Rti 중앙방송국 
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[*아래 글은 실제 당일 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인해주시기 바랍니다.]
지난 한 주 타이완에서 큰 화제가 되었던 최신 IT, 과학, 바이오, 의료 기술 그리고 주요 법률 이슈를 과학 기자의 시각으로 들여다보고 정리해 알려드리는 목요일 포르모사링크시간이 돌아왔습니다. 안녕하세요 포르모사링크 진행자 손전홍입니다.
“음악이 없다면, 삶은 그저 실수일 뿐이다” 예술을 사랑했을뿐만 아니라 작곡가의 꿈을 가지고 음악에 심취했던 독일의 철학자이자 시인, 음악가이며 심리학자인 프리드리히 니체가 남긴 말입니다.
우리의 삶에서 음악은 빼놓고 생각할 수 없습니다. 예로부터 인류의 역사에 늘 함께 해 온 음악은 현대사회의 끊임없는 발전과 더불어 우리의 삶에 점점 더 깊이 스며들고 있습니다. 언제 어디서나 누구나 음악을 쉽게 접할 수 있는 시대, 이제 많은 뇌과학자와 신경과학자들은 인간에게 뚜렷한 이득이 없음에도 불구하고 왜 우리 인류는 음악을 즐겨 듣는지, 과연 무엇이 음악을 이렇게 오랜 시간 우리 주변에 존재할 수 있게 했는가 하는 근원적인 질문을 품기 시작했고, 뇌과학자와 신경과학자, 인지심리학자들은 음악이 인류에게 미치는 긍정적인 영향들을 뇌과학, 신경과학적으로 해석이 가능하다는 것을 증명하기 위해 다양한 연구를 수행하고 있습니다.
음악이 인류에게 미친 긍정적인 영향들을 과학적으로 증명하려는 다양한 시도가 이어지는 최근, 수많은 뇌신경과학 연구의 중심에 음악이 있습니다.
이런 가운데 국립양명교통대학교(國立陽明交通大學) 뇌과학연구소 연구팀은 어릴적부터 음악 레슨을 받아온 피아노와 성악전공자의 뇌 활동이 비음악 전공자와 다르다는 사실을 관찰했습니다.
국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀의 논문 내용을 간략하게 설명해드리자면, 국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀이 음악전공자와 비음악전공자의 뇌를 살펴본 결과, 비음악전공자의 뇌에 비해 어린시절부터 규칙적인 음악 훈련을 받아온 피아노 전공자와 성악 전공자의 뇌에선 (감정을 조절하고, 공포 및 불안에 대한 학습 및 기억에 중요한 역할을 하는) 편도체 등 감정에 관여하는 뇌 부위와 기타 뇌 영역 (신경세포들) 간의 내부 연결성이 (비음악전공자에 비해서) 높다는 사실을 발견했습니다.
타이완의 국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀의 이 같은 연구결과를 뇌과학적으로 증명하는 피아노와 성악 이 두 분야의 음악전공자의 뇌 이미지는 뇌영상 분야 세계적 국제학술지인 휴먼브레인매핑(Human Brain Mapping)의 2023년 1월호에 표지로 첫 페이지를 장식했습니다.
오늘 포르모사링크에서는 음악과 뇌의 매혹적인 상관관계를 뇌과학으로 증명해내고, 뇌영상 분야 세계적 국제학술지인 휴먼브레인매핑의 2023년 1월호에 표지를 장식한 국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀의 따끈따끈한 최신 뇌 연구 성과에 대해 들여다보는 시간을 가져보도록 하겠습니다.
“음악이 뇌에 끼치는 영향을 연구하는 것은 뇌과학, 심리학, 신경학 분야에서 가장 흥미로운 연구 주제 중 하나입니다.”
현재까지 뇌과학과 신경과학계에서 규명해낸 음악활동과 관련된 연구들의 결과에서 우리가 주목해야 할 점은 전문 음악가 혹은 오랜 기간 음악과 관련된 활동을 한 사람들의 뇌의 경우 감각적 기능을 담당하는 뇌 연결 부위의 활동이 음악활동이 뜸한 일반 사람들에 비해 활성화되어 있다는 사실이 앞선 연구를 통해 뇌과학적으로 이미 입증되었고, 또 비틀즈의 폴 매카트니처럼 오랜 기간 꾸준히 음악활동을 해온 음악인들은 일반사람들에 비해 노화로 인한 청력과 기억력 감퇴가 덜하다는 미국 노스웨스턴 대학교 신경생물학과 니나 크라우스 교수팀의 이 같은 음악과 관련된 연구 결과까지 종합해 볼 때 음악은 이제 단순한 즐거움을 주는 차원을 넘어 음악이 생물학적으로 우리 뇌 건강에 긍정적인 영향을 끼친다는 것을 알 수 있습니다.
그리고 최근 국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀은 감정 기능들을 조절하는 뇌 영역 신호전달 체계가 규칙적인 음악 훈련에 따라 다르다는 사실을 발견했고, 이 같은 연구결과를 국제학술지 휴먼브레인매핑에 발표했습니다.
국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀은 규칙적인 음악 훈련이 뇌에 끼치는 영향을 알아보기 위해 모두 오른손잡이의 각각 예술 대학교에 재학 중이거나 졸업한 피아노 전공자 27명, 성악 전공자 35명, 그리고 음악 활동이 뜸한 비음악전공자 33명, 이렇게 3그룹으로 나눠 각각의 뇌 기능 네트워크를 살펴봤습니다.
분석결과 어린시절부터 규칙적으로 음악 훈련을 받아온 피아노 전공자와 성악 전공자의 뇌에서 공통적으로 편도체 등 감정을 관여하는 뇌 부위의 기능적 연결성이 비음악전공자에 비해서 높다는 사실을 발견했습니다.
이는 즉 규칙적으로 음악 훈련을 해 온 피아노 전공자와 성악 전공자는 평소 기쁨과 슬픔, 행복감과 우울함 등의 감정을 음악에 담아내 감상자에게 희노애락을 음악의 소리로 전달하기 때문에, 이러한 예술적 감성, 감정이 풍부한 피아노 전공자와 성악 전공자의 뇌는 감정과 관련이 있는 뇌 기능적 연결성이 비음악전공자인 일반인에 비해 높다는 것을 말해줍니다.
이전에도 비슷한 연구가 있었지만 국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀의 최신 연구가 유독 주목 받는 이유는 무엇일까요? 바로 어릴적부터 규칙적으로 음악 레슨을 받아온 피아노와 성악전공자의 뇌 활동이 비음악 전공자와 다르다는 사실을 뇌과학적으로 증명했을 뿐만 아니라 피아노 전공자와 성악 전공자에 뇌 연결망(뇌신경망 연결) 차이를 세계 최초로 규명하는데 성공했기 때문입니다.
피아노 전공자와 성악 전공자의 뇌의 신경섬유들이 “어떻게 연결되어 있고”, “어떤 차이가 있는지” 그 구조를 세밀히 관찰하기 위해 국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀은 뇌 속 신경섬유의 가닥이 서로 어떻게 연결돼 있는지를 보여주는 DSI (Diffusion Spectral Imaging) 뇌영상기법을 사용해 피아노 전공자와 성악 전공자의 뇌를 스캐닝하고 분석했습니다.
연구 결과, 뇌 특정 부위의 신경세포 개수가 전공 분야에 따라 차이가 있는 것으로 나타났습니다. 우선 성악 전공자는 좌뇌반구 속 신경세포 개수가 많고, 반면 피아노 전공자는 우뇌반구 속 신경세포들의 신호전달 속도가 성악전공자에 비해 빠르다는 것을 발견했습니다.
평소 오페라 작품의 가사를 외우고 부르며 언어 능력이 피아노 전공자에 비해 발달한 성악전공자의 뇌는 언어 영역에서 처리된 정보를 입을 통해 표현하도록 통제하는 브로커 영역 등 좌뇌반구의 언어 영역의 뇌 신경세포 개수가 피아노 전공자보다 많은 것으로 나타났고, 또 복잡한 건반악기인 피아노를 매일 연습하고 규칙적으로 난이도가 어려운 곡들을 치다 보니 오른손 왼손 할 것 없이 고르게 발달 된 피아노 전공자의 경우 특히 성악전공자보다 왼손 사용 빈도가 높아 피아노 전공자의 뇌는 우뇌반구 속 신경세포들의 신호전달 속도가 성악전공자에 비해 빠르다는 사실이 타이완 국내 연구진에 의해 세계 최초로 밝혀진 것인데요.
전공에 따라 규칙적으로 해 온 음악훈련이 다르고 이로 인해 피아노와 성악, 이 두 분야의 음악전공자의 뇌의 특정 부위의 나타나는 기능적 연결성의 차이가 있다는 것을 과학적으로 규명해낸 타이완 연구팀의 이번 연구 결과는 뇌과학뿐만 아니라 뇌신경계 치료에도 중요한 시사점을 제공했습니다.
뇌가 병을 앓고 있거나 충격을 받았을 때 신경세포가 손상됩니다. 문제는 이렇게 손상된 세포를 다시 복구할 수 없다는 것입니다. 신경학자들은 이 문제를 해결하기 위해 여러 가지 노력을 기울여왔습니다.
국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀은 ‘뇌를 훈련하면 새로운 뇌 신경세포, 신경회로가 만들어지고 뇌구조가 변화한다’라는 이른바 뇌 가소성의 원리를 근거로 비음악전공자인 일반사람이라 하더라도 피아노 전공자와 같이 규칙적으로 피아노를 연주하면 피아노 전공자의 뇌처럼 우뇌반구 속에 새로운 신경세포가 생길 수 있으며, 마찬가지로 성악 전공자와 같이 규칙적으로 노래 연습을 하면 좌뇌반구의 언어 영역의 새로운 신경세포가 만들어지고 신경세포 수가 증가할 수 있다는 가능성을 제시했습니다.
규칙적인 음악훈련을 통해 새로운 신경세포가 만들어지고 손상된 신경세포를 회복할 수 있으며 심지어 뇌의 구조를 다시 튼튼하게 되돌릴 수 있다는 가능성을 제시한 국립양명교통대학교 뇌과학연구소 연구팀의 이 같은 연구 결과는 손상된 뇌세포를 회복시키기 위해 신경세포 이식을 필요로 하는 뇌신경계 질병 환자들에게 새로운 치료의 길을 열어주었습니다.
오늘도 스마트해 지셨나요? 그럼 다음 주 더 알찬 소식으로 돌아올 것을 약속 드리며, 오늘 포르모사링크 시간을 마치겠습니다. 이상으로 Rti한국어방송의 손전홍입니다.
