최정모의 논문 소개

며칠 전 <사이언스>에 실린 리뷰 기사. 우리 집 멍멍이를 보면 내가 더 냄새 잘 맡는 것 같긴 함 ㅋㅋ 리뷰 전체를 번역하긴 힘들고, 그냥 뉴스 글과 리뷰 요약을 번역한다.

인간의 후각이 뒤떨어진다는 것은 19세기에 만들어진 신화다

http://dx.doi.org/10.1126/science.aam7263

편집자 요약: 인간은 냄새를 잘 맡는다

인간의 후각은, 다른 동물들의 후각과 비교할 때, 더 약하고 미성숙하다고 널리 알려져 있다. 하지만 이는 증명된 적 없는 가설이다. 이 리뷰에서 McGann은 이 거짓 신념의 기원을 19세기에 Broca에 의해 수행된 비교 신경해부학 연구까지 추적한다. 우리가 인간의 후각 망울(olfactory bulb)에 관해 현재 알고 있는 것은 쥐의 후각 망울에 비해 더 크다는 것이고, 따라서 인간은 쥐보다 더 우월한 후각을 가지고 있을 가능성이 더 높다. 실제로, 후각 망울에 있는 신경 세포의 수는 포유류 스물네 종에서 거의 유사하고, 인간은 그 분포의 중간 쯤에 위치하며, 우리의 후각은 다른 동물들의 후각과 유사하다.

배경

인간의 후각 기능이 다른 동물들, 특히 설치류와 개에 비해 떨어진다는 것은 널리 퍼진 믿음이다. 이 리뷰에서는 이 신념의 과학사를 추적하여 19세기의 신경해부학자인 Paul Broca까지 거슬러 올라간다. 그는 인간을 "열등후각자"로 분류했는데, 이는 어떠한 감각 시험에도 기반하지 않았지만 그는 인간의 전두엽이 팽창하여 자유의지를 갖게 된 것으로 인해 후각계가 축소되었을 것이라고 믿었기 때문이었다. 그는 특히 인간 뇌의 후각 망울이 뇌 전체의 크기에 비해 작다는 것을 강조했고, 다른 포유류는 후각 망울이 비율상 더 크다는 것을 지적했다. 인간은 기능이 저하된 후각계(훗날 "극소 후각 microsmaty"으로 불리게 된다)를 가지고 있다는 Broca의 주장은 Sigmund Freud에게 영향을 주었고, Freud는 후각계의 위축으로 인해 인간이 정신 질환을 앓게 된다고 주장했다. 인간의 극소 후각 개념으로 인해 대부분의 20세기 동안 인간의 후각 시스템은 과학계에서 무시되었으며, 오늘날에도 많은 생물학자, 인류학자, 심리학자들은 인간이 덜 떨어진 후각을 가지고 있다는 잘못된 신념을 가지고 있다. 인간의 후각계가 가진 독특한 성질들을 드러내는 유전학과 신경생물학 데이터는 이 극소 후각 추정에 기반하여 잘못 해석되기 일쑤며, 의료 현장에서 인간의 후각이 잘못 작동할 때 미치는 영향이 과소평가되곤 한다.

진전

비록 인간의 후각계가 다른 포유류 종의 후각계와 생물학적 차이점을 몇 가지 보이기는 하나, 신경생물학과 감각 능력 관점에서는 일반적으로 유사하다. 예를 들어, 인간의 후각계는 설치류에 비해 기능성 후각 수용체 유전자를 덜 가지고 있지만, 인간의 뇌는 훨씬 복잡한 후각 멍울과 안와전두피질(orbitofrontal cortex)를 가지고 있어 약 400개의 수용체 종류로부터 오는 정보를 해석할 수 있다. 후각 멍울은 인간의 경우 뇌 전체 크기에 대한 비율이 설치류에 비해 작기는 하나, 포함하고 있는 신경 세포의 수는 비슷하고, 실제로 절대적인 크기로 보면 훨씬 크다. 따라서, 인간이 진화함에 따라 뇌의 나머지 부분이 더 커질 동안 후각 멍울이 작아진 것은 아니다. 인간과 다른 동물들의 후각 능력을 실험적으로 비교한다고 할 때 우리가 중요하게 살펴봐야 하는 점은, 실험 결과가 실험에 사용한 냄새의 종류에 크게 의존한다는 점이다. 이는 아마도 각 생물종마다 발현되는 냄새 수용체의 종류가 다르기 때문일 것이다. 충분히 많은 가짓수의 냄새로 실험한다면, 인간은 실험실 설치류와 개와 비교할 때 어떤 냄새는 더 잘 맡고 다른 냄새에는 더 둔감하다. 다른 동물들과 마찬가지로, 인간은 어마어마한 수의 냄새를 구분할 수 있고, 야외에서도 냄새의 흔적을 따라갈 수 있다. 인간의 행동과 감정 상태 역시 냄새 환경에 큰 영향을 받는다. 냄새 환경에 따라 격렬한 감정적 및 행동적 반응을 보일 수 있고, 오래된 기억을 되살릴 수도 있다. 냄새가 매개하는 개체간 의사소통은 한 때 "하등 동물"에만 한정된 것으로 여겨졌지만, 이제 인간에서도 (비록 다음 정보를 의식적으로 다루는 것은 아닐지라도) 가족 관계, 스트레스와 불안 레벨, 생식 상태 등에 관한 정보를 전달하는 도구로 이해되고 있다.

전망

인간의 후각계는 점차 매우 동적인 것으로 파악되고 있다. 후각의 민감도와 구분 능력은 주위 환경의 냄새와 같은 다양한 경험에 의해 변할 수 있는데, 심지어 실험실에서 다른 자극으로부터 냄새를 연상하는 훈련을 받은 것만으로도 변할 수 있다. 이러한 유연성에 대한 신경생물학적 토대는 이제 막 이해 단계에 들어섰는데, 여기에는 말초 후각 수용체의 조절과 같은 "상향성" 요소들과 감정적 및 인지적 상태에 따른 감각 변화와 같은 "하향성" 요소들이 포함된다. 사회적 상호작용에 영향을 미치는 후각 커뮤니케이션의 역할 역시 활발히 연구되고 있다. 이 분야의 예로서는 후각 신호를 통한 감정의 사회적 확산 같은 것이 있다. 마지막으로, 후각 손상은 파킨슨 병이나 알츠하이머 병과 같은 일부 신경퇴행성질환의 중요한 지표가 될 수 있다. 후각에 나타나는 증상으로 신경계의 다른 부분에 존재하는 문제(예를 들어 정신 질환)를 알아낼 수 있는 새로운 실험들이 필요하다. 인간의 후각이 다른 동물들에 비해 퇴행했다는 생각은 19세기에 만들어진 신화다.