농심몰

 글을 쓰다 보면 나와 내 주변의 지난 일을 자주 돌아보게 된다. 50년 넘는 나의 인생을 돌아보니 인생의 절반 정도를 연구하며 살아왔다. 공부하는 것을 좋아하지 않았는데, 호기심이 많다 보니 어느새 연구자의 길을 가고 있는 나를 발견한다. 연구라는 것이 사람들이 밝혀내지 못한 것을 과학적인 근거를 통해 밝혀내는 과정이고, 기존의 근거를 바탕으로 새로운 것을 만들어 나가기 때문에, 연구할 때 기존 논문을 읽고 분석하는 데에 많은 시간을 할애하게 된다. 최근에는 연구 논문을 찾아주는 사이트들이 잘 발달하여, 연구의 흐름을 확인하기가 쉬워졌다. 최근 연구의 큰 흐름은 단연 ‘뇌’이다. 과학자들이 보는 의학사이트 PubMed에서 ‘brain’이라는 단어를 치면 2백만 개 이상의 논문이 검색이 되는 것을 보면 뇌 연구가 얼마나 많은지를 확인할 수 있다. 오랫동안 인간의 뇌는 밝히기 어려운 미지의 분야였다. 그러나 기술의 발달과 뇌에 관한 폭발적인 연구는 뇌의 신비를 밝혀주었으며, 그 중 하나가 뇌가 음식의 맛에 대해 반응하는 메커니즘이다.  

<그림1. 뇌 연구 발표 논문의 증가>

맛의 감지와 인식

 우리는 매일 음식을 먹으면서 다양한 맛을 느낀다. 또한 음식에 대해서 행복감, 경계심, 좋음, 싫음 등 다양한 감정을 가지게 된다. 그러나 매일같이 경험하는 맛에 대한 현상에 대해서 특별한 관심을 가지는 경우는 드물고, 그러니 깊이 있는 생각도 하지 않으면서 일상을 살아간다. 그런데 이 평범하고 일상적인 것을 과학적으로 밝혀낸 뇌 연구자가 있으니, 바로 미국 컬럼비아대 뇌신경학과 찰스 주커 교수와 미 국립치과・두개안면연구소 니콜라스 리바 박사이다. 이 두 사람은 2000년 쓴맛 수용체, 2001년 단맛 수용체, 2002년 감칠맛 수용체, 2006년 신맛 수용체, 2010년 짠맛 수용체를 규명하여, 다섯 가지 기본 맛의 수용체를 모두 밝혔다. 주커 박사는 “혀에는 약 8,000개의 미뢰가 흩어져 있고, 각각의 미뢰는 5가지 맛 모두를 감지할 수 있으며, 각각의 미뢰에는 5가지 맛을 따로따로 감지하는 수용체들이 있다”고 설명하였다. 맛 수용체가 밝혀지기 전에는 혀가 맛을 어떻게 감지하는지 알 수 없었고, 기본 맛에 대한 개념도 명확하지 않았으며, 특히 감칠맛은 기본 맛으로 인정되지도 않았었다. 이들의 연구는 이후 맛 연구에 중요한 기초가 되었다.  

 이들은 입안에서의 맛 수용체를 밝힌 이후에 뇌쪽 연구로 이어갔다. 찰스 주커 박사는 맛의 정보가 처리되는 뇌의 미각 피질(gustatory cortex)이 기본 맛에 따라 영역이 나뉘어 있다는 내용을 2011년 학술지 ‘사이언스’에 발표하였다. 이 연구가 발표되기 전에는 하나의 맛 신경 세포가 여러 가지 맛을 다 인지하는 것으로 생각했었다. 그러나 이 연구결과로 맛을 전담하는 미각 신경세포가 각각 존재한다는 것이 밝혀진 것이다. 이들은 4년이 지난 2015년 학술지 ‘네이처(Nature)’에 더 진전된 연구를 발표했다. 쥐에게 맹물을 먹이면서 단맛을 인지하는 미각 신경세포를 자극하였더니 단물을 먹을 때와 같이 많이 먹고, 쓴맛을 인지하는 미각 신경세포를 자극하였더니 쓴 물을 먹을 때처럼 적게 먹더라는 것이다. 결국 달다, 쓰다, 짜다, 시다, 감칠맛 난다 등의 맛의 인지는 뇌 작용의 결과이고, 입에서의 맛 감지 없이도 뇌의 자극만으로도 맛의 인지를 만들 수 있다는 결과이다. 놀랍기도 하고 무섭기도 한 결과이다. 뇌만 조정하면 신체의 신호와는 전혀 다른 결과를 조작할 수 있다는 공상과학 영화가 떠올랐다.  

<그림2. 맛을 느끼는 과정>

맛의 가치 판단

 찰스 주커 교수와 니콜라스 리바 박사는 음식과 감정의 기전을 밝혀내는 기막힌 결과를 또 발표했다. 맛의 정체성(쓰다, 달다, 짜다, 시다 등)을 판단하는 것은 미각 피질이지만 그 가치(맛있다, 좋다, 싫다, 먹고 싶다 등)를 판단하는 것은 편도체라는 내용을 2018년 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재하였다. 이들은 미각 피질 신경세포에서 뻗어 나가는 선이 편도체에 연결된다는 사실을 확인했다. 편도체는 감정의 정보를 처리하는데 핵심적인 역할 뇌 부위이다. 편도체에는 맛에 따라 신경세포의 말단이 도달하는 편도체 부위가 다르게 구성되어 있었다. 예를 들어 미각 피질에서 단맛에 반응하는 뉴런은 기저측 편도체(BLA)에 연결되고, 미각 피질에서 쓴맛에 반응하는 뉴런은 중앙 편도체(CEA)에 연결됐다. 이렇게 분리된 구조는 편도체의 각 영역이 어떤 역할을 하는지 확인하기에 용이했다. 연구자들은 이전 맹물 연구처럼 편도체의 단맛 부위에 전기적인 자극을 주었더니 맹물을 단물처럼 좋아하면서 많이 먹고, 편도체의 쓴맛 부위에 자극을 주었더니 맹물을 쓴 물처럼 싫어하며 적게 먹는 것을 확인하였다. 즉 단물이 맛있고, 쓴 물은 맛이 고약하다고 판단하는 것은 미각 피질의 신경세포가 아니라 감정의 핵심인 편도체라는 것을 알려주는 결과이다. 그렇다면 편도체의 판단을 제거하면 어떤 결과가 생길까? 편도체를 마비시키고 맹물, 단물, 쓴 물을 주었을 때 세가지 물에 대한 선호도에 아무런 차이가 나타나지 않았다. 물의 맛에 대한 감정적 가치 판단, 즉 선호도가 사라졌다는 뜻이다.  

 그러면 왜 이렇게 복잡한 맛의 판단과정을 만들어 놓았을까? 생각해보면 맛만 가지고 가치 판단을 하기에 음식은 매우 복잡하다. 쓴 맛의 커피가 대뇌피질의 맛 신경세포로만 가치 판단이 결정되었다면 커피는 영원히 먹지 못하는 음식이었을 것이다. 그러나 커피를 마시면서 형성되었던 기억과 감정은 쓴맛에 새로운 가치를 부여하고, 선호함이라는 판단을 내려주었고, 커피의 열풍을 만들어냈다. 정말이지 뇌는 참으로 똑똑하다.  

음식과 감정

 우리는 인식하지 못할 때가 많지만 음식을 먹으면서 많은 감정을 경험한다. 음식의 냄새를 맡으면서 과거에 먹으면서 있었던 좋은 기억을 떠올리며 행복해지기도 한다. 맛있는 음식을 먹으면 기쁨과 희열을 느끼고, 기분 좋게 먹고 나서 만족감을 느낀다. 매번 같은 음식을 먹으면 지루함을 느끼고, 배고픈데 맛없는 음식으로 배를 채우고 나면 화가 나기도 한다. 낯선 지방에서 모르는 음식을 보면 이상하다 느끼고 경계를 하기도 한다. 음식은 인간이 느낄 수 있는 매우 다양한 감정을 일으킨다. 그도 그럴 것이 인간이 느끼는 기쁨, 슬픔, 두려움, 공포 등 4가지 원시 감정은 아기들에게 살기 위한 언어였고, 생존에 가장 중요한 것은 음식이었기 때문에, 음식은 감정을 움직이는 핵심이었다. 아기는 배고플 때 울고, 만족스럽게 배부르면 미소 짓고, 새로운 음식을 경계하면서 감정으로 의사소통을 한다. 이런 자연스러운 현상은 이미 알고 있지만, 과학적인 검증이 있을 때 비로소 믿게 된다.  

 음식의 가치 판단의 핵심은 감정이다. 음식을 골고루 먹게 하기 위해서는 각 식품에 좋은 가치 판단이 되도록 해야 한다. 먹는 과정이 안전하고, 즐겁고, 행복하고, 흥미로울 때 뇌의 감정은 먹으라는 가치 판단을 부여한다.  

🔊 출처 :  누들푸들 (주)뉴트리아이 대표 한영신 교수