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후각 : 위험회피, 공포의 냄새
어떤 대상을 피해야 하느냐, 접근해야 하느냐를 결정할 수 있게 하는 냄새의 기능이 바로 그것이다. 냄새에 분명하게 이름을 붙이고 냄새를 상상하는 능력은 없다 하더라도, 어떤 냄새가 좋은지 나쁜지는 누구나 자동적으로 단번에 판단할 수 있다. 냄새의 유사성을 판별하라는 요구를 받으면, 사람은 좋은 냄새인가 나쁜 냄새인가를 첫 번째 요소로 꼽는다는 증거가 있다. 뇌 영상 연구의 결과를 보면, 냄새가 좋은지 나쁜지를 판별하는 뇌의 영역은 각각 분명하게 구분되어 있다. 생우 3일 된 아기도 좋은 냄새와 나쁜 냄새에 대해 성인과 비슷한 표정으로 반응을 보인다.
이러한 사실들로부터 연구진들은 의식적인 후각의 가장 중요한 목적은 어떤 냄새를 맡았을 때 그 냄새에 접근해야 할지, 피해야 할지를 결정하기 위해 호감도를 판별하는 일이라는 결론을 얻었다. 접근- 회피의 구분은 가장 단순한 생명체(아메바)에서도 볼 수 있는 가장 원시적인 감각 처리다. 냄새를 판별하는 데 있어서의 진화론적인 기초를 파헤쳐보면, 냄새의 호감도를 판단하는 감각은 거의 모든 사람에게 각인되어 있으며, 다른 감각에 비해 고정적이라는 것을 알 수 있다.
공포의 냄새
첫 만남에서부터 어떤 사람이 싫은데, 왜 그 사람이 싫은 건지는 본인도 알 수 없었던 경험이 있을 것이다. 사람의 인상은 부분적으로 그 사람의 냄새에 의해서 정해진다는 것은 잘 알려진 사실이다. 연구 결과, 감지하기 어려운 소량의 냄새도 사람의 얼굴에 대한 호감도에 어느 정도 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 가령 어떤 사람의 얼굴을 처음 보았을 때 식역하의 배경 냄새가 극소량의 레몬 향이었다면, 피실험자는 배경 냄새가 중성적인 향기(아니스 향)나 불쾌한 냄새 (땀 냄새)일 때보다 그 얼굴에 더 큰 호감을 가진다. 흥미로운 것은, 이런 효과는 배경 냄새를 의식적으로 감지할 수 없을 때에만 일어난다는 것이다. 만약 그 냄새가 또렷이 느낄 수 있을 정도로 강렬하다면 이런 효과는 나타나지 않는다. 아마도 어떤 냄새를 분명히 느낄 수 있게 되면, 피실험자는 그 냄새의 영향을 의식하고 그 영향에 의식적으로 저항하게 되는 것으로 보인다. 만약 특별한 이유도 없이 어떤 사람의 인상이 나쁘게 느껴진다면, 그 사람에게서 나는 냄새를 더 진하게 맡아보는 것이 도움이 될지도 모르겠다.
그러나 냄새는 상대방뿐만 아니라 자신에게서도 난다는 것을 잊으면 안 된다. 항상 자신의 냄새에 노출되어 있다 보니 자기 몸에서 나는 냄새를 확실히 느끼는 것은 어렵겠지만, 늘 자신의 냄새는 무의식중에도 느끼고 있는 것이 틀림없다. 피실험자를 그들의 몸에서 나는 냄새(의식적으로 자각할 수 없을 정도록 극소량의)에 노출시키면, 자기 얼굴의 이미지를 훨씬 더 빨리 알아본다는 것이 연구를 통해 밝혀져 있다. 의식적으로 자각되지 않을 만큼 소량이라 하더라도 자신의 냄새는 항상 자신이 누구인지, 자신에게서 어떤 냄새가 나는지를 잊고 있는 우리를 일깨워 주는 것이다. 앞 장에서 설명했듯이, 우리는 자신의 냄새를 통해 유전적 혈연관계에 있는 사람을 알아볼 수 있다.
무의식적인 후각 기능은 또한 다른 사람이 느끼는 공포에 전염되게 만든다. 시험을 보러 가기 직전의 긴장 상태에 있는 사람으로부터 채취한 냄새 샘플에 피실험자를 노출시키면, 피실험자가 묘사하는 표정은 훨씬 부정적인 것으로 나타난다. 또 이 냄새 샘플은 사람을 약간 불안 하게 만들기도 한다. ‘놀람반사(startle reflex)’란 풍선 터지는 소리나 샴페인을 터뜨리는 소리 등 갑자기 큰 소리를 들었을 때 반사적으로 눈을 깜빡이는 반응을 말한다. 이 반응은 사람의 정서적 상태에 강하게 영향을 받는 것으로 알려져 있는데, 특히 공포를 유발하는 소량의 냄새에 피실험자를 노출시켰을 때 더 크게 나타난다고 한다. 의식하지는 못하고 있지만, 우리는 공포의 냄새를 알고 있으며, 그래서 긴장하게 되는 것이다.
하지만 약간의 공포는 인간에게 이롭게 작용하기도 한다. 공포를 유발하는 냄새는 일부 과제에 있어서는 실제로 과제 수행 능력을 향상시킨다. 예를 들면, 피실험자에게 짝 지어진 단어가 의미상 서로 관련이 있는지 (‘헬멧’ 과 ‘모자’), 그렇지 않은지 (‘다리’ 와 ‘컵’)를 판별하라는 과제를 주었을 때, 피실험자를 공포를 유발하는 소량의 냄새에 노출시키면 과제 수행의 정확도가 높아진다. 공포의 냄새는 사람으로 하여금 조심성과 경계심을 강화시킴으로써 어떤 과제에 대해서는 더 신중하게 대응하도록 만든다.
공포의 냄새는 동물의 세계에서는 잘 알려져 있다. 아메바에서부터 사슴에 이르기까지, 동물들은 냄새를 통해 의사를 소통하고, 냄새 신호수신자의 행동, 심리, 심지어는 면역체계에까지 변화를 일으킨다. 예컨대 개미들은 위험에 처한 다른 개미의 냄새를 감지하면 삽시간에 흩어진다. 생쥐는 천적으로부터 위협을 당할 때마다 공포를 유발하는 냄새를 남겨서 서로가 천적의 위치를 경계하도록 경고한다. 이처럼 동물의 세계에서 공포를 유발하는 냄새로 의사를 소통하는 것으로 보아 인간에게도 이와 비슷한 체계가 있거나, 적어도 그 흔적이 남아 있으리라고 추측할 수 있다.
공포는 냄새를 풍기고 쥐와 물고기는 그 냄새를 맡아 공포를 느끼는 것으로 드러났다. 수 년 전부터 생물학계에서 화두가 되고 있는 ‘페르몬’이 공포를 전달하는 메시지라는 사실이 밝혀지고 있는 것이다. 미국 공영라디오방송(NPR) 온라인판 등의 2008.8. 22일 보도에 따르면 스위스 로잔대 연구진은 위험에 처한 쥐가 ‘경고 페르몬’을 내보내면 다른 쥐는 그 냄새를 맡고 도망가거나 숨는 등의 동작을 취한다는 사실을 밝혀냈다. 연구진은 늙은 실험쥐를 안락사 시킨 다음 그곳의 공기를 모아서 다른 쥐가 있는 공간으로 옮겼다. 그랬더니 쥐는 경고 페르몬의 냄새를 맡자마자 실험공간의 반대편으로 도망가거나 그 자리에서 꼼짝하지 않았다. 그러나 코끝에 있는 ‘그루에네버그(Grueneberg)’라는 신경조직을 제거한 쥐는 아무렇지 않은 듯 행동했다. 마리 크리스틴 브로일릿 박사는 “그루에네버그가 경고 페르몬을 인식하는 신경조직이기 때문”이라고 설명했다.
그루에네버그는 1973년 처음 발견됐지만 정확한 기능에 대해서는 지금껏 오리무중이었다. 이번 실험에서 신경조직 제거여부와 상관없이 모든 쥐는 실험 공간 안에 숨겨진 쿠키 등의 먹이를 찾는데 아무런 문제가 없었다. 그루에네버그 신경조직이 후각에는 영향을 주지 않으면서 경고호르몬만 인식한 것이다. 후각 신경이론의 대가인 미국 컬럼비아대학 스튜어트 파이어스타인 박사는 “이 신경조직이 어떻게 쥐의 뇌로 전달되는지 알아낸다면 사람을 포함한 여러 포유류의 신경 시스템을 아는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 한편 물고기는 큰 물고기의 공격을 받을 때 비늘에서 ‘비명 물질’이라는 페르몬을 방출해서 주위에 위기상황을 알리는 것으로 밝혀지고 있다.
[중앙일보] 입력 1999.05.28 10:50
사람들은 공포의 냄새와 편안한 행복의 냄새를 구별할 수 있다고 한다. 동물의 세계에서는 냄새가 많은 정보를 나르는 역할을 한다. 예를 들어 설치류는 냄새로부터 공포를 감지한다. 쥐구멍에서 발생하는 잔잔한 전기적 진동으로 표현되는 쥐들의 냄새는 별로 큰 진동은 아니지만 쥐들이 상당히 신경질적인 반응을 보인다. 그러나 냄새가 사람들에게도 유사한 정보를 전달하는 지는 명백하지 않다. 현재 필라델피아에 있는 Monell Chemical Senses Center의 Denise Chen과 뉴저지 Rutgers대학의 Jeannette Haviland는 사람들이 최소한 공포와 행복의 냄새 정도는 구별한다고 한다.
연구진은 11명의 남성과 14명의 여성에게 발췌한 영화를 보도록 해놓고 그들의 겨드랑이에 흡수대를 받치도록 했다. 다른 날 그들에게 에이스 벤츄라에서 재미있는 장면을 인디아나 존스에서 위험스런 장면을 보게 했다.
연구진은 그 겨드랑이 패드를 남성, 여성, 공포, 즐거움으로 나눠 4개의 항아리에 넣게 했다. 그들은 역시 그 방과 같은 냄새가 나는 중립적인 상황을 담을 항아리도 준비했다. 그때 그들은 37명의 남성과 40명의 여성에게 행복과 공포의 냄새를 다양하게 조합한 항아리의 냄새를 맡도록 했다.
대부분의 지원자들은 냄새를 인식하지 못했음에도 불구하고 그들의 추측은 매우 정확함을 알 수 있었다.
"여성들은 특별히 남자들의 공포냄새를 잘 인식했다."고 Chen은 말했다. 더우기 여성의 4분의 3과 남성의 반 이상이 남성들의 공포항아리 냄새를 알아냈다. 또 여성들의 반 이상은 남성들의 즐거움 항아리도 맞추었다. 그러나 남성들은 다른 남성들의 행복항아리와 여성들의 공포항아리를 찾아내지 못했다고 Chen은 플로리다의 Sarasota에서 열린 Association of Chemoreception Science에서 말했다. 그녀는 여성들이 공포나 즐거움을 더 쉽게 감지하는 것은 일반적으로 냄새감각이 더 발달했기 때문이 아닌가 추측했다. Clifton Scientific Trust의 화학자 Eric Albone은 이 연구결과가 과학자들이 오랜동안 가지고 왔던 의심을 지지하게 한다고 말한다. "나는 땀에 의해 표현되는 이 모든 것들을 절대적으로 지지한다."고 그는 말한다. "이런 모든 상태를 감지할수 있다는 사실이 나에게는 별로 놀라운 일도 아니다."
입력일 2009.07.02 09:32 ㅣ 수정일 2009.07.02 10:18
두려워서 나는 땀의 냄새는 운동할 때 나는 땀 냄새와 다르며, 이러한 차이를 코는 구분 못해도 뇌는 구분할 수 있는 것으로 나타났다.
독일 뒤셀도르프대학 베티나 파우제 교수 팀은 대학생 49명을 대상으로 공포의 땀 냄새와 운동의 땀 냄새를 구분할 수 있는지 실험했다. 연구 팀은 학생들이 졸업의 마지막 관문인 구두시험을 치르기 한 시간 전에 겨드랑이 땀을 채취했다. 또한 같은 학생들이 자전거 운동을 할 때 나오는 땀도 채취했다. 학생들은 채취 전 24시간 동안 마늘, 양파, 아스파라거스처럼 냄새가 강한 음식을 먹지 않았으며 탈취제도 사용하지 않았다. 오직 연구진인 제공한 비누로 겨드랑이를 씻었다. 연구진은 이들의 땀이 밴 패드의 냄새를 다른 학생 28명이 맡도록 하면서 이들의 뇌를 자기공명영상(MRI)으로 촬영했다. 그랬더니 코로 공포의 땀과 운동의 땀을 구분한 학생은 아무도 없었다. 그러나 뇌는 두 냄새를 구분했다. 공포의 땀을 맡을 때는 감정과 사회 신호를 관장하는 뇌 부위가 활성화 됐으며 감정이입을 담당하는 지역도 밝아졌다. 타인의 감정을 내 감정처럼 느끼는 감정이입 담당 부위가 반응했다는 것은 한 사람의 감정이 감정이입돼 다른 사람도 공포를 함께 느낄 수 있음을 보여준다. 수 백 만년 동안 진화된 이 반응은 한 사람이 위험을 감지하고 공포 냄새를 배출하면 가족이나 집단이 빠르게 이를 알도록 한다. 두려움의 냄새가 있다는 연구 결과는 이번이 처음은 아니다. 지난해 한 연구는 낙하산을 타고 뛰어내린 사람 20명의 땀을 채취해 다른 사람에게 맡게 한 결과 두려움과 연관된 뇌 부위가 활성화되는 것을 관찰했다. 2002년의 다른 연구는 공포영화를 본 여자의 땀냄새가 더 진하다는 결론을 내렸다. 파우제 교수 팀의 연구 결과는 미국 과학도서관 온라인 학술지인 ‘플로스 원(PLoS ONE)’ 최신호에 실렸으며 영국 일간지 데일리메일 인터넷판 등이 1일 보도했다.
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깜박 깜박 잘 잊는 사람을 보고 붕어 같다는 말을 한다. 실제 붕어를 포함한 물고기의 지능지수(IQ)는 10 이하. 하지만 그런 물고기도 두려움을 느끼고, 포식자에게 해를 입었을 땐 위험하다는 신호를 주변에 보낸다는 연구 결과가 나왔다.
듀크-싱가포르국립대 의학전문대학원 연구진은 관상용 열대어 제브라 피시(zebra fish)가 상처를 입었을 때 다당류의 일종인 황산콘드로이친을 내보내 주변의 다른 물고기에게 자신이 받은 위협을 알린다고 최근 발표했다. 황산콘드로이친은 물고기의 피부를 구성하는 물질이다. 사람의 피부 근육 장기 등에도 들어있다.
이들은 물고기 뇌의 앞부분에 있는 후각신경구와 여기에 연결된 신경세포가 배출된 황산콘드로이친을 인식, 위험하다는 사실을 파악한다고 설명했다. 위험신호를 보거나 듣는 게 아니라 맡는다는 것이다. 그러나 종(種)간 격차가 큰 물고기일수록 제브라 피시가 배출한 화합물에 반응하지 않았다.
연구진은 "위험신호는 이미 위협을 당했거나 상처를 입은 자신에겐 아무런 도움도 되지 않는다"며 "그런데도 이런 행위가 긴 시간 진화 과정에서 없어지지 않은 것은 주변 물고기의 생존율을 높여 종이 번성하는데 도움을 주기 때문"이라고 설명했다. 이 연구 결과는 국제학술지 <현대 생물학(Current Biology)> 2012.2.23일자에 소개됐다