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[과학TALK] 젓가락질 잘하는 뇌 부위 따로 있다?

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젓가락질과 같은 고도의 손 기술이 언어와 마찬가지로 뇌 특정 부위에서 학습과 기억을 반복한다는 가설을 밝힐 실마리가 새로 나왔다. 이 실마리를 따라가면 손에 마비가 있는 환자 치료의 새로운 방법을 찾을 것으로 기대된다.

안진웅 대구경북과학기술원 지능형로봇연구부 책임연구원이 최근 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 발표한 내용에 따르면 손 기술을 사용할 때 각인된 대뇌 피질의 영역은 우세성을 띠는 손을 관장하는 뇌 부위의 대뇌피질이다.

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잘 사용하지 않는 왼손을 쓸 때 대측성에 어긋나는 양쪽 대뇌피질 반응이 보인다. /사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 제공



오른손잡이의 경우 좌뇌의 대뇌피질에 해당 부위가 있고, 왼손잡이의 경우 우뇌의 대뇌피질에 해당 부위가 있을 것으로 추정된다. 지금까지 인간의 신체 동작은 좌측과 우측으로 구분해 뇌의 통제를 받는데 우뇌는 신체의 왼쪽, 좌뇌는 오른쪽 영역을 제어하는 것으로 알려져 있다.

전문용어로 ‘대측성(Contralaterality)’이다. 손 기술이 대측성에 따라 제어를 받는다면 오른손잡이일 때 좌뇌 대뇌피질의 혈류량이 증가하고, 왼손잡이일 때 우뇌 대뇌피질의 혈류량이 증가하는 현상이 관찰돼야 한다.

하지만 연구진이 오른손잡이 성인 15명을 대상으로 진행한 실험 결과, 완전한 대측성은 나타나지 않았다. 연구진은 오른손잡이 성인 15명에게 각각 오른손과 왼손 각각을 사용해 젓가락으로 그릇의 아몬드를 옮기도록 하고 손 운동 시 활성화 반응을 보이는 대뇌피질을 관찰했다.

오른손으로 복잡하고 섬세한 동작을 수행하면 좌뇌의 대뇌피질 혈류만 활성화됐다. 하지만 익숙하지 않은 왼손의 경우, 우뇌의 대뇌 피질과 좌뇌의 대뇌 피질이 함께 활성화되는 것으로 나타났다.

왼손을 사용할 때 양쪽에서 모두 반응이 일어나면서 대측성에 어긋나는 결과가 확인된 것이다. 이처럼 대측성에 부합하지 않는 인간의 행위로는 언어가 존재한다. 언어중추인 베르니케와 브로카는 좌뇌 대뇌피질에만 위치하고 있다.

이 사실을 활용하면 뇌질환 환자나 운동 장애가 있는 환자 치료 방법을 달리할 수 있다. 현재 왼쪽 신체가 마비된 환자를 치료할 때 우뇌에 전류를 흘려보내는 전기자극 치료법은 양쪽 다에 반응을 줘야하는 것으로 바뀔 수 있다.

안 연구원은 "인간만이 갖는 복잡한 물체의 조작 능력 즉 운동 솜씨에 대한 학문적 호기심은 철학 및 과학 등의 영역에서 오랫동안 논의돼 왔다"면서 "언어와 마찬가지로 손 기술도 선천적인 능력에 의해 대뇌 피질에 각인된 것으로 보인다"고 말했다.

김태환 기자(topen@chosunbiz.com)

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