두뇌 쓰나미: 죽기 전에 뇌에 나타나는 현상

· 2018-07-22

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 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 손상을 입었었다. 그러나 연구진은 필요한 경우 소생하지 않는다는 동의서를 미리 환자들의 가족에게서 받아 놓았다.

뇌

두뇌 쓰나미 연구 방법

연구진은 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”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 5동안에도 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 있다면 과정을 뒤집을 있다.

따라서 전문가들이 동물과 인간의 뇌사 유사점에 대한 결론을 내린 것이다. 그들은 또한 뇌를 다시 작동 상태로 돌릴 수 있는 이론상 시간이 있다고 말한다.

두뇌 쓰나미를 나타내며 사라지는 얼굴

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 발전된 진단과 치료 과정으로 이어질 수있다.

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 의식잃는지도 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 누군가를 뇌사로부터 구할 있겠는가?