임사체험의 정체는 죽기 직전의 '폭발적인 뇌 활동'이었다

임사체험의 정체는 죽기 직전의 '폭발적인 뇌 활동'이었다

인생의 마지막 순간은 생각보다 소란스러운 것 같습니다.

미국 미시간대(University of Michigan)는 최근 가족의 동의 아래 살아날 가망이 없는 4명의 환자의 생명유지장치를 정지시키고 환자들이 숨질 때까지 뇌파 측정을 실시했습니다.

실험의 목적은 환자들에게 진짜 임사체험을 하게 하고 뇌에서 무슨 일이 일어나는지 확인하기 위해서입니다.
그 결과 환자들의 뇌 의식과 사고, 기억과 관련된 뇌 영역에서 죽기 직전에 주로 감마파로 이루어진 '폭발적인 뇌 활동'이 일어나고 있는 것으로 나타났습니다.

비슷한 뇌활동 패턴은 꿈이나 환각을 보고 있을 때나 유체이탈을 겪고 있는 환자들에게서 관찰되는 것과 흡사했다는 것입니다.

그래서 연구자들은 죽기 직전 뇌에서 일어나는 감마파 버스트가 임사체험의 정체라고 결론짓고 있습니다.

그런데 도대체 왜 죽음에 처한 환자들의 뇌파는 갑자기 활성화된 것일까요?

연구 내용의 자세한 내용은 2023년 5월 1일 과학 잡지 「PNAS」에 공개되었습니다.

◆ 임사체험은 이제 오컬트가 아니라 '뇌과학의 분야'가 되었다

임사 체험의 정체는 죽기 직전의 '폭발적인 뇌 활동'이었다 / / Credit:Canva . 내졸로지 편집부

예로부터 심장발작이나 뇌졸중 등 죽음의 문턱에서 소생한 사람들은 종종 임사체험을 보고하는 것으로 알려져 있습니다.

또 흥미롭게도 임사체험에는 일정한 유사점이 있어 많은 생환자들은

①자신의 지금까지의 인생이 주마등 처럼 되어 볼 수 있게 되다
②추억 깊은 기억이 사실적인 감각을 동반하여 선명하게 재생되다
③체외이탈(유체이탈)과 같은 자신을 다른 사람의 관점에서 보다
와 같은 특징적인 체험을 보고합니다.

이는 임사체험 시에는 특정 뇌 활동의 변화가 일어나 생환자들에게 비슷한 체험을 시키고 있을 가능성을 시사합니다.
그러나 어떤 뇌 활동이 임사체험에 특유의 현상을 일으키는지는 거의 알려져 있지 않았습니다.

그 때문에 임사체험은 오랜 세월에 걸쳐, 과학이 아니라 오컬트의 분야에 있다고 생각되어 왔습니다.

하지만 최근에는 미시간대학의 보르지긴 등의 연구그룹을 중심으로 임사체험의 뇌과학적인 해석이 급속히 진행되고 있습니다.



예를 들어 2013년 보르지긴 등이 수행한 연구(PNAS, 2013)에서는 마취로 혼수상태에 있는 생쥐를 심정지시키면 30초 이내에 강한 감마파가 발생해 의식 징후를 보인 것으로 발견됐습니다.

또 2022년에 발표된 또 다른 연구(Frontiers in Aging Neuroscience, 2022)에서는 죽어가는 인간의 뇌파가 처음으로 상세하게 기록되어 쥐와 마찬가지로 감마파 스파이크가 관측되고 있습니다.

감마파는 의식·사고·기억·꿈 등 뇌가 여러 영역을 조합해 의식적인 상황에 있을 때 발생하는 것입니다.

그래서 연구팀은 이번에 살아날 가망이 없는 4명의 혼수상태에 있는 환자들의 뇌파를 측정하면서 생명유지장치를 정지시키기로 했습니다.
（※ 실험은 가족의 동의하에 진행되었습니다.)

만약 임사체험이 오래 전부터 전해진 바와 같이(위의 ①~③)라면, 죽기 직전의 환자들의 뇌에 각각의 체험과 유사한 반응이 일어날 것입니다.

과연 죽음으로 향하는 환자들의 뇌에서는 무슨 일이 일어났을까?

◆ 임사체험은 뇌의 의식을 관장하는 부분의 활성화 때문이었다

 

임사체험의 정체는 죽기 직전의 '폭발적인 뇌 활동'이었다

죽음으로 향하는 환자들의 뇌에서 무슨 일이 일어나는가?

준비된 연구팀은 환자들의 생명유지장치를 정지했습니다.

그랬더니 정지 몇 초 만에 4명 중 2명의 뇌에서 선행연구에서 지적됐던 것과 마찬가지로 활발한 감마파가 관측됐습니다.

위의 그래프는 생명유지장치를 분리하기 전(S1)과 분리한 후(S2 이후)의 뇌파 활동을 나타내고 있습니다.

그래프에서는 생명유지장치가 분리되면(S2 이후) 몇 초 후에는 감마파가 발생해 S7 부근에서 피크를 이루고 있음을 알 수 있습니다.

또 감마파 출현 패턴을 분석했는데, 감마파 급증이 의식의 '핫존'이라 불리는 뇌 영역에서는 시작되는 것으로 나타났습니다.

이 핫존은 뇌 양쪽에 존재하는 영역으로 의식·사고·기억과 관련된 뇌 활동에 깊이 관여하고 있습니다.

또 뇌 활동의 확산을 추적했는데, 우뇌와 좌뇌를 횡단하듯 광범위하게 퍼져 있는 것으로 나타났습니다.

우뇌와 좌뇌의 횡단적인 커뮤니케이션은 기억을 불러일으키는데 중요하다고 추측하고 있습니다(①의 주마등 처럼 스쳐가는 것 같은 임사체험의 원인으로 추측).

또한 지금까지의 연구에 의해 핫존의 활성화는 기억을 불러일으키거나 꿈을 꾸고 있을 때뿐만 아니라 환각이나 유체이탈 등을 경험하고 있을 때에도 관찰되는 것으로 나타났습니다(③의 유체이탈 사례의 원인으로 추측).

더욱이 최근의 보고에서는, 이 핫 존에는 뇌내에서 감각 정보를 처리하는 영역이 포함되어 있는 것으로 밝혀져 임사체험이 종종 매우 선명해지는 이유가 될 수 있습니다(②추억이 선명하게 되살아나는 원인이라고 추측).

이상의 결과로부터 연구자들은 임사체험의 정체가 빈사의 뇌에서 일어나는 핫존 활성화에 의한 것이라고 결론 내렸습니다.
지금까지 보고된 임사체험의 내용이 모두 비슷해지는 것도 뇌에서 비슷한 현상이 일어나고 있었기 때문일 수도 있습니다.

보르지긴은 뇌 활동의 활발해지는 이유로 '산소 부족'을 꼽고 있습니다.

우리 몸은 산소 부족에 빠졌을 때 어떻게든 타개하고자 하는 '생존 모드'가 작동한다고 합니다.

예를 들어 생쥐 등 동물의 뇌를 파괴하는 실험에서는 체내 여러 장기가 다수의 신호 분자를 방출하기 시작해 스스로를 소생시키려는 것과 같은 비정상적인 뇌파 패턴이 생성되는 것입니다.

임사체험은 일반적으로 정신적인(spiritual) 경험이라고 생각하기 쉽지만, 실제로는 위기에 빠진 몸이 뇌를 재가동시키기 위한 생존 노력일 수도 있습니다.


임사 체험의 정체는 죽기 직전의 '폭발적인 뇌 활동'이었다 / / Credit:Canva . 내졸로지 편집부

한편, 이번 연구에는 피할 수 없는 약점도 가지고 있습니다.
환자가 모두 사망했기 때문에 다른 임사체험 연구처럼 체험내용을 알아낼 수 없기 때문입니다.

따라서 환자의 체험내용과 뇌 활성 패턴이 연결되어 있었는지 증언에 근거하여 판단할 수 없습니다.

하지만 앞으로 임사체험의 뇌과학적 이해가 진행되면 심정지 후 숨은 뇌 활동을 밝혀내고 인간의식 메커니즘을 규명하는 데 도움이 될 것입니다.

또한 임사체험의 신경 메커니즘이 완벽하게 해명되어 안전하게 체험할 수 있는 약이나 신경 제어 기기를 개발할 수 있다면 독특한 체험을 통해 사람들의 의식 개혁을 할 수 있을 수도 있을 것입니다.

글은 마지막으로 연구를 위해 목숨을 바쳐준 4명의 환자들에게 깊은 경의와 감사를 표하고 매듭짓고 있습니다.

 

Mysterious Surge of Activity Detected in The Brains of Dying People
https://www.sciencealert.com/mysterious-surge-of-activity-detected-in-the-brains-of-dying-people

Surge of neurophysiological coupling and connectivity of gamma oscillations in the dying human brain
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2216268120

Mysterious Surge of Activity Detected in The Brains of Dying People