chronic non-cancer pain: an integrative review of neurobiology and meta-analysis. Frontiers in neuroscience, 13, 1218. *8. 진통의 메커니즘–통증케어네트워크・워킹그룹

http://www.totucare.com/senmon_content3-4.html

*9. Hartwig AC. Peripheral beta-endorphin and pain modulation. Anesthesia progress, 38(3), 75. 1991 *10. 카이센 국사−에린지의 역사.

https://erinji.jp/history/快川国師


이미지 인용

a. Image by freepik. https://www.freepik.com/free-vector/doctor-talking-patient_2126514.htm

b. Image by macrovector. https://www.freepik.com/free-vector/colored-flat-medical-mri-composition-mri-room-hospital-treatment-vector-illustration_7200882.htm

c. Image by storyset. https://www.freepik.com/free-vector/hand-holding-pen-concept-illustration_22874413.htm

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e. Image by freepik. https://www.freepik.com/free-vector/illustration-doctor-injecting-vaccine-patient-clinic_12644017.htm

f. https://www.pngitem.com/middle/hmJixxb_brain-wire-frame-models-hd-png-download/

g. 청부동 청련원 소장. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue_Fudō.jpg

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