[취재파일] 임사체험, 그 과학적 실체는?

“천국으로 이어지는 문을 봤어요.”
“너무너무 환한 빛이 가득한데, 내가 무슨 터널을 지나는 것 같았는데...”

죽음의 문턱에서 살아 돌아온 사람들 중 일부는 마치 약속이나 한 듯 비슷한 이야기를 하곤 합니다. 밝은 빛의 터널, 죽어있는 자신을 보았다는 진술... 이른바 ‘임사체험’입니다. 지금까지 임사체험은 진지한 과학의 영역에서 다뤄진 적이 거의 없다고 해도 과언이 아닙니다. 경험자들의 진술은 대부분 근거 없는 망상 내지는 특정 개인의 환각 정도로 치부돼 왔습니다. 하지만 임사체험을 경험한 사람들의 진술이 어떤 공통적인 특징을 갖는다는 점 때문에, 일부에서는 조금씩 임사체험이 왜 나타나는지 진지하게 고찰하기 시작했습니다.

‘심장이 멈추고 뇌에 더 이상 산소가 공급되지 않는다면, 우리의 뇌는 어떻게 반응할까? 그 마지막 순간에 우리는 무엇을 보고 듣고 느끼게 되는 걸까?’

이 질문에 작은 단서를 던져줄 연구결과가 하나 나왔습니다. 이달 12일 미국 국립과학원회보(PNAS)에 게재된 미국 앤 아버 미시간대의 지모 보르지긴 박사팀의 논문입니다. 이 논문의 요지는 ‘심정지가 일어난 후, 생쥐의 뇌는 마치 인간이 의식고양(heightened consciousness) 상태에 있는 것과 비슷한 상태를 경험한다’는 것입니다. 마지막 순간에 뇌는 평소보다 훨씬 더 각성돼 있었다는 얘깁니다. 과연 무슨 일이 일어났을까요?

연구팀은 원래 뇌졸중으로 죽은 생쥐의 뇌 안에서 호르몬의 변화를 측정하고 있었는데, 우연히 죽은 생쥐의 뇌를 해부했다가 매우 높은 농도의 신경전달물질이 죽음의 순간 방출된 것을 발견하고 한 가지 가설을 세웠습니다.

‘무릎을 망치로 두드리면 반사적으로 다리가 올라가듯, 인간의 뇌는 죽음이 찾아오는 그 순간 활동이 급증하는데 바로 이것이 임사체험의 실체다’

이 가설을 입증하기 위해 연구팀은 먼저 생쥐 9마리의 뇌에 전극을 이식한 다음 한 시간 정도 마취시키고, 생쥐의 심장에 염화칼륨을 주입해 심정지를 일으켰습니다. 그런 다음 뇌파의 변화를 주의 깊게 관찰했습니다. 그러자 심장이 정지한 순간부터 약 30초간 뇌파가 이어지다 마침내 멈췄고, 이 시간 동안의 신경진동(neuronal oscillation), 즉 뇌파가 발생하는 빈도를 자세히 기록했습니다.

그 결과, 생쥐의 뇌는 심장이 멈춘 직후 매우 특이한 반응을 보였습니다. 심장이 멈추면서 뇌의 전반적 활동은 급격히 줄어들었지만, 약 25~55헤르츠에 해당하는 저주파 영역에서는 오히려 강도가 평상시보다도 더 급격히 증가한 것입니다. 이른바 ‘감마 저주파(low gamma frequency)'로 불리는 이 영역은 지금까지 명상이나 각성 상태, 또는 ’렘 수면(REM sleep)'과 관련 깊은 것으로 알려져 있습니다.

또 생쥐의 뇌 앞부분에서는 정보를 인식하고 처리하는 것과 관련된 것으로 알려진 특정한 뇌파의 패턴, 이른바 ‘하향식 신호전달(top-down signaling)’이 옆쪽과 뒤쪽부분으로 퍼져나가는 현상이 나타났습니다. 특히 이 신호는 각성상태와 비교해도 8배 가까이 급증한 것으로 분석됐습니다. 보르지긴 박사는 이 현상을 두고 ‘뇌의 활성이 마지막 순간 폭발적으로 증가했는데, 이것이 임사체험이라는 의식활동을 일으키는 원인이 된다’고 분석했습니다. 보르지긴 박사팀의 가설은 검증된 것일까요?

하지만 알 수 없는 점도 남아 있습니다. 심정지가 일어나 산소 결핍 상태가 된 뇌가 왜 이런 급격한 활성을 보이는지, 또 생쥐에서 나타는 이런 현상이 인간의 임사체험과 과연 직접적으로 연관된 것인지, 그리고 죽음의 순간 뇌 활성이 급격히 증가하더라도 왜 많은 사람들이 다들 비슷하게도 '눈부시게 환한 빛' 같은 것을 ‘목격’하게 되는 것인지. 의문은 꼬리에 꼬리를 물고 이어집니다. 일부에서는 실험 생쥐가 마취 상태였다는 점을 들어 죽음의 순간에 나타난 뇌 활성이 마취 상태 때문인 것은 아닌지 의문을 제기하기도 합니다.

미국 스토니 브룩 뉴욕의 샘 파니아 박사는 ‘임사체험을 연구할 동물 모델이 확립돼 있지 않기 때문에 동물을 이용해 인간의 임사체험을 연구하는 건 거의 불가능하다’고 전제하면서도 ‘임종 직전에 뇌가 어떻게 행동하는지를 연구하는 첫걸음’이라고 높이 평가했습니다. 한편 연구를 이끈 보르지긴 박사는 이번 연구결과를 토대로 앞으로 뇌수술 환자의 뇌전도(EEG)를 모니터링 할 것을 제안했습니다. 병원에서 뇌수술을 할 때 뇌의 온도를 낮추면서 혈류 공급을 줄이는데, 일부 연구에서는 이 과정이 임사체험을 일으키는 것으로 보인다는 추정이 나오기도 했기 때문입니다.