(15) 쓰담쓰담 해볼까요 -(1)

하윤의 Resolution

"때로는, 한 번의 포옹이 정답이 되기도 한다. 심지어 물음을 알 수 없는 경우에도 그렇다"

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촉감의 힘

따뜻한 마사지를 받는 것을 머릿속에 상상해 보라. 어떠한 기분이 느껴지는가? 편안함과 부드러운 기분 좋음이 자동으로 떠오를 것이다. 사랑하는 사람과 살을 맞대고 있는 그 안락함이나, 소중한 아이를 쓰다듬는 부드러운 손길이나, 푹신하고 부들부들한 안락의자 혹은 오리털 베개에 몸을 깊이 뉘이는 감각은 또 어떠한가?  우리의 언어 속에서도, 우리는 감정적인 순간을 촉감의 공감각적 언어로 '뭉클하다' 고 묘사하고, 혹은 '와 닿는' 순간들을 느낀다. 영어에서도 감동받는 순간을 'touched' 라고도 표현하곤 한다.

배경 그림으로 걸어 둔 미켈란젤로의 <천지창조-아담의 창조>를 보라. 아직 생명이 깃들지 않은 아담에게 신은 손가락을 맞대어 생명력을 전하려 한다. 인간과 신의 관계를 접촉으로 묘사한 것이다. 우리는 일상 생활에서, 촉각이 주는 강력하고도 마법 같은 감각적 마법을 느끼며 살아가고 있다.

이 뿐 아니다. 슬퍼하거나 스트레스 받은 상황에서는 단순히 언어를 통한 지지보다는 한 번의 포옹이나 손 맞잡기와 같은 물리적 접촉이 훨씬 효과적이라는 것이 알려져 있고, 만성 통증에 시달리는 환자들에게 피부를 통한 촉각 자극을 주었을 경우 통증의 강도가 감소하고 스트레스가 줄어든다는 것이 보고되어 있으며, 신체 접촉은 (팁 문화가 발달한 미국에서) 식당에서 주는 팁의 증가와 밀접한 상관 관계가 있음이 알려져 있다.

그림 1. 서로 털 골라주기를 하고 있는 원숭이의 모습.

이렇게 촉각을 통해 강력한 자극을 받아들이는 것은 동물 중 인간뿐만은 아닌 듯하다. 반려동물과 함께 살아가는 사람이라면 반려동물이 쓰다듬음을 얼마나 긍정적으로 받아들이는지에 대해서는 온 몸으로 체득하고 있을 것이며, 영장류에 대한 수많은 연구를 통해 이제는 잘 알려진 영장류 간의 ‘털 골라주기’-allogrooming, 서로 털 골라주기라는 용어로 불리는-는 단순한 몸 단장 현상이 아닌 사회적인 요소임이 잘 밝혀져 있다(그림 1). 일부 원숭이들은 하루 깨어 있는 시간의 무려 20% 를 이 털 골라주기에 사용하는데(평균적인 현대인으로 치면 대략 3.2 시간 정도이다! 하루에 우리가 3시간씩 하는 행동이 무엇이나 있을까? 대강 스마트폰 메신저를 사용하는 시간과 비슷할 것이다), 흔히 우리가 생각하는 청결 유지를 위한 목적(기생충을 잡아주거나, 혹은 소금 결정과 같은 노폐물을 제거하는) 를 위해서 필요한 것보다 20배나 많은 시간을 사용하는 것이다. 이는 이 행동이 단순한 목적을 가진 활동이 아닌, 원숭이들간 사교를 나누고 사회적으로 가까워지는(socialize 하는) 활동이기 때문이다¹.

이와 같이, 촉각은 우리의 감정 및 마음 상태와 민감하게 연관되어 있으며, 특히 인간과 같은 사회적 동물에서는 사교와 사회적인 맥락에서도 굉장히 중요하다는 것을 몇 가지 간단한 사례로도 알아볼 수 있다.    

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감각의 생물학

인간의 감각을 흔히 우리는 오감, 즉 미각, 시각, 후각, 청각, 그리고 촉각으로 나누곤 한다(아리스토텔레스의 분류로부터²). 이 중 미각부터 청각(+전정)을 묶어 특별 감각special senses 으로 분류하고, 촉각은 체성감각somatosensation이라는 이름으로 묶어 부르는 것이 조금 더 정확한 분류법이다.

그림 2. 폴 루벤스의 오감 연작 중, <촉각>. 남녀가 살을 맞대고 있고, 통증에 대한 알레고리로 무기와 붕대 같은 의약품이 굴러다닌다.

이러한 촉각은 우리에게 너무나 일상적인 현상이다(그림 2). 상기한 기분 좋은 촉감 뿐 아니라, 누군가가 우리를 등 뒤에서 콕콕 찌르는 것을 느끼기도 하고, 주머니에 넣어 둔 핸드폰이 웅웅 울리는 것을 깨닫기도 하며, 혹은 갑자기 발이 따가워 신발을 벗어 보니 자그마한 가시 조각이 들어가 있는 것을 찾기도 하고, 모기가 물거나 털이 스치면 그곳을 간지러워 긁기도 한다. 즉 우리는 피부로부터 진동, 가벼운 접촉, 통각, 가려움과 온도 감각과 같은 수많은 것들을 느낀다. 단순히 촉각이라고 말해왔던 것에도 아주 많은 세부 사항이 존재하는 것이다. 이것은 이 많은 것들을 사실 묶어서 체성감각이라고 묶어 부르는 이유이기도 하다.

반면, 특수 감각이라고 이야기했던 미각, 시각, 청각, 후각은 정확히 어떤 것을 감각하는지가 명확하다. 미각은 구강 내부의 침에 녹아 나온 수용성 물질들을³, 후각은 공기 중에 떠도는 물질의 종류와 양을, 청각은 공기의 떨림을, 시각은 우리 주변에서 반사되고 방사되는 가시광선 영역대의(380나노미터의 보라색부터, 700나노미터의 붉은색까지) 전자기파를 감각한다.

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그렇다면 촉각은?

그림 3. 우리의 피부 내에 위치한 수많은 감각기관들. 이 감각 기관은 근본적으로 신경세포와 연결되어 있다.

이러한 촉각의 기반은 다른 감각이 그렇듯 신경세포가 전달한다⁴. 파치니 소체, 메르켈 소체, 루피니 소체와 마이스너 소체와 같은 다양한 피부 내 감각 기관들에 연결된 신경세포가 물리적으로 건드려지게 되면 활성화된다는 것이 잘 알려져 있으며(그림 3), 무언가에 감싸져 있지 않은 신경 말단들은 가려움, 통증, 온도 등을 감각한다는 것이 아주 고전적으로 알려진 교과서적인 지식이다. 이미 수많은 선구적인 생리학자들이 연구를 통해 이러한 신경 섬유들은 그 역할에 따라 크기와 형태가 다르다는 것을 밝혀 두었는데, 이미 1940년대 가량 미국의 생리학자인 게서(Herbert Spencer Gasser, 1888-1963) 와 엘랭거가 신경의 전달 속도와 굵기에 따라 A, B, C 타입으로 구분해 두었다(그림 4,5).

그림 4. 미국의 생리학자 허버트 게서. 우리 몸에는 게서의 이름을 딴 신경절(ganglion, 신경 세포가 모인 곳) 이 있다. 얼굴의 감각을 받아들이는 게서 신경절이 그것이다.

이와 같은 구분 방법은 신경의 신호 전달이 얼마나 빠른지, 굵기는 얼마나 되는지를 통하여 나눈 것인데, A 타입은 제일 굵은 신경 다발을 가지고 있으며, 굉장히 빠른 신호 전달 속도를 가지고 있다(이 중 제일 굵은 A-alpha 타입은 굵기가 20마이크로미터에 이르며, 신호 전달 속도는 초속 120m에 달한다). B 타입은 이보다 얇고 느리며, C 타입의 섬유는 가장 얇고(1마이크로미터 이내이며, 수백 나노미터 수준으로 얇다), 전달 속도 또한 매우 느리다(초속 2미터에서 수십 센티미터 정도로, A-alpha 타입과 크게는 200배 가량 차이가 난다⁵.

그림 5. 하단의 그림에서, 각각 좌측부터 C섬유, A-delta, A-beta, A-alpha 섬유들.

 이들의 구성이 다른 만큼, 이 섬유 종류들은 다른 역할에 종사한다. A-alpha와 gamma 는 운동 신경에, A-beta 는 아프지 않은 가벼운 촉감을 감각하는 감각신경에, A-delta 는 빠른 온도/물리적 통증에 관여하며, B-type 은 교감신경계와 내장감각을 구성하며, C-type 은 아주 둔감하게 오는 통증에 관여한다는 것이 잘 분류되어 있다(곰곰히 다시 떠올려 보면, 아주 뜨거운 것을 만졌을 경우 일단 반사적으로 감각되며 동시에 손을 뒤로 빼게 되고(빠른 통증), 이후에 얼얼하고 불쾌한 통증의 감각이 몰려오게 된다(느린 통증). 이 두 가지 통증의 단계가 나뉘는 것이 바로 A-delta 와 C-type 신경이 순차적으로 작용하기 때문이다(상술한 신호 전달 속도를 생각해보라⁶).

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촉각 정보의 전달

이와 같은 다양한 말초 신경은 신호를 받아들여서 우리의 두뇌로 전달한다. 일차적으로 말초신경은 척수로 신호를 보내고, 척수에서는 간단한 신호 전처리 과정을 거친 후 뇌로 신호를 올려 보낸다(이에 대해서는 다음 글에서 조금 더 알아본다). 그러면 우리의 두뇌에서 그 신호를 해석하여, 이것이 단순히 무언가가 닿은 것인지, 아픈 것인지, 간지러운 것인지에 대하여 해석하고 그에 대응하는 적절한 반응을 산출한다(아픈 것이라면 회피하려고 할 테고, 간지러운 것이라면 그것을 긁어야 할 것이다. 결국, 뇌는 감각적 정보가 들어왔을 때 어떤 행동을 하여야 할 지를 선택하는 ‘선택기’ 와 진배없다. 혹은, 좀 더 보수적으로 말하자면, 최소한 그 시작은 선택기였다).

그림 6. 캡사이신이 TRPV1 에 작용하여 활성화시키는 메커니즘. 단백질 내부의 막투과지역에 끼어들어 강제로 문을 열어버린다. Yang, 2017, Protein&cell.

그러나 우리의 몸이 완벽한 센서들로 이루어진 것은 아니기에, 때로 우리의 감각은 속곤 한다. 마치 시각에서 일종의 착시현상이 발생할 수 있는 것처럼, 체성감각에서도 실제 우리 몸이 ‘그렇지 않더라도’ 신경 세포만 활성화되면 ‘그렇다’ 고 느낄 수 있다. 무슨 이야기일까? 대표적으로 매운 것을 먹는 것이 그렇다. 고추에 들어 있는 캡사이신이라는 물질은⁷ 본디 뜨거움에 반응하는 신경세포를 인위적으로 활성화시키는데(TRPV1 이라는 단백질을 매개하여, 그림 6), 그렇기 때문에 우리는 뜨거움을 느낀다. 실제로 피부는 전혀 뜨겁지 않지만, 뜨거울 때 활성화되는 신경세포를 인위적으로 스위치를 켰으니 뜨거움 정보가 뇌로 전달되고, 이에 우리는 ‘그렇게 느끼는’ 것일 뿐이다. 비슷하게, 박하 사탕이나 치약, 파스에 노출된 피부에서는 차가움을 느낄 수 있다. 여기에 들어 있는 멘톨 성분은 차가움을 느끼는 신경세포를 활성화시키기 때문이다. 마찬가지로 마라탕에 들어가는 산초와 같은 물질은 뜨거움뿐 아니라 촉각에 관여하는 신경들을 건드리고, 결과로 우리는 매운 맛(라)과는 무언가 다른 얼얼함을 느낀다(마). 우리는 예컨대 물질이 만들어 낸 인공적 신경 패턴에 속고 있는 것이다⁸.

이 내용들은 지금까지 적었던 글 중, 나의 연구 주제와 가장 밀접한 관련이 있다(저는 체성감각계를 연구합니다). 이에 신나서 글 분량이 좀 길어지게 되어서, 본디 담고 싶었던 내용들을 충분히 담지 못하였다. 분량 관계로 여기서 나누고, 다음 글에서는 이러한 촉각에 담긴 이야기들에 대해 조금 더 다루어 보도록 하자. 흥미로울 것이다!

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미주 Endnote

1. 해당 가설을 세운 옥스퍼드의 로빈 던바 교수는 그 외에도 일상 생활과 밀접한 여러 흥미로운 인류에 대한 가설을 세운 학자이기도 하다. 그 중 한 가지는, 인간의 언어와 영장류의 털 고르기는 진화적 동일 선상에 있다는 주장이다. 본디 서로 털을 골라주며 사회적 유대감을 만들어 나가던 원숭이에서, 더 크고 복잡한 사회적 집단을 이루게 된 인간이 물리적으로 그만큼의 시간을 낼 수 없으니 언어를 통하여 의사소통하고 사회와 집단에 대한 이야기를 나누며 유대감을 쌓게 되었다는 것이다. 가십 이론이라고도 불리는 이 이론은, 인간이 서로 만나 하는 이야기의 대부분(80%)은 정보 전달을 위한 것이 아닌 잡다한 사회 이야기, 혹은 남에 대한 가십이라는 것을 통해 뒷받침된다. 우리가 현대를 살아가며 메신저, 혹은 커피를 마시며 남과 대화로 보내는 시간이 대략 원숭이의 털 고르기와 비슷하다는 것은 의미심장하다.

2. 인간의 감각이 5개라는 것은 그리스 고전기 아리스토텔레스의 분류로부터 내려오는 아주 유서깊은 분류법이다. 그러나, 과연 5개뿐일까? 흔히 육감이라고 부르는 것을 이야기하는 것이 아니다. 실제로 인간은 상기한 오감에 속하지 않는 무수한 감각을 가지고 있다. 몇 가지만 생각해보자. 우리는 목마름과 배고픔을 느낄 수 있고(체내 전해질과 에너지 균형), 몸이 얼마나 기울어졌는지 느낄 수 있으며(전정감각), 숨을 참으면 숨이 막히는 것을 느낄 수 있고(혈중 이산화탄소 농도), 방광이 얼마나 차올랐는지, 몸이 좋지 않은 것도 느낄 수 있다(컨디션이 좋지 않다고 말하는 것을 생각해보라!). 심지어 이것은 우리가 ‘의식적’으로 느끼는 감각들일 뿐이며, 무의식적으로 뇌가 처리하는 감각은 이보다 훨씬 많다. 예컨대 우리가 느끼지는 못할지라도 뇌간은 혈압을 지속적으로 모니터링한다.

3.미각은 어디서 느낄까? 혀라고 말했다면 거의 맞지만 약간은 부정확한 대답이다. 혀에 대부분의 미뢰가 위치하지만, 맛을 느끼는 미각수용세포는 입 천장(중에서 연구개), 후두개와 상부 식도에까지 위치하고 있다. 믿지 못하겠다면 진한 소금물이나 설탕물을 면봉에 찍어, 경구개와 연구개에 대 보아라. 경구개에서는 별 맛이 느껴지지 않지만, 연구개에서는 희미하더라도 분명히 맛을 느낄 수 있다.

4. 이전의 글에서 말한 것처럼(3번 글, 3번 미주 참조), 진화를 통해 만들어진 신체는 완벽한 설계를 통해 합리적으로 만들어진 기계와는 달리 완벽한 규칙이 통용되지 않는 경우가 많다. 굉장히 최신의 연구들에 의하면 신경 세포뿐 아니라 신경 세포를 감싸는 슈반세포와 같은 교세포도 감각의 전달에 관여할 수 있으리라는 증거가 제시되고 있다. 그럼에도, 신경은 감각에서의 제일 중요한 매개수단이며 필요조건이라는 사실은 변하지 않는다.

5. 신경 세포의 본질적인 역할은, 마치 장난감 실 전화기와 같이 세포 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝으로 정보를 전달하는 것이다. 인체에서 가장 긴 신경은 발끝부터 척수로 이어지는 좌골신경으로, 1미터도 넘는다. 사이에 5만 개가 넘는 세포가 줄줄이 들어갈 수 있는 거리다. 세포를 인간으로 생각해 보면 50킬로미터에 달하는 먼 거리를 지나 신호를 전해야 하는 것인데, 당연히 신호를 빠르게 전달하는 것이 중요할 것이다. 어떻게 해야 빠른 신호 전달이 가능할까? 호스를 통해 물을 옮긴다고 생각해 보면, 굵은 호스는 당연히 얇은 호스보다 빠르게 물을 옮길 수 있다. 즉, 신경이 굵을수록 전달 속도는 빨라진다. 두 번째 요소는 전기적인 요소인데, 전기 신호는 전달되며 점점 새어나가 약해지고 느려지게 된다(구멍이 송송 뚫린 호스를 생각해 보자). 이 전기가 새어나가는 것을 막기 위해 겉을 기름막으로 둘둘 감싸면, 전달 속도가 빨라질 수 있게 된다(호스를 청테이프로 감아 구멍을 막은 모습을 상상해 보자). 그렇기 때문에, A 타입 섬유는 마이엘린이라고 하는 기름 성분의 막으로 둘둘 감겨져 있고, C 타입의 섬유는 아무런 막 없이 노출되어 있다. 이 마이엘린이 모종의 이유로 벗겨지거나 파괴되면 신경 기능이 저하되어 그 부분의 마비와 같은 증상이 일어나는데, 샤르코-마리-투스병(CMT) 나 길랭-바레 증후군 중 일부가 그렇다.

6. 당연히 신호가 빠르게 전달되면 좋을 텐데, 왜 A 타입만 있는 것이 아니라 C 타입이 남아 있을까? 부분적 대답은 진화 과정에서 두 가지가 다른 시간대에 만들어져 덮어 씌워졌기 때문이다. C 타입 신경은 아마도 고생대가 시작되기도 전, 5억 5천만 년~7억 년 이전의 선캄브리아시대에 (에디아카라 동물군에서?) 탄생했을 것이지만 마이엘린은 4억 5천만년 전 정도에 생겨났다. 즉, 최소한 1억 년간은 C 타입의 신경 섬유만 존재했을 것이다. 실제로 두 섬유는 우리 몸에서의 배선 방식이 전혀 다르며, 그 생리학적 역할도 뚜렷이 구분된다. 일부 과학자들은 C 타입 섬유는 조금 느리더라도 에너지를 절약할 수 있으므로 아직 어떠한 이점을 제공할 것으로 생각한다.

7. 고추가 만들어 낸 캡사이신에 담긴 진화 이야기도 아주 재미있다. 너무 미주가 길어질 것을 우려하여, 조만간 별도의 글로 다루어 보도록 하자.

8. 이처럼 우리의 감각이라는 것은 외부의 간섭적인 물질 자극에 매우 민감하다. 예컨대 카페인이나 알코올과 같은 물질들은 우리의 중추신경계에 작용하여 각성 효과와 같은, 인지기능에 영향을 미친다. 이 효과들이 조금 더 강화되면 마취제나, 마약(향정신성 약물)이 되는 것이다. 이러한 사실은 우리의 자아, 지각, 인지와 같은 놀라운 기능들이 결국은 신경 세포의 활동에서 비롯되는 것이라는 심신일원론을 강하게 시사한다.