오른손잡이인지 왼손잡이인지를 결정하는 요인은 무엇일까? 지금까지 일반적으로 사람의 두뇌에서 오른손잡이와 왼손잡이가 나뉘어 진다고 생각해왔다.
두뇌는 좌뇌와 우뇌로 나뉘어져 있으며, 각각 역할이 조금씩 다르다. 인간의 여러 신체적인 특징 중 가장 대표적인 것이 좌우가 조금씩 다른 비대칭성이다.
이 비대칭성이 가장 확실하게 드러나는 현상이 바로 오른손잡이와 왼손잡이가 나타나는 현상이다. 모든 것이 대칭적이라면, 왼손이나 오른손을 똑같이 자유롭게 사용해야 하지만, 대부분의 사람들은 어느 한 쪽 만 비대칭적으로 더 잘 쓴다.
이같은 비대칭성의 원인이 지금까지는 두뇌가 좌뇌와 우뇌로 나뉘어져 있기때문이라고 생각했다.

임신 8주부터 오른손-왼손의 차이 감지    

그러나 독일 대학연구팀과 네덜란드 연구팀은 며칠 간격으로 왼손잡이인지 오른손잡이인지는 척수(spinal cord)에서 결정된다는 연구결과를 발표했다.
독일 루르 보쿰대학(Ruhr-University Bochum)연구팀은 네덜란드와 남아공 연구기관과의 공동연구에서 발견한 이같은 내용을 과학저널 ‘이라이프’(eLife) 17일자에 발표했다.
연구팀은 “이번 결과는 좌뇌와 우뇌로 나뉘어진 사람 두뇌의 비대칭성의 원인에 대한 인식을 근본적으로 바꿔줄 것”이라고 말했다.
지금까지 왼손잡이인지 오른손잡이인지의 차이는 사람의 좌뇌와 우뇌의 유전자 차이에서 나오는 것으로 짐작해왔다. 1980년대 초음파 조사자료에 따르면, 임신 8주부터 자궁안에서 오른손과 왼손의 움직임이 차이가 나는 것이 관찰됐다. 13주 부터는 태아가 오른손이나 왼손 중 한 쪽을 더 많이 빠는 현상이 나타나는 것이 발견됐다.
팔과 손의 운동은 두뇌의 운동 피질(motot cortex)을 통해서 처음 시작된다. 두뇌의 운동피질이 척수에 신호를 보내면, 척수는 이 명령을 받아 해석해서 팔과 다리가 움직이도록 한다.
그러나 태아 두뇌의 운동피질이 처음부터 척수에 연결된 것은 아니다. 운동피질과 척수가 연결되기 전부터, 이미 태아는 어느 손을 더 잘 쓰는지 선호도가 드러난다.
과학자들은 임신 8주에서 12주 사이에 척수의 유전자발현을 분석한 결과, 8주째 오른손-왼손의 차이를 감지했다. 좀 더 구체적으로 표현하면, 팔과 다리의 운동을 통제하는 척수의 정확한 부분을 감지했다.
이와 함께 태아는 8주 부터 손의 움직임이 비대칭으로 이뤄지는 것을 발견했다. 연구팀은 다음단계로 비대칭 유전자 활동의 원인을 추적해 보니, 후성적인 요인도 매우 깊은 관계가 있음이 나타났다.
루르대학 연구팀은 태아 5명의 흉곽 앞쪽 척수부분과 자궁안의 m-RNA 발현과 DNA메틸화를 분석했다. 그 결과 유전자발현의 비대칭을 발견했다.
이에 앞서 지난 7일에는 네덜란드에 있는 ‘막스프랑크 심리언어학연구소’도 왼손잡이인지 오른손잡이인지는 태아의 척수에서 시작된다는 내용의 연구결과를 생물정신의학(Biological Psychiatry) 저널에 발표했다.
막스플랑크 연구팀은 4주에서 8주 사이의 태아에서 왼쪽 척수가 오른쪽 척수보다 약간 빨리 성장한다는 사실을 발견하고, 이것이 신경시스템의 왼쪽과 오른쪽 차이가 나는 것을 설명한다고 주장했다. 연구팀도 역시 태아의 경우 척수와 두뇌가 연결되기 전에 벌써 척수에서 손과 다리에 움직이라는 명령을 내린다고 저널에서 주장했다.
막스플랑크 연구팀은 이 같은 비대칭성이 태아시절부터 나타나는 것을 발견했다. 8주된 태아는 이미 오른쪽 팔을 왼쪽 팔 보다 더 많이 움직였다. 이렇게 이른 시기에는 두뇌에서 팔로 신경신호가 가지 않고, 척수에서 간다. 8주를 지나 몇 주 더 지나면 오른쪽과 왼쪽의 차이는 이제 막 형성되는 두뇌에서도 눈에 띄게 나타난다.
네덜란드 영국 중국 과학자로 구성된 막스플랑크 연구팀은 임신 4주에서 8주 사이의 태아에서 신경시스템의 차이를 관찰했다. 유전자를 분석한 결과 왼쪽과 오른쪽 척수는 발달속도가 달랐다. 왼쪽 척수가 오른쪽 척수보다 약간 더 빨리 발달한 것이다. 이는 왼쪽 척수가 오른쪽보다 더 빨리 자라게 하는 주요 유전자가 있었기 때문이다. 후뇌(hindbrain)에서는 이것이 반대로 나타났다.

태아의 왼쪽 척수가 오른쪽 보다 빨리 발달    

이번 연구의 주저자이며 막스프랑크 생물심리학연구소 연구원인 캐롤리엔 데 코벨(Carolien de Kovel)은 “많은 신경섬유가 후뇌와 척수사이에서 방향을 바꿔 교차하기 때문에 이같은 현상은 매우 논리적이다”고 말했다.
막스플랑크 연구소의 ‘두뇌와 행동의 비대칭성’ 연구 그룹 책임자인 클라이드 프랭크스(Clyde Francks)는 “태아의 척수에서 왼쪽-오른쪽 발달속도가 차이나는 것이 아마도 나중에 두뇌가 좌뇌와 우뇌로 비대칭적으로 형성되는 것을 유발하는 것 같다”고 설명했다.
데 코벨 연구원은 “인간의 85%는 오른손잡이인데 아마도 이것이 인간발달의 표준일지 모른지만, 그러나 유전적 및 환경적 요인으로 인해 왼손잡이나 양손잡이가 나타나는 것일지 모른다”고 보도자료에서 말했다.
데 코벨 연구원은 “ 이같은 비대칭성의 혼란은 조현병(schizophrenia) 같은 정신적인 상태에 있는 사람에게 더 잘 나타난다”고 덧붙이고 “이번 연구결과를 바탕으로 조현병을 유발하는 위험요인에 대한 연구가 필요하다”고 말했다.