┳미각기관 ┳Pathway 》 미각기관 : insula, 고립로핵,

내몸 ≫ 두뇌, 기억

뇌구조 : 섬엽 insula  

뇌구조 : 뇌 회로
- 변연계
- 뇌신경

- 미각 메커니즘 : 수용체, 경로

음식맛을 인식하는 뇌 섬엽 부위의 이상

2006년 미국의 월터 케이(Walter kaye) 교수 연구진은 뇌영상 연구를 통해 신경성 식욕부진증이 지닌 생물학적 측면을 새롭게 보고했다.[5] 연구진은 신경성 식욕부진증에서 회복된 여성 16명과 일반인 여성 16명이 설탕물과 증류수를 맛보는 동안 뇌의 반응을 기능적 자기공명영상(functional MRI)를 통해 촬영했다. 이 때 사용된 설탕물 농도 10%는 많은 사람이 선호하는 달콤한 정도로 일반 청량음료의 흔한 농도였다. 뇌영상 촬영 뒤에는 실험 참가자들이 설탕물 혹은 증류수를 맛볼 때 얼마나 기분이 좋았는지와 불안했는지를 측정했다.
그런데 연구진은 왜 굳이 신경성 식욕부진을 앓고 있는 환자가 아닌 회복된 환자를 대상으로 연구했을까? 신경성 식욕부진 환자들은 저체중과 영양 결핍으로 인해 이미 몸의 전반적 생리 체계에 문제를 안고 있다. 따라서 병을 앓고 있는 환자를 대상으로 하는 경우에 이상 소견이 발견되더라도 이것이 병이 생기기 전부터 있었던 원인인지 아니면 병에 의해 발생한 결과인지 구분하기가 어렵다. 신경성 식욕부진 환자들이 회복됨에 따라 이들의 생리체계도 회복되므로 이 때 관찰되는 이상 소견은 병의 결과가 아닌 원인으로 해석되는 것이다.
실험 결과에서, 신경성 식욕부진증에서 회복된 집단은 일반인 집단에 비해 설탕물과 증류수를 맛볼 때 뇌 부위에서 섬엽(insula), 선조체(striatum), 전측대상피질(anterior cingulate cortex)이 덜 활성화하는 것으로 나타났다. 또한 일반인 집단에서 설탕물을 맛본 뒤 기분이 좋아지는 정도는 섬엽 활성도와 연관되어 있었지만, 신경성 식욕부진에서 회복된 집단에서 이런 양상은 나타나지 않았다.
섬엽은 뇌의 외측 틈새(lateral fissure)에 깊숙히 자리잡고 있는 피질 부분으로, 전두엽, 두정엽, 측두엽에 의해 덮여 있다. 영어 명칭 ‘insula’는 라틴어에서 비롯된 것으로 한글 명칭에서 추측할 수 있듯이 섬(island)을 의미하지만 실제로는 뇌의 많은 영역과 복잡하게 연결되어 있다. 섬엽은 뇌에서 많은 기능을 수행하는데 그 중 하나가 내수용성 감각(內受容性感覺: interoception - 신체 내부에 존재하는 감각기에서 생성되는 감각으로 온도, 촉감, 통증, 가려움, 근육과 내장의 감각, 호흡 곤란 등을 포함함)을 처리해 몸 전체 상태를 인식하는 것이다.[6]
음식을 먹을 때도 역시 예외가 아니어서 섬엽은 우리가 음식을 먹었을 때 맛을 인식하는 1차 미각 피질(조금 더 구체적으로는 섬엽의 앞부분)로서 음식의 맛에 반응한다. 이어서 섬엽은 맛에 따라 얼마나 즐거운지 결정하고 이 신호는 뇌의 보상 영역으로 보내져 우리는 음식 맛에 따라 다양한 행동을 나타내게 된다. 일반적으로 우리가 배가 고플 때 섬엽은 활성화되어 우리에게 배가 고픈 것을 알려준다. 또한 배 고픈 상태에서 섭취한 단 음식은 섬엽을 흥분시킨다.
그러나 신경성 식욕부진증 환자에서는 섬엽의 기능 이상으로 인해 너무나 당연한 것으로 여겨지는 이런 모습이 나타나지 않는 것이다. 최근 케이 교수 연구진은 설탕과 함께 수크랄로스(sucralose - 설탕보다 600배 단맛을 냄)를 사용해 단맛의 칼로리 관련 유무를 나눈 뒤 유사한 방법의 실험을 진행했는데 역시 전측 섬엽이 단 맛에 덜 활성화되는 것으로 나타났다.[7] 또한 다른 연구에 의하면 신경성 식욕부진증 환자에서 섬엽의 이러한 기능적 이상 뿐만 아니라 구조적 이상도 시사되고 있다.[8]
종합적으로 보면 신경성 식욕부진증 환자는 섬엽의 이상으로 인해 배고픔을 잘 느끼지 못하고, 음식의 맛을 인식하는 능력이 근본적으로 바뀌었고 나아가 음식에 다가가려는 동기 부여가 잘 되지 않음을 알 수 있다.


 


Q.당신의 이름을 처음 들어보는 사람도 있을 것 같다. 간략히 소개하자면?
내 이름 인슐라insula는 ‘섬’ 을뜻하는 라틴어다. 측두엽과 두정엽 아래쪽의 피질이 나뉘는 외측고랑lateral sulcus에 자리 잡고 있는데 마치 조개처럼 생겨, 바다 위의 섬처럼 다른 부분과 구별되기 때문에 붙여진 이름이다. 발견자인 요한 라일Johan Reil의 이름을 따서 ‘라일의 섬Island of Reil’이라고도 불리며 한글로는 ‘섬엽’이라고 한다.

Q.기능성자기공명영상fMRI 화면에 나타난 당신의 작품들을 둘러보았다. ‘고통’, ‘섹스’, ‘사랑’, ‘맛’, ‘농담’, ‘공감’, ‘음악의 감동’ 등 다양한 장르의 작품에 출연했다. 마약과 담배 중독자로 나오는 장면도 인상 깊었고, 속임수를 알아차릴 때나 응징을 결정할 때 당신은 밝게 빛났다. 물건을 고를 때처럼 전혀 무관할 것 같은 장면에도 나오는 것을 봤다.
나는 몸의 감각 신호를 받아 뇌의 여러 부위로 연결하는 모든 장면에 출연한다. 시상thalamus으로부터 맛, 냄새, 소리, 촉각 같은 오감과 심장박동, 호흡의 감각, 내장, 산소 상태와 같은 자율신경계의 감각을 받아들인다.
편도amygdala로부터는 감정과 관련해서 신호를 받아들이고 다시 내보내기도 한다. 받아들여진 신호는 감정뿐만 아니라 의식, 판단, 결정 같은 고차원적인 역할을 맡는 다른 영역들로 전달된다.

Q.몸을 유지하는 단순한 감각 작용부터 사회적인 감정 처리까지 역할이 다양할 수밖에 없겠다. 한마디로 감각을 감정으로 느끼게 하고, 판단과 결정으로 연결한다고 이해하겠다. 그렇다면 과거의 뇌과학계에서 당신이 주목받지 못한 것은 감각과 의식, 감정과 이성을 분리한 때문인가?
그렇다.  ‘이성적인 사고는 감각과 감정으로부터 분리될 수 없다’ 는 안토니오 다마시오Antonio Damasio 같은 전위예술가들 덕분에 감독들이 나를 재평가하게 되었다. 내 경우엔 몸을 일정하게 유지하는 기초적 감각과 관련된 역할에만 어울린다고 생각했기 때문에 무명 생활이 더욱 길었다.
동물은 배고프면 음식을 찾고, 추우면  보금자리를 찾는다. 감정은 동기를 유발하게 하는 감각이기 때문에 모든 포유류는 감정을 가진다. 그런데 침팬지와 오랑우탄 같은 몇몇 대형 영장류와 인간의 경우, 나는 자기 보존을 위한 감정뿐만 아니라 고차원적인 배역도 맡는다.
특히 인간의 경우에는 감사와 분노, 자신감과 당황, 죄의식과 용서, 신뢰와 불신, 공감과 경멸, 행복과 슬픔 같은 사회적인 감정을 연기한다. 요즘엔 ‘중독’이란 작품에서도 주역을 맡게 되었다. 중독에서 내가 몸의 감각과 감정, 앞으로의 기대까지도 담당하기 때문이다. 조심해야 할 것은 중독을 줄이기 위해 섣불리 나의 대사를 줄이면 음식과 성욕, 일 욕심도 사라진다는 것이다. 모든 것에는 균형이 중요한 법이다.

Q. 동물과 다른 역할을 맡게 된 당신만의 특징은 무엇인가?
인간과 대형 영장류, 고래, 코끼리의 경우 방추뉴런spindle neuron(Von Economo neuron) 이라는 특이한 형태의 뉴런이 많이 보이는데 특히 나의 앞쪽 부분에 모여 있다.
특히 우뇌의 인슐라는 크기 면에서나 세포 구성에서 차이가 난다. 진화 과정에서 인간을 인간이도록 하는 특징들 중 상당수가 나의 변화와 밀접한 관련이 있다. 더위와 추위, 통증, 배고픔, 공포와 같은 기초적인 감정을 맡던 내가 사회적인 감정까지 맡게 됐다. 몸 내부의 감각을 더 잘 느끼도록 하는 회로가 변하고 세포 구성이 변한 결과다.