두뇌 쓰나미: 죽기 전에 뇌에 나타나는 현상
독일 베를린샤리테 병원(Hospital Charité Universitätsmedizin Berlin)과 미국의 신시내티 대학(University of Cincinnati)의 신경학자팀이 올해의 가장 커다란 신경학적 발견 중 하나를 해냈다. 죽기 직전에 뇌가 커다란 전기 활동의 뇌파를 만든다는 것이다. 팀은 이 현상을 “두뇌 쓰나미(Brain Tsunami)” 라고 부르고 있다. 폭풍이 지나가면, 죽음은 피할 수 없다.
그러나 신경학 회보에 실린 “탈분극과 뇌사에서의 전기적 침묵을 퍼뜨리는 전극(Terminal spreading depolarization and electrical silence in brain death)” 이라는 선구적인 연구에서는 사실 두 가지 커다란 발견을 했다.
먼저 연구자들은 신체가 휴식에 들어가더라도 의식이 몇 분간은 활성화 된 채로 유지된다는 사실을 알아냈다. 두 번째로 그들은 이 활성 의식-비활성 신체 상태의 몇 분 동안, 뇌사 과정을 복구할 수 있는 가능성이 이 지연 과정에서 생긴다든 점을 발견했다.
환자 표본
독일과 미국의 신경학자 팀은 총 9명의 환자를 표본으로 선정했다. 환자들은 독일 베를린과 미국 신시내티 출신이었다. 모든 환자는 교통사고, 뇌졸중, 또는 심장마비로 치명적인 뇌 손상을 입었었다. 그러나 연구진은 필요한 경우 소생하지 않는다는 동의서를 미리 환자들의 가족에게서 받아 놓았다.
두뇌 쓰나미 연구 방법
연구진은 뇌 활동을 연구하고 싶었기 때문에 뇌의 표면에 전극을 부착했다. 여기서 주요 목적은 뇌사와 관련된 모든 것을 알아내는 것이었다. 그들은 또한 이 시간 동안 어떤 신경학적 과정일 일어나는지 알고 싶어 했다.
그리고 그들은 해냈다! 연구진은 소위 “ 두뇌 쓰나미” 로 불리는 현상을 직접 관찰해냈다. 그들은 뇌 전체를 관통해 치명적인 손상을 입히는 방전 파동을 관찰했다. 이것은 뇌세포 소멸의 시작이었다. 피할 수 없는 죽음으로 이끄는 영원한 침묵, 바로 그 순간이다.
심장 박동 없는 의식
두뇌 쓰나미는 심장이 멈춘 뒤 5 분 동안에도 일어날 수 있다. 따라서 심장 박동 없이도 뉴런이 계속 작동할 수 있는 것처럼 보인다. 그러나 일단 심장이 멈추면, 뉴런은 천천히 전기화학 전위를 잃기 시작한다. 이는 과학자들이 뉴런 탈분극(neuronal depolarization)이라고 부르는 현상이다.
왜 그럴까? 뉴런이 제대로 작동하려면 산소가 필요하기 때문이다. 피가 뇌까지 도달하지 못해 뉴런이 이 연료를 받지 못하게 되면 저장된 에너지를 대신 사용한다. 그래서 완전히 움직이지 않게 될 때까지 몇 분간 활동할 수 있는 것이다.
“순환 정지 이후, 탈분극이 퍼지면 뇌세포에 저장된 전기 화학 에너지 소실이 표시되고 이내 죽음으로 이끄는 치사적 과정이 시작된다. 중요한 점은, 순환이 다시 복구되면 어느 순간까지 이를 되돌릴 수 있다는 것이다.”
-젠스 드레이어-
전위의 이 느린 감소는 연속적인 치사적 과정으로 이어지며, 이것이 곧 괴사와 세포사로 이어진다. 그러나 연구진 대표인 젠스 드레이어 박사가 말했듯이, 혈액 순환을 되살릴 수 있다면 이 과정을 뒤집을 수 있다.
따라서 전문가들이 동물과 인간의 뇌사 간 유사점에 대한 결론을 내린 것이다. 그들은 또한 뇌를 다시 작동 상태로 돌릴 수 있는 이론상 시간이 있다고 말한다.
이 발견이 중요한 이유
뇌는 우리가 가장 적은 지식을 가지고 있는 인체 장기 중 하나이다. 그러나 신경 촬영법의 발전으로 인해 지난 몇십 년간 커다란 발걸음을 내딛었다. 이 커다란 발견은 젠스 드레이어 박사 본인이 말했듯 “향후 더 발전된 진단과 치료 과정으로 이어질 수 ” 있다.
미국의 마이애미 대학 외과에 따르면, 뇌사는 “모든 뇌 기능의 되돌릴 수 없는 정지 상태” 이다. 그러나 현재 과학자들은 어떻게 진단을 내려야 하는지 100% 확신을 하지는 못하고 있으며, 정확히 어떤 순간 우리가 죽기 전에 의식을 잃는지도 알지 못한다.
그래서 이 연구가 너무도 중요한 걸음을 앞으로 내딛은 것이다. 이는 심장 마비나 뇌혈관 장애(CVA) 등에 대한 전략을 발전시키는 데 매우 도움이 될 것이다. 이 선구적인 연구 결과는 우리에게 죽음에 대한 신경 생물학적으로 매우 놀랍고 희망적인 정보를 주었다. 그러니 심장 마비가 온 누군가를 뇌사로부터 구할 수 있겠는가?
