<07> 신으로부터 받은 축복 - '뇌'에 대해 바로 알기Ⅲ

백세인 칼럼 특집 <지능과 감정>
신으로부터 받은 축복 - '뇌'에 대해 바로 알기Ⅲ

연결(synapsis) 

인간은 대략 1천억 개의 뇌 세포를 갖고 태어난다. 뇌 세포의 숫자 자체는 사람들의 뇌 용량과 뇌 기능의 정도와 일치하지 않는다. 이 뇌 세포들이 어느 정도로 어떻게 연결되어 있는지의 여부가 한 사람의 지능과 감정에 대한 기준이 되는 것이다. 하나의 뇌 세포는 작게는 1천 개, 크게는 1만 개의 연결점들을 가질 수 있는 능력을 갖고있다. 이때 연결된 뇌 세포의 숫자가 많을수록 그 사람의 정신작용은 활발해지면서 제대로의 뇌 기능을 유지하게 되는 반면에 뇌 세포들의 연결이 제대로 잘 이루어지지 않고 있을 경우에는 정신작용의 퇴보가 오면서 고집스러운 사람으로 되는 것이다. 뇌 세포간의 연결은 여러 가지의 학습능력을 통해서만 이루어지게 된다. 즉, 새로운 것에 대한 호기심과 이에 대하여 배우려는 자세를 갖고있을 때 그 사람의 뇌 세포들은 다른 뇌 세포들과 연결이 잘 된다. 이런 사람들은 세월이 변해 가는데 뒤떨어짐이 없이 살아갈 수 있는 반면에, 옛것에만 집착하면서 이를 고집하게 되는 사람들은 새로운 것에 대한 호기심도 없으면서 이에 대한 학습노력이 없음으로 뇌 세포의 연결이 잘 이루어지지 않게 되어 뒤떨어진 생각과 고집스러운 자세가 그 사람의 모든 생활을 지배하게 된다. 이와 같은 원리를 이해한다면, 학습이란 어린 나이에서만 중요한 것이 아니고 인생 어떤 나이에서나 다 중요하다는 것을 인식하게 될 것이다.

뇌 세포는 태어나서 얼마 되지 않아 그 숫자가 줄어들기 시작한다. 일설에 의하면 하루에 최고 10만개 정도의 뇌 세포가 없어진다는 보고도 있다. 이는 돌이킬 수 없는 자연현상이다. 그러나 뇌 전체의 밀도는 남아있는 뇌 세포간의 연결이 이루어진 정도에 따라서 결정된다. 아무리 줄어드는 뇌 세포의 숫자가 있다고 하더라도 이를 잘 연결시키기만 하면 뇌의 기능유지에는 아무런 지장이 없게된다. 젊었을 때, 즉 아직도 뇌 세포의 숫자가 많이 남아있을 때 계속해서 학습을 한다는 것은 이치에 맞는다. 많이 남아있는 뇌 세포를 연결시키는 작용이 바로 학습이기 때문에 젊었을 때 하는 학습은 더 많은 수확을 얻게된다. 반면에 늙은 사람들도 학습노력을 게을리하지 않는다면 계속해서 뇌 세포간의 연결이 이루어지게 돼 잃어가는 뇌 세포의 숫자와 균형을 맞추게 된다. 이로써 뇌의 기능을 최대한으로 유지시킬 수 있게되며 경우에 따라서는 뇌의 기능이 더 증진되게 될 수도 있게 된다. 젊은 사람들의 두뇌는 산술적이고 또한 물리학적이기 때문에 사물에 대한 계산이 빠르게 된다. 인생경험은 부족하지만, 새로운 사실에 대한 실질적인 이해와 흡수는 빠르게 진행된다. 따라서 수학을 기초로 한 관찰과 실험이 기초가 된 물리학이나 화학 부문의 노벨상을 타는 사람들은 비교적 젊은 층인데 비해 인생경험을 기초로 한 뇌 세포간의 연결이 풍부한 노년층들은 문학, 의학, 평화 부문의 노벨상을 타게 되는 것이다.

리간드(ligand)

의학자인 아이라 블랭크(Ira Blank, 1991)는 지식이란 뇌 세포간 연결의 패턴에 따르는 것이고, 학습은 바로 이 연결패턴에 대한 변경과 진전을 가져오게 된다고 말하고 있다. 그러나 학습에 의한 결과는 뇌 세포 간의 연결만은 아니고 이에 따르는 전기 화학적인 언어(electro-chemical language)가 같이 있어야 된다는 학설이 최근 대두되고 있다. 연결된 뇌 세포 간의 전달기능이 있어야 하는데 이 기능을 맡고있는 전기 화학적인 언어가 바로 리간드라는 것이다. 따라서 학습은 뇌 세포간의 연결과 함께 리간드를 풍부하게 만들어주게 된다는 결론을 내릴 수 있다. 현재 알려진 리간드는 약 200개로 추산이 되는데 앞으로 100여 개의 리간드가 더 발견될 때 전체 리간드에 대한 개념이 서게되면서 인간의 두뇌작용은 물론 다른 생리작용에 대한 전반적인 새로운 이해와 함께 인식이 생길 것이라고 전망되고있다. 뇌세포의 연결(synapsis)과 함께 리간드(ligand)에 대한 연구는 많은 비중을 갖고 진행되고 있기 때문에 앞으로 이에 대한 많은 연구조사의 결과가 있게될 것이다.

리간드는 뇌 세포에서도 생산되나 다른 세포에서도 만들어진다. 또한 리간드는 뇌 세포의 연결부분에도 작용하지만 다른 세포의 수용기에도 마찬가지로 작용하게 된다. 리간드를 정보물질이라고 부른다고 했는데, 그 이유는 리간드에는 어떤 특정한 정보가 실려있기 때문이다. 예를 든다면, 멜라토닌이라는 리간드는 변연계에 작용되는데 잠을 오게하는 특정한 정보를 갖고있다. 또 한 예를 든다면, 에피네프린이라는 리간드는 심장을 빨리 뛰게 만들면서 혈압을 올리게 되는 정보를 갖고있는데, 에피네프린이 심장과 혈관에 작용하여 심장을 빨리 뛰게 만들면서 혈압을 올리게 된다. 이렇게 특수한 정보를 갖고있는 물질들의 숫자가 모두 300여 개로 추산이 되고 있고, 현재 발견된 리간드는 200여 개라고 알려지고 있다.

리간드는 한가지 정보만 갖고있는 경우보다는 다른 여러 가지의 정보를 같이 갖고있다. 예를 든다면, 옥시토신이라는 리간드는 호르몬으로서 자궁을 수축시키는 정보를 갖고있을 뿐 아니라, 사랑스러운 마음을 갖게 하는 정보도 갖고있다. 자궁을 수축시키는 수용기는 자궁에 있음이 확실한 반면에 사랑스러운 마음을 갖게 하는 수용기가 뇌의 어느 부분에 있는지는 아직 알려지지 않고 있다. 다음은 몇 가지의 리간드에 대한 설명이다.

* 노 에피네프린(nore-epinephrine) 

이 리간드는 인쇄를 해낸다. 이 물질이 없으면 장기간의 기억에 문제가 발생하게 된다. 에피네프린과 함께 싸우거나 뛰거나(fight or flight)의 경우와 같이 놀랐거나 무서울 때 나오는 리간드이다. 싸우거나 뛰거나의 상황이 벌어진 후에는 이 상황에 대하여 아주 자세한 기억을 하게 되며, 그 기억은 오래 동안 지속되는데 이는 바로 노 에피네프린의 작용 때문이다.

* 칼페인(calpain) 

뇌 세포 사이의 연결점을 깨끗하게 만들어 주어 뇌 세포와 뇌 세포 사이의 연결을 깨끗하게 만들어 줌으로 뇌의 기능을 올려준다.

* 엔돌핀(endorphine) 

통증이 있거나, 이완운동이나 격심한 운동을 할 때 나오는 리간드로 진통작용을 한다. 매운 음식을 먹을 때도 엔돌핀이 나오는데, 매운 음식을 선호하는 사람들은 바로 엔돌핀의 진통작용을 추구하고 있는 것이라고 볼 수 있다.

* 세로토닌(serotonin) 

잠을 오게 하기도 하면서, 기분을 좋게 만드는 작용이 있다. 세로토닌이 부족하게 되면 잠을 못 자면서 우울증에 빠질 수 있다.

* 가바(GABA, Gamma AminoButylic Acid) 

이 리간드는 억제작용을 한다. 따라서 낮은 가바와 함께 낮은 세로토닌이 책정되어 있을 경우에는 난폭해지면서 공격적으로 된다.

* 아세틸콜린(acetylcholine) 

신경이 연결되는 부분의 막을 이루는 중요한 리간드로 이 리간드가 부족하게 되면, 신경전도에 심각한 문제가 발생하게 된다. 또한 이 리간드는 REM수면을 촉진시키게 됨으로 꿈을 꾸는데 필요한 물질이다. 꿈을 꾸는 REM수면은 양질의 수면을 의미하기 때문에 수면건강에도 필요한 리간드이다. 아세틸콜린은 지방으로부터 만들어지기 때문에 적당한 지방질섭취는 이런 면에서도 중요하다.


이밖에도 수많은 리간드들이 있지만 여기서 다 설명할 수는 없고 다만 모든 리간드들에 대한 연구조사가 끝날 때쯤 되면, 각종 리간드와 수용기가 최상의 작용을 하도록 하면서 모든 사람들이 스스로의 건강을 도모할 수 있을 때가 올 것으로 여겨지고 있다.

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