- 뇌가 수천 년 동안 보존된 사례가 전 세계적으로 약 4,400건
- 고고학적 두뇌에서 놀라운 수와 유형의 고대 생체분자를 발견
- 이 사람들을 괴롭혔던 질병이나 우리 종의 발달과 인간 행동에 관해 진술하는 것이 가능
- 지금까지 보존된 뇌의 1% 미만이 생체 분자에 대해 검사돼

1천 년된 뇌
신비하게 보존된 뇌의 첫 번째 아카이브가 만들어졌다.

호두처럼 보이는 것은 실제 1천 년 된 뇌다. 10세기에 이 작품은 벨기에 도시 이프레스의 성 마르틴 대성당 그늘에 묻힌 사람의 것이었다. 놀랍게도 의도적인 미라화 방법을 사용하지 않고 그녀의 골격과 쪼그라든 뇌만 온전하게 남아 있다. 이 현상은 전 세계적으로 4천 개 이상의 다른 곳에서도 발생했다. 그 뒤에 무슨 비밀이 있을까? 

▲ 이 1,000년 된 뇌가 신비롭게 보존되었다. © Alexandra L. Morton-Hayward

뇌와 같은 연조직은 일반적으로 사람이 사망한 후 가장 먼저 부패되는 신체 부위다. 방부 처리나 냉동과 같은 의도적인 개입을 통해 이러한 분해 과정이 중단되지 않는 한.

죽은 사람의 골격 외에도 뇌도 특별한 조치 없이 수 세기, 심지어 수천 년 동안 보존된 사례가 전 세계적으로 약 4,400건에 달하는 것으로 알려져 있다는 것은 더욱 놀라운 일이다. 이는 과학적 미스터리다.

고고학적 두뇌를 위한 아카이브

이러한 자연적인 뇌 보존 현상에 대해 더 자세히 알아보기 위해 옥스퍼드 대학의 Alexandra Morton-Hayward가 이끄는 연구팀은 이제 알려진 모든 사례를 대규모 아카이브에 정리했다. 이는 6개 대륙의 200개 이상의 출처에서 보존된 약 4,400개의 인간 두뇌에 대한 기록을 통합한다.

한때 이 두뇌를 소유한 사람들은 매우 다양하다. 그들은 이집트와 한국의 왕부터 영국과 덴마크의 승려, 북극 탐험가와 전쟁 희생자에게까지 이른다. 최대 1만2000년 전의 마지막 빙하기의 뇌도 기록 보관소에 기록되어 있다.

▲ 그림 1. IsoArcH 저장소의 연조직과 비교해 유형별로 보존된 인간 두뇌의 분포 및 빈도. (a) 보존된 인간 두뇌의 유형별 전 세계 분포: 탈수(n = 1667; 37.8%), 냉동(n = 70; 1.6%), 비누화(n = 1308; 29.7%), 무두질(n = 32; 0.7%) ), 알 수 없음(n = 1328; 30.1%). 원은 고고학 유적지를 나타내며 지름은 각 유적지의 뇌 표본 크기를 반영한다. (b) 유형별 시간에 따라 보존된 인간 두뇌의 수(로그 스케일 y축 참고). LOESS(로컬 추정 산점도 평활화)는 95% 신뢰 구간(CI)의 조건부 평균을 보여준다. LOESS 회귀에 대한 데이터 포인트가 충분하지 않은 경우(n = 7) 비누화된 유형은 표시되지 않았다. (c) IsoArcH 저장소에 있는 10가지 유형의 인간 유해(n = 13,407)[7]. 광물화된 콜라겐 조직(즉, 뼈[n = 8762] 및 상아질[n = 125])은 전체 샘플(n = 8887/13 407)의 66.3%로 데이터베이스의 대부분을 나타내며, 그 다음으로 심하게 광물화된 조직(즉, 불확실한 하위 유형의 치아)이 뒤따른다. (출처:관련논문 Human brains preserve in diverse environments for at least 12 000 years)

환경조건이 중요한 것 같다.

그런데 이 다양한 사람들이 어떻게 뇌 보존이라는 위업을 달성했을까? 이를 알아보기 위해 Morton-Hayward와 그녀의 동료들은 시체가 발견된 곳을 자세히 조사했다. 이러한 지역은 북극 지역부터 건조한 사막까지 다양하며, 예를 들어 스웨덴의 석기 시대 호수 기슭, 기원전 500년의 이란 소금 광산, 잉카 제국 시대의 안데스 화산 봉우리 등이 포함된다.

서로 다른 위치는 뇌가 보존될 수 있는 특정 환경조건이 있음을 시사한다. 연구원들은 그것들이 분명히 인간이 수행하는 미라화와 유사한 보존 효과를 가지고 있다고 보고했다. 다양한 보존 방법에는 사막 기후로 인한 건조, 영하의 기온으로 인한 동결, 특히 습지에 영향을 미치는 이탄으로 태닝하는 방법 등이 있다.

왜 모든 것의 두뇌인가?

그런데 뇌는 왜 보존되었는가? 수집된 4,400건의 사례 중 1,300건 이상에서 뇌를 제외한 모든 장기가 부패된 지 오래됐다. 정확한 메커니즘은 아직 알려지지 않았지만 Morton-Hayward와 그녀의 팀은 이것이 뇌의 신경 조직 구조와 관련이 있을 수 있다고 의심한다. 이는 특정 조건에서 다른 연조직보다 분해에 더 잘 저항하는 생화학적 구조를 포함할 수 있다.

또한 놀라운 점은 뇌가 유일하게 보존된 기관인 사례도 가장 오래된 사례에 속한다는 것이다. 대부분은 마지막 빙하기부터 시작된다. 따라서 연구팀의 가정에 따르면 이러한 상황도 영향을 미칠 것이라고 생각된다.

▲ 그림 2. 뇌 보존의 5가지 메커니즘의 형태학적, 생화학적 특징. 비누화[8], 냉동[9], 무두질[10], 탈수[6] 및 알려지지 않은[11] 뇌에 대한 원본 자료에서 가져온 이미지다. (출처:관련논문 Human brains preserve in diverse environments for at least 12 000 years / Proceedings of the royal society B)

뇌 생체분자는 비밀을 갖고 있다

보관된 죽은 자의 쪼그라들고 변색된 뇌 조직은 언뜻 보기에 그다지 매력적으로 보이지 않을 수도 있지만, 여기에는 수많은 비밀이 숨겨져 있다. Morton-Hayward는 “우리는 이 고고학적 두뇌에서 놀라운 수와 유형의 고대 생체분자를 발견했으며, 이것이 우리 조상의 삶과 죽음에 대해 우리에게 무엇을 말해 줄 수 있는지 탐구하는 것은 흥미진진하다”고 설명했다. 한때 이 사람들을 괴롭혔던 질병이나 우리 종의 발달과 인간 행동에 관해 진술하는 것이 가능할 것이다.

지금까지 보존된 뇌의 1% 미만이 생체 분자에 대해 검사되었으므로 앞으로 몇 가지 흥미로운 발견이 우리를 기다리고 있다.
(Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences, 2024; doi: 10.1098/rspb.2023.2606)
출처: 옥스퍼드대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]