산뜻하게 아침을 시작하기 위해 커피 한 잔을 마시는 직장인이 많습니다. 커피 원두가 정신을 또렷하게 만들어 준다는 것입니다. 커피 속 카페인 성분 덕분에 업무 효율이 향상한다고 주장합니다. 정말로 커피 효과 때문일까요? 포르투갈 연구팀이 최근 프론티어(Frontiers) 저널에 발표한 논문은 커피로 인한 각성 효과에 의문을 가집니다. 식물 성분 때문이 아니라 위약 효과라는 것입니다. 

논문의 공동 저자인 누노 수사 미뉴대학교 신경과학자는 "일반적으로 커피는 각성 효과와 정신 기능을 향상해준다고 여겨진다"며 "생물학적 현상 기저에 있는 체계를 더 잘 이해하게 되면, 이를 조절하고 관련된 잠재적 이점을 탐구할 수 있는 길이 열린다"고 밝혔습니다.

연구진은 커피를 하루에 한 잔 이상 마시는 사람들을 모집했습니다. 최소 3시간 동안 카페인 음료를 마시지 않은 상태에서 실험에 투입했습니다. 인터뷰 뒤에 간단한 fMRI 스캔을 두 번 실시하는 절차였습니다. 두 집단으로 나누어 한쪽은 카페인을 복용하고 다른 집단은 커피를 마셨습니다. 촬영은 섭취 전후에서 진행했습니다. 참가자가 카페인 및 커피를 전, 마신 후 30분 뒤 뇌 기능과 활동이 자료에 나타났습니다.

처음 연구팀은 카페인으로 인해 커피를 마신 사람들의 뇌에서 높은 각성 수준이 보일 것으로 예상했습니다. 뇌에서 집행 기능(Executive Functions)을 담당하는 전전두피질(Prefrontal cortex)과 내정상태 회로(Default mode network)에서 반응이 나오길 기대했습니다.

커피 또는 카페인을 섭취하면 DMN에서 활동이 감소했습니다. 수면 상태에서 깨어나 일과를 처리할 준비가 되었다는 의미입니다. 

그런데 카페인 복용군과 달리 커피를 마신 사람들에게 독특한 반응이 나타났습니다. 고등 시각 네트워크와 우측 집행 제어 네트워크에서 활력이 증가했습니다. 작업기억, 인지 통제, 목표 지향적 행동에 관여하는 부위입니다. 

마리아 피코 페레즈 하우메 대학교 신경과학자는 "간단히 말해 피험자들은 커피를 마신 후 외부 자극에 반응할 준비가 되었고 경각심이 높아졌다. 우리가 발견한 효과 중 일부는 카페인으로 구현되었기에 다른 카페인 음료에서도 유사한 효과가 나타날 수 있다. 그러나 어떤 효과는 음료의 특정한 냄새, 맛, 심리적 요인에 의해 커피 음용에서만 발생하는 것이다"고 설명했습니다.

연구팀은 카페인과 독립적인 커피의 효능이 디카페인 커피에서도 생길 수 있다고 밝혔습니다. 이번 연구에서는 디카페인 커피와 카페인이 포함된 커피 사이에서 위약 효과 차이를 구분할 수 없었습니다.

수사는 "뇌 변화는 휴식 상태에서만 조사했다"며 "심리적 과정과 인지 체계의 연관성은 관련된 뉴런 네트워크의 일반적인 기능을 토대로 해석되지만, 이번 현상은 직접 검증한 것은 아니다"고 연구의 한계점을 설명했습니다. 이어 "카페인 대사 과정에는 개인차가 있을 수 있으며 향후 흥미로운 연구 대상이 될 수 있다"고 덧붙였습니다.

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Laura Baisas 기자 & 육지훈 기자