공포의 근원 ‘편도체’

편도체 (amygdala)

 

 

 

공포 치료

 

 공포는 인간의 두뇌 속 편도체에서 통제된다. 이 부위에서 두려움을 만들어 내면 그 어떤 이성적 판단도 완전히 무시된다. 미국 뉴욕 대학의 조셉 르듀 박사는 이 같은 공포감을 제거해 주는 공포 치료의 대가(大家)다. 그는 공포의 근원인 과거의 기억을 차단, 공포 유발을 막는다.


기억 속에 각인된 공포

시골에서 어린 시절을 보냈거나 정원이 있는 주택에서 살았었던 사람이라면 이름 모를 거미들이 집안 구석구석에 거미집을 지어놓은 것을 본 적이 있을 것이다.

때로는 가구 밑에서, 때로는 책상 위에서 8개의 다리가 달린 이 불쾌한 생물체와 맞닥뜨리기도 했을 것이며, 천정에서 외줄을 타고 내려오는 거미를 바로 눈앞에서 보고 기겁을 한 경험도 있을 것이다.

방 청소를 자주 하지 않는 게으름뱅이이었던 데다 운까지 정말 없었다면 아침에 눈을 뜨자마자 방금 알에서 깨어난 것 같은 엄청난 숫자의 새끼 거미들이 방바닥을 가로질러 행진을 하는 소름 돋는 광경을 목격했을 수도 있다.

아마 어린 마음에 이 거미들이 밤의 어둠을 틈타 귀속으로 기어들어 와서는 끈적거리는 알을 낳아 자신을 먹이로 삼을 수도 있다는 공상과학 영화같은 상상에 빠져 매일 밤 불안한 잠을 청했다고 해도 결코 무리는 아닌 상황임에 틀림없다.

실제 이러한 환경에서 유년기를 보낸 경우 성인이 돼서도 거미에 대해 공포감을 느끼는 사례가 많다. 머릿속 깊은 곳에 거미가 두려운 존재로 각인돼 있기 때문이다.

이런 사람들은 바퀴벌레를 맨손으로 때려잡는 대담함을 보이면서도 거미와 직면하면 손끝 하나 댈 수 없는 극도의 공포감에 휩싸이곤 한다.

인간이 느끼는 공포의 대부분은 이처럼 과거의 무서웠던 경험에 기반하고 있으며, 그 경험은 실제 겪었던 것은 물론 영화나 꿈에서 간접적으로 느낀 것들도 포함된다.

고소공포증, 폐쇄공포증 등 특정 사물이 아닌 공간에 대한 공포감 역시 유발 메커니즘은 거의 유사하다.

지금까지의 연구에 따르면 공포를 극복하기 위해서는 공포의 대상과 직접 맞서는 ‘노출 요법’이 큰 효과가 있는 것으로 나타나 있다.

거미에 대한 공포를 없애기 위해서는 거미를 직접 만져보거나 자주 접해보는 것이 좋다는 얘기다.

그렇다면 쥐나 뱀, 바퀴벌레 등에 공포를 느끼는 사람은 어떨까. 이들 또한 동일한 방법을 사용해야만 할까. 다행히도 그럴 필요는 없다.

공포 치료의 대가로 전 세계적 명성을 얻고 있는 미국 뉴욕 대학의 신경과학자 조셉 르듀 박사는 노출 요법이 가장 효과적인 방법은 아니라고 말한다.

일례로 고소공포증 환자를 강제로 비행기에 태웠다고 상상해보자. 환자는 공포를 극복하기는커녕 완전히 미쳐버려 정신병원으로 직행할 가능성이 더 크다.

르듀 박사는 이 같은 위험을 무릅쓰지 않아도 확실히 공포를 이겨낼 수 있는 방법을 발견했다. 공포가 각인돼 있는 뇌 속의 기억 자체를 제거해 버리는 것이다.

그는 20여 년간 인간의 뇌를 심도 깊게 연구한 끝에 지난해 쥐를 활용한 실험으로 이것이 실현 가능함을 증명해냈다.

다른 기억에는 전혀 영향을 미치지 않으면서 특정한 고통스런 기억만을 없애버린 것. 그는 또 이 방식으로 기억을 말소함으로서 공포감도 함께 사라진다는 사실까지 입증했다.

인위적으로 특정 기억만을 지워버릴 수 있다는 것이 알려지자 과학계는 놀라움을 금치 못했다. 이것이 정말이라면 과거에는 상상도 할 수 없었던 일들이 가능해지기 때문이다.

외상 후 스트레스 장애(PTSD)로 평생토록 고통 받는 상이용사들과 강간 피해자들에게 정상적인 삶을 영위토록 해 주는 것들 말이다.

이에 다수의 과학자들이 발 빠르게 르듀 박사의 연구 성과를 이어가기 시작했다. 어떤 연구팀은 이미 인간을 대상으로 한 실험에 돌입했으며, 한 신생기업은 일반인들을 대상으로 공포 제거 서비스라는 이름의 사업을 시작하기도 했다.


공포의 근원 ‘편도체’

뉴욕대 신경과학연구센터 11층에 있는 르듀 박사의 사무실을 나와 복도를 걸어가면 그의 ‘공포 공장’으로 들어가는 두꺼운 유리문을 만나게 된다.

이 문 안쪽에는 300여 마리의 통통한 실험용 흰 쥐들이 투명 아크릴로 만든 우리 속에서 왕족이 부럽지 않은 호화생활을 하며 지내고 있다.

이들에게는 최고급 사료와 정수기의 물이 제공되고 있으며, 산소가 풍부한 공기가 별도로 공급된다. 또한 외부의 병원균에 의해 감염되는 것을 막기 위해 모든 연구원들은 반드시 무균복을 입고 수술 마스크까지 써야 한다.

이곳의 연구원 마리 몬필스 박사는 “모든 쥐들은 엄격한 내부 규정에 맞춰 관리되고 있다”며 “정신적으로 안락하고 육체적으로 건강하며 아무 걱정 없이 태평한 상황에서 공포를 느낄 때 쥐들의 반응이 극대화되기 때문”이라고 설명했다.

쥐나 인간을 포함한 대부분의 동물들이 어떤 메커니즘으로 공포를 느끼는지를 알기 위해서는 가장 먼저 뇌의 감정중추인 편도체(amygdala)를 알아야 한다.

눈 뒤의 전뇌부에 위치한 편도체가 바로 감정과 기억을 뒤섞어 공포라는 이름의 괴물을 창조해 내는 장본인이기 때문이다.

르듀 박사가 이 편도체 연구를 처음 시작한 시기는 쥐의 뇌가 어떻게 위험성을 인지하는지 연구하던 지난 1970년대부터다.

당시 그는 쥐에게 특정한 소리를 들려주면서 그때마다 약간의 전기충격을 가했다. 이를 몇 차례 반복하자 쥐들은 소리만 듣고도 무서움을 느끼며 몸이 얼어붙었다.

여기까지는 파블로프의 조건반사 이론과도 정확히 맞아떨어지는 현상으로서 르듀 박사도 사전에 예상한 결과였다. 그런데 그는 여기서 그치지 않고 쥐들이 공포에 떨고 있을 때 이들의 뇌 속에서 어떤 일들이 일어나는지 확인했다.

그 결과 귀가 들은 청각신호를 전달받는 뇌의 청각시상(auditory thalamus)이 편도체와 곧바로 연결돼 있음을 발견했다.

또한 이들의 연관관계를 밝혀내기 위해 청각시상과 편도체와의 연결을 차단하자 아무리 소리를 들려줘도 쥐들은 두려움을 느끼지 않았다. 그는 이렇게 공포의 근원이 편도체임을 밝혀냈다.

르듀 박사는 “연구를 통해 뇌의 편도체가 ‘공포의 기억’을 저장하고 있는 주관자라는 사실이 확인됐다”며 “이 공포기억이 활성화될 경우 이성적 사고기능을 비롯한 그 어떤 뇌 활동 보다 먼저 즉각적인 반응이 일어난다”고 설명했다.

거미 공포증 환자들이 거미를 봤을 때 그 거미가 괴물로 변해 자신의 팔을 뜯어먹지 못한다는 것을 떠올리기도 전에 비명부터 터져 나오는 이유가 여기에 있다. 편도체의 힘을 빌려 공포감이 생각을 앞지르는 것이다.

편도체에 공포의 기억이 없다면, 혹은 기억해내지 못한다면 당연히 이 연결고리는 끊어진다. 르듀 박사가 주목하고 있는 것이 바로 이 점이다. 문제는 이를 위해서는 특정 기억을 선택적으로 제거해야 한다는 것.

자칫 모든 기억이 사라져버리기라도 하면 갓 태어난 아기처럼 모든 것을 처음부터 다시 배워야하기 때문이다.

그동안은 이 선택적 기억제거가 불가능한 것으로 여겨졌지만 르듀 박사는 충분히 실현 가능하다고 주장하고 있다.

두뇌 마니아

르듀 박사는 58세의 학자치고는 꽤 유행에 민감한 인물이다. 흰머리가 희끗희끗한 머리는 뒤로 멋지게 빗겨 넘겨져 있고, 아래턱에는 애교 수염을 기르고 있다.

고무 샌들을 신고 검은색 청바지와 라임 색 셔츠를 입고 있는 그를 보고 있노라면 연구실에 틀어박혀 현미경이나 들여다보는 과학자라기보다는 마치 로큰롤 가수처럼 보일 정도다.

하지만 작사, 작곡, 연주까지 다 해내는 그의 밴드 이름은 편도체며 모든 곡은 신경과학을 노래하고 있다.

 

그가 뇌라는 것을 처음 접한 것은 어린 시절 아버지가 운영하던 정육점에서다. 당시만 해도 동물을 도살할 때는 총으로 머리를 쏘는 방법을 사용했는데, 소의 뇌 속에 박혀있는 총알을 빼내는 일을 그가 맡았던 것.

부드러운 소의 뇌수를 헤집던 어린 르듀는 자신의 손이 닿아있는 뇌의 부분이 소가 살아있을 때 어떤 역할을 했는지에 대해 막연한 궁금증을 갖기도 했다.

1967년 고등학교를 졸업한 르듀 박사는 루이지애나 주립대(LSU)에 입학, 부모님의 뜻에 따라 마케팅을 공부했다.

또한 자신의 학구열을 충족시키기 위해 소비자심리학도 배웠다. 이를 통해 사람의 행동을 이해하는 데 심리학이 얼마나 유용한지 몸소 체감했다.

마케팅 분야의 석사 학위를 취득한 뒤 그는 우연한 기회에 같은 대학 심리학과 교수였던 로버트 톰슨 박사의 눈에 들어 그의 실험실에 들어갔다. 그리고 바로 그곳에서 지금의 자신을 있게 만든 ‘기억의 근원’에 대한 실험을 처음 접했다.

생물심리학 박사 과정을 가까스로 이수한 후 류듀 박사는 자의반 타의반으로 뉴욕 대학 스토니브룩 캠퍼스에 정착했다. 그를 교수로 임용할 의사를 밝힌 유일한 학교가 이곳이었기 때문이다.

당시 과학자들은 인간의 감정이나 공포심이 어떤 실체를 갖고 있으며, 뇌 속의 신경망에 존재하고 있다는 르듀 박사의 학설을 인정하지 않았다.

이들은 감정이 복잡한 심리학적 현상일 뿐이며, 눈에 보이거나 손에 잡힐 수 있는 실체를 지닌 존재가 아니라고 생각했다.

그러나 르듀 박사는 작은 것에서부터 시작해야 인간의 감정을 이해할 수 있다고 믿었다. 그래서 모든 동물의 공통적 기본 감정의 하나인 ‘공포심’이야 말로 가장 손쉽게(?) 분리해 낼 수 있는 감정이라고 판단, 첫 번째 과제로 삼았다.

결국 르듀 박사는 이후 30년 동안 뉴욕 대학과 코넬 대학 의대에서 교수로 근무하면서 공포 연구의 최고 권위자로 자리매김하게 됐다.

2권의 책을 저술해 세계적 명성을 얻었으며, 기억과 공포가 서로 떼어놓을 수 없는 단짝이라는 점을 전제로 한 수 십 편의 연구논문을 발표해 학계를 발칵 뒤집어 놓았다.


기억을 제거하라

르듀 박사의 연구실에는 그 누구도 상상하지 못했던 답을 찾아내는 다양한 분야의 박식한 사람들로 가득하다.

흰쥐를 고양이처럼 팔에 안고 다니면서 다독여 공포를 잊게 만들었다는 몬필스 박사도 그 중 한명이다. 그녀는 이 쥐의 두개골을 절개, 자신의 노트북으로 쥐의 모든 뇌 활동을 확인할 수 있도록 마이크로칩을 이식해 놓았다.

앞서 언급한 바와 같이 지난해 르듀 박사는 이 괴짜 연구원들과 함께 수행한 공포실험 결과를 네이처 뉴로사이언스지에 발표, 큰 반향을 일으켰다.

쥐에게 고음의 부저 소리와 귀뚜라미 소리를 들려주고 공포 반응을 유도하는 실험이었는데, 연구팀은 먼저 쥐에게 이 두 소리를 모두 20회 들려주고 전기 충격을 가했다.

이 같은 과정을 3번 반복하자 생쥐들은 소리만 듣고도 두려움에 떨며 몸을 움직이지 못했다.

이후 연구팀은 쥐들에게 귀뚜라미 소리를 들려주면서 기억 형성을 억제하는 화학물질인 UO126을 투여했다.

이렇게 24시간이 흐르자 쥐들은 이제 부저 소리에만 공포반응을 보일 뿐 귀뚜라미 소리에는 별다른 반응을 보이지 않았다. 약물을 통해 귀뚜라미 소리를 듣고 전기충격을 받았던 과거의 공포 기억이 삭제된 것이다.

이에 대해 르듀 박사는 “이 실험은 기억이 두꺼운 유리벽 속에 갇혀있는 고정 불변의 존재가 아님을 증명한 사례로서 학계에 커다란 충격을 불러일으켰다”며 “기억이란 살아있고 변화하며 매번 재생될 때마다 조작 가능한 것”이라고 강조했다.

그는 또 “공상과학 소설처럼 들릴 수 있어도 오랫동안 간직하고 있던 기억일수록 손쉽게 바꿀 수 있다”며 “특히 부저 소리는 남겨놓고 귀뚜라미 소리에 대한 기억만 없앤 것에서 알 수 있듯 특정 기억만 변경, 삭제할 수 있음을 증명했다는 것이 최대 성과”라고 덧붙였다.

르듀 박사에 따르면 무엇인가를 기억한다는 것은 그 일에 대한 애초의 경험을 떠올리는 것이 아니라 그 경험을 마지막으로 떠올렸을 때의 기억을 회상하는 것이다.

즉 좋은 기억이던, 나쁜 기억이던 기억을 하면 할수록 매번 기억의 내용이 조금씩 바뀔 가능성이 높다.

공교롭게도 이 같은 사실은 외계인에 의해 UFO로 납치됐다고 주장하는 사람들이 거짓말탐지기 테스트를 통과하는 일명 ‘외계인 피랍자 현상’을 신경과학적으로 설명하는데 사용된다.

육체적으로 탈진한 상태에서 자신이 상상한 경험을 계속해서 회상하게 됨으로서 실제 일어나지 않았던 일들까지 사실로 확신하게 된다는 것.

어쨌든 르듀 박사의 실험이 세상에 알려지면서 신경과학계는 신속한 반응을 보였고, 기존의 상담 요법은 시간이 많이 소요되는 비합리적 방법이며 효과마저 의심스러운 것으로 격하되기까지 했다.

약물주사 한 대만 맞으면 지우고 싶은 공포 기억이 모두 사라지는데 굳이 시간과 돈을 들여 정신과 치료를 받을 필요가 없기 때문이다.

하버드 대학교 정신의학과의 로저 피트만 교수는 “기억은 찰흙 반죽 같은 상태로 보존되고 있어 그대로 놔둘 수도, 모양을 바꿀 수도 있다”며 “이론적으로 공포기억은 물론 어제 먹은 저녁 메뉴처럼 평이한 기억들도 변경할 수 있다”고 설명했다.

그는 현재 PTSD 환자가 지닌 충격적인 기억을 약화시키는 프로프라놀올(propranolol)이라는 약을 실험하고 있다.



무엇인가를 기억한다는 것은 그 일에 대한 가장 최근의 경험을 떠올리는 것이다. 모든 기억은 바뀔 수 있다.

                        기억을 제거하라

 

 

 

공포 상황에서의 뇌 반응

쥐를 무서워하는 사람이 쥐가 눈앞에서 달려가는 모습을 목격한 상황을 가정해보자. 이 정보는 가장 먼저 시상에 보내지는데[A], 시상은 곧장 이를 편도체와 시각피질에도 전달한다.[B], [C] 편도체는 제공받은 정보와 과거의 공포기억을 대조, 시상하부에 그에 맞는 신체행동을 취할 준비를 하라고 명령한다.[D] 그동안 시각피질은 시각정보를 바탕으로 보다 고차원적인 사고처리 작업을 하지만 이 합리적 사고는 편도체의 즉각적 반응보다 속도가 느리기 때문에 이미 신체는 비명을 지르며 도망가는 반응을 하게 된다.[E]

(사진설명: 1. 시상하부 2. 시상 3. 시각피질 4. 편도체 5. 눈)

 

공포 억제 약물의 작용기전

D-사이클로세린(DCS)과 같은 약물은 오랫동안 각인돼 있는 불쾌한 공포기억 억제에 도움을 준다. 이 약물은 편도체 내에서 세포 간 의사소통을 유도하는 NMDA 수용체를 활성화시켜 새로운 기억을 형성하도록 돕는다. DCS의 약효가 나타날 때 쥐가 등장하는 비디오를 보게 되면 과거 기억과 관련 없는 새로운 기억이 편도체에 입력되는 것. 이 경우 눈앞에서 쥐를 보더라도 편도체는 공포 반응을 명령하지 않게 된다.

(사진설명: 1. 편도체)

 

 인체의 공포 반응

공포는 외부의 위협에 대비, 신체의 안전을 유지하는 긍정적 역할을 한다. 그러나 장기적 관점에서 볼 때 공포로 인한 불안과 스트레스는 건강에 매우 해롭다.


1. 눈

노르에피네프린과 같은 ‘도피-투쟁 호르몬(fight-or-flight hormone)’들이 동공을 확장시켜 시야를 넓힌다.

2. 심장

심박동 상승으로 혈압이 높아져 혈중 산소 전달 속도가 올라간다. 하지만 고혈압 상태가 지속되면 심장발작이나 심장마비가 올 가능성이 있다.

3. 폐

호흡 횟수가 빨라지면서 폐에 더 많은 산소가 공급된다. 장기간에 걸친 잦은 스트레스는 천식을 악화시킬 수 있으며, 과도한 호흡에 의해 공황 발작이 초래될 수도 있다.

4. 피부

땀샘이 열려 체온을 낮춘다. 하지만 장기간의 스트레스는 피부의 상처 치유 능력을 떨어뜨려 감염 가능성을 높인다.

5. 호르몬

콩팥 위에 위치한 부신(adrenal gland)에서 스트레스 호르몬인 코르티솔이 분비된다. 과도한 코르티솔 분비는 뼈와 근육을 약화시키고, 인체의 면역체계까지 무너뜨릴 수 있다.

6. 위

소화 운동에 쓰이는 에너지를 다른 곳에 사용할 수 있도록 모든 소화기능을 중단한다. 이렇게 소화가 지연되면 위산과다로 인해 구역질과 궤양이 유발된다.

7. 장

스트레스가 가해지는 동안에는 장에 피가 공급되지 않는다. 오랜 시간 소화가 억제되면 과민성 대장질환이 올 수 있다.

 

출처           참고           참고           참고

 

참고

 

 

두려움은 하나의 중독이고, 너무나 자주 너는 두려움으로 너의 충성을 맹서한다. 두려움 아래서 나와라. 대신 자유를 선택하라. 자유를 나타내어라. 자유를 고수해라, 자유가 존재하기 때문이고, 두려움이 네가 그것이 멀리서 으르렁거림을 듣고, 네가 그것으로 귀를 기울이고, 그것을 존중할 때를 제외하면 아무 것도 아니기 때문이다.