[알기 쉬운 뇌과학] 야마모토 다이스케 '3일만에 읽는 뇌의 신비' 요약

3일만에 읽는 뇌의 신비 - 야마모토 다이스케 지음, 박선무.고선윤 옮김/서울문화사

뇌의 구조
 

150ml의 바다에 떠 있다

뇌는 뇌막, 뇌척수액 두개골 그리고 피부로 보호받는다.

두개골(머리뼈)로 싸여 있으며 뇌척수액의 바다에 떠 있다.

외부의 충격으로부터 보호를 받고 있는 것.

뇌막에는 연막, 지주막, 경막이 있다.

경막은 두개골 안쪽의 골막(뼈막과 유착되어있고, 뇌의 홈을 따라 그 주변에 S자 모양의 정맥혈이 흐르는 정맥동이 있다)

지주막(거미막)은 연막과의 사이에 있는데 뇌척수액이 충만하고, 혈관도 많이 지나고 있다.

지주막과 연막 사이에는 뇌척수액이 가득 차 있다.

뇌척수액의 양은 150ml인데 뇌는 그 바다에 떠 있는 셈이다.

물 풍선처럼 뇌에 오는 외부충격을 덜어주는 임무를 담당한다.

연막은 대뇌와 밀착되어 있는 막. 뇌는 얇은 연막으로 싸여 있다.

복잡하게 서로 얽힌 네트워크

뇌의 구조 - 대뇌반구, 간뇌, 중뇌, 연수, 척수

대뇌반구는 뇌의 커다란 부분을 차지하며 좌우 대칭으로 이루어져 있음.

표면에는 많은 홈이 있는데, 그 홈을 따라 전두엽, 두정엽, 후두엽, 측두엽으로 나뉜다.

전두엽은 대뇌의 40% 차지

좌우에 위치한 두 개의 반구는 뇌량이라 불리는 다리로 연결되어 있다.

(뇌량에는 신경 다발들이 지나고 있다)

간뇌는 대뇌반구에 싸여있고

중뇌는 대뇌반구와 척수를 잇는 정보의 중계 지점 역할

연수엔 신경다발과 신경세포가 집중되어 있다.

간뇌, 중뇌, 연수를 한꺼번에 뇌간이라고도 함.

소뇌는 연수와 중뇌의 등 부분에 위치, 대뇌반구 다음으로 크다.

간뇌, 중뇌, 척수와 신경섬유로 연결되어 있다.

이렇게 각 부분은 밀접한 네트워크를 가지고, 복잡한 고도의 기관을 형성

전두엽은 사람다움을 발휘

두정엽은 몸의 움직임을 지배

측두엽은 기억과 청각을 지배

후두엽은 시각중추
 

뇌의 에너지 사용
 

근육과 필적하는 에너지 소비량

무게에 비하여 에너지 소비량이 엄청나다.

뇌 : 체중의 2%  /  근육 : 체중의 50%

그런데도 같은 에너지 사용량을 가진다.

탄수화물의 포도당만을 에너지원으로 사용

자신이 중요한걸 아는지, ‘대단히 방자하고 소비적인 존재’

하루에 밥 두 그릇만큼의 칼로리가 필요하다

밥 2공기(2공기까지는 아니지만) = 500kcal = 포도당 120g

에너지원으로는 포도당만을 사용. 그 포도당을 끊임없이 뇌에 공급하는 적혈구 역시 하루에 약 40g의 포도당을 필요로 한다.

머리를 많이 쓸수록 에너지 소모가 커진다 (도박사와 초콜릿을 예로 드심)

공복 때 사고력이 흐려지는 것은 무리가 아니며 그럴 때 사탕 하나가 뇌에 필요한 당분을 바로 공급할 수 있어 효과적이다.

에너지원은 포도당이지만, 

좋아하는 포도당을 대량으로 소비하고, 단백질이나 지방 또한 필요한 만큼 가져간다.

 

뇌의 기능적 구분
 

사람다움은 전두엽에서

뇌는 뭘하나? 사고, 운동, 지각, 생명유지를 한다.

사람을 가장 사람답게 살 수 있게 하는 중요한 기관.

(동물에 비해 훨씬 진화된 뇌가 사람을 사람답게 한다.)

다시 한번, 뇌는 [대뇌반구 / 뇌간 / 소뇌]로 이루어져 있고, 척수와 연결된다.

대뇌 : 실제 뇌의 대부분을 차지, 사고능력, 운동 감각 능력 지님. 인간이 인간답게 살 수 있는 것은 대뇌 덕분.

소뇌 : 운동기능에 관여.

뇌 전체 무게의 10%에 지나지 않지만, 몸의 균형을 조절. 신경섬유의 다발을 뻗어서 간뇌, 중뇌, 척수와 연결되어 운동기능을 조절하는 중요한 역할을 담당한다.

중뇌 : 시상 아래에 위치, 보행 등의 운동을 통제. 대뇌반구와 척수를 잇는 정보의 중계장소 역할도 한다. 또한 많은 반사성 기능을 조절하는 신경 핵이 존재한다.

간뇌 : 대뇌반구에 둘러싸인 부분, 시상이나 시상하부라고 불리는 중요한 부분이 있다.

연수 : 중뇌에서 척수로 이어지는 부분, 내장 여러 기관의 작용을 조절하는 자율신경의 핵이 존재. 생명 유지와 깊이 관련된 호흡순환계도 포함되어 있기 때문에 생명과 직결된 부분.

시상 : 감각정보의 중계기지

달걀이 두 개 있는 것 같은 모양의 시상에는 불수의운동과 관계 있는 신경세포의 무리가 있다.

시상하부 : ‘생명중추’라고도 함. 시상의 약 20%정도의 크기, 뇌 전체로 보면 부피 1%도 안됨.

무게도 10g정도지만, 본능적 행동을 지배하는 중추, 여러 기능의 균형을 교묘하게 조절.

뇌하수체 : 골밑샘, 우리 몸의 호르몬 분비를 총괄하는 지역

뇌량 : 오른쪽 뇌와 왼쪽 뇌를 연결해주는 구조

 

뇌의 기본단위인 뉴우런
 

대뇌 피질에 140억 개의 신경세포

신경의 구성단위 - 뉴우런(신경세포 1개)

신경세포는 많은 돌기를 가지고 있다

하나의 긴 돌기는 축색이라 불리며 다른 신경세포와 접촉하고 있다.

그 외의 돌기는 수상돌기라 부르며 나뭇가지와 비슷한 모양을 하고 있다.

뉴런의 개수

인간 140억

침팬지 80억

토끼 13억

신경끼리의 연결구조 : 시냅스

하나의 신경세포에는 5,000 ~ 1만 개의 시냅스가 있다.

즉, 하나의 신경세포는 5,000 ~ 1만 개의 다른 신경세포와 연결되어 있다는 이야기.

‘신경원’이라 부르기도 한다.

전기신호에서 화학신호로 변환

신경세포 내에서는 전기신호로 전달.

시냅스는 매우 작지만, 그 돌기 끝은 마치 단추처럼 둥근 모양을 하고 있다.

그 안에는 미토콘드리아(에너지 생산 능력을 가진 입자)와 시냅스 소포(신경전달물질을 저장)가 있다.

시냅스 사이에는 아주 작은 틈이 있다. 시냅스 간극이라 부르며, 그 사이에서 화학신호로 소통한다.

다시 신경세포 내에서는 전기신호로 전달.

 

신경전달물질

시냅스 사이를 연결해주는 물질 (실질적으로 신경과 신경을 연결해주는 물질)

시냅스의 한쪽 끝에서 분비되어 다른 쪽 끝에 영향을 줌. 종류가 매우 많음. 인체의 감정상태에 따라 다른 종류의 물질이 분비 됨.

깜짝 놀라면 노르아드레날린!

신경전달물질이 없다면 정보의 전달은 불가능. 그 화학물질도 한가지만이 아니다.

카테콜아민 유, 글루타민 산, 감마 아미노 낙산, 엔케팔린, 엔도르핀 등이 있다.

흥분 & 놀랄 때 : 아드레날린이 분비

기분 좋을 때 : 마약의 일종인 엔도르핀.

(인체 내에서 분비되는 모르핀)

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연합령 : 말을 하거나 사물의 형태를 확인하는 등 고도의 활동을 통괄하는 대뇌의 영역

 전두연합령, 운동연합령, 측두연합령, 두정연합령, 후두연합령

대뇌에는 5개의 연합령이 존재. 각각은 담당분야가 다르다.
 

운동연합령은 운동을 지령하는 역할을 담당.

ex) 눈 앞의 사물을 잡는다면, 어떤 순서로 사물에 접근해서 손으로 잡을 것인가를 계획대로 지령하고 실행시킴.

장애가 생긴다면? 자신의 의사대로 운동을 하지 못함.

cf) 루게릭병 : 운동신경이 없는 듯한 증상이 나타남.
 

두정연합령은 공간을 인식하기 위한 기능을 가짐. 사람이 눈으로 본 것을 정보로 받아들이고 그 위치 관계를 공간적으로 인식함.

측두연합령은 모양이나 얼굴 인식을 지배함. 눈으로 들어온 정보는 말 그대로 그냥 시각 정보인데, 여기서 그게 무엇인지 형태를 인식하고 판단을 내림.

ex) 누군가의 얼굴을 보고 누구인지 판단하는 것 따위.

후두연합령은 측두연합령보다 고도의 역할을 함. 사물을 보았을 때 측두연합령은 그 특징을 잡아내는 작업을 하는데, 후두연합령은 시각 이외의 정보를 동원해서 그 사물이 무엇인지 특정지어줌.

ex) 눈 앞의 옥수수? 그 색을 보고 모양을 인식, 정보를 종합하여 옥수수임을 판단.

장애가 생긴다면? 시각정보로 사물을 구분하지 못하게 됨.
 

전두연합령은 사고 / 학습 / 추론 / 의욕 - 더 나아가 감정 분야에까지 관여함.

전두연합령이 다른 연합령에 비해 훨씬 고위 기능을 가지고 있으므로 뇌의 최고중추부위로 생각된다.

고등동물일수록 전두연합령의 면적이 넓다.

고양이는 3%, 침팬지는 17%에 지나지 않지만 사람은 30%를 차지.

p.58 로보토미

뇌량을 자르면 왼쪽 뇌로 인해 생기던 간질병이 오른쪽 뇌에는 영향을 미치지 않는다.

뇌의 오른쪽, 왼쪽의 기능이 각기 다르다.

왼쪽 뇌가 잘하는 분야가 있고, 오른쪽 뇌가 잘하는 분야가 따로 있다.

이런 처리 능력을 측성화라 한다.

뇌가 다쳐서 말을 못한다고 노래도 부르지 못하는 것은 아니다.

흥얼거리는 것은 가능하다.

왜냐하면 말을 담당하는 왼쪽 뇌가 다쳐도, 오른쪽 뇌가 멀쩡하면 노래를 흥얼거릴 수 있다.

보통사람은 왼쪽 뇌와 오른쪽 뇌가 완전히 분리되어 있지 않음. 이른바 왼쪽 뇌와 오른쪽 뇌는 뇌량으로 연결되어 있기 때문에, 좌우의 뇌는 거의 동시에 기능함.

왼쪽 뇌(언어 뇌)가 잘하는 일 : 여자가 더 발달했다.

  1. 말하는 일

  2. 읽기, 쓰기

  3. 계산

  4. 소리나 음의 인식

그러므로 왼쪽 뇌는 일반적으로 언어 뇌라 부른다.

숫자/기호에 대해서도 강하다.

읽고/쓰고, 계산하는 능력을 지배한다.

오른쪽 뇌가 잘하는 일 : 남자가 더 발달했다.

  1. 그림구성

  2. 음악

  3. 풍부한 표현

  4. 표정을 읽는 일 / 감추는 일

오른쪽 뇌는 공간 인식의 기능을 담당하고 시각적 정보를 종합한다.

예술분야 같은 감성적 세계도 담당한다.

정리하면 왼쪽 뇌는 언어기능 등 논리적 사고에 강하고, 오른쪽 뇌는 보다 공간적으로 인식하고 감성적인 분야에 민감하다.

여자가 표정을 읽고 감정을 읽는 것을 더 잘한다는 최근 연구결과로 보아 오른쪽 뇌가 더 잘한다고 무조건 남자가 잘하는 것은 아닌 것 같다.

성인의 평균 뇌 무게는 1.2 ~ 1.5 킬로그램으로, 체중의 2% 전후이다.

비스마르크 / 칸트 / 아나톨 등 높은 지적능력을 발휘한 사람들의 뇌 무게를 비교해보면, 뇌가 무겁다고 지적 능력이 뛰어나다고 볼 수 없다는 사실을 알 수 있다. 동물의 뇌 무게와 비교해도 마찬가지이다. 코끼리를 예로 들어 보면, 코끼리는 뇌 무게가 4킬로그램이나 되지만 지적 능력은 뛰어나지 않다. 아무런 연관이 없다고 보아도 무방하다.

남자의 뇌와 여자의 뇌는 모양에서 다소 차이가 있다. 남자의 뇌가 여자의 뇌보다 조금 크다.

언어기능에서 남녀 뇌의 사용을 살펴보면, 여자는 양쪽 뇌를 모두 사용하지만 남자는 왼쪽 뇌를 중심으로 사용한다.

여자의 경우 언어기능을 지배하는 뇌가 보다 빨리 발달한다.

남자는 뇌량의 팽대부가 막대모양인데 반해 여자는 공처럼 둥근 모양이다.

여자의 뇌량의 끝부분은 남자의 뇌량 끝부분보다 2할 정도 크다.

둥글어 단면적이 넓다. 이것은 차선이 넓은 듯한 효과를 준다고 한다.

팽대부의 단면적이 넓으면 후두엽이나 측두엽의 파이프도 굵어지기 때문

팽대부에는 후두엽, 측두엽 그리고 전두엽으로부터의 신경섬유가 지나고 있다.

즉, 여자의 뇌가 좌우 뇌의 소통이 더 원활하다.

언어능력은 좌우의 협조를 통해 이루어지는데, 여자 뇌가 좌우의 협조가 더 좋다.

말을 더듬는 사람도 대부분 남자이다.

여자가 혼잣말을 많이 하고, 남자는 상대적으로 적게 한다.

남자는 오른쪽 뇌(감성)과 왼쪽 뇌(언어)의 분업이 명확하다. 이것은 남자 뇌의 장점이자 단점이다.

Q. 양가 감정의 경우(기쁘면서 슬픈 감정 따위), 신경전달물질이 섞여서 분비되나요?

A. Yes, 사람의 감정은 다양한 신경전달물질이 복수 작용하여 만들어진다.

Column, 재미있는 뇌 잡학

남녀의 뇌는 많은 차이를 보인다는 것은 경험으로 알 것.

그리고 팽대부의 모습 같은 눈에 띄는 차이도 있다.

여자의 뇌는 언어능력이 발달했고, 남자의 뇌는 공간적 능력이 발달했다 했는데,

그 차이는 그렇다면 언제부터 만들어지는 것일까?

남자 뇌와 여자 뇌는 임신 4개월부터 7개월에 걸쳐 이미 태어나기 전부터 결정된다.

그것은 호르몬으로 결정된다.

태내에서 남성호르몬인 안드로겐을 뒤집어쓰면 남자의 뇌로

안드로겐에 노출되지 않은 뇌는 여자의 뇌로 발달한다고 한다.

태어난 후에 호르몬을 조작하더라도 뇌 구조에는 변화가 나타나지 않는다.

평생 그 뇌인 것이다.
 

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뇌 연구 여기까지 진행됐다

뇌 연구의 역사

뇌에 대한 연구의 시작은 고대 그리스의 히포크라테스부터이다.

히포크라테스는 사람의 마음은 대뇌에서 만들어진다고 생각했다.

플라톤 또한 이성이나 지성은 신의 정신(대뇌)이고 식욕이나 성욕 등은 사람의 정신(척수)이라고 결론지었다.

레오나르도 다 빈치 또한 뇌의 역할을 추구하고, '뇌의 방'에 정신이 있다고 생각했다.

사람은 '마음'이 있는 장소를 찾고자 했다.

심장이라는 단어의 마음 心

본격적인 뇌 연구는 19세기에 본격적으로 시작되었으나 제대로 연구하기 시작한 것은 20세기부터이다.

프루엔키는 1838년 소뇌의 현미경 구조를 관찰했다.

브로카는 1861년 실어증에 대한 연구를 했는데, 실어증 걸린 사람들의 뇌를 조사해 보았더니 특정 부위의 신경세포가 죽어있는 경우가 많았다고 한다. 그 영역은 브로카 영역으로 불린다.

파블로프는 1904년 조건반사를 발견했다.

베르거는 1929년 뇌파를 기록했다.

팬필드는 1957년 대뇌를 기능에 따라 부위별로 구분했다. 언어영역 등 기능의 부위를 명백히 했다.

스패리는 1975년 좌우 대뇌반구 작용의 차이를 발견했다.

후후는 1975년 뇌 속에서 향정신성을 가진 모르핀과 유사한 물질을 발견했다.

서양은 적극적인 부검 문화가 뇌 연구의 좋은 기반이 되었으나 동양은 시체훼손을 꺼리는 문화가 있었다.

뇌 속에서 작용하는 활성분자(소위 신경전달 물질)의 구조와 작용이 입증됨(1980년대)

신경전달물질은 또한 결합하는 수용체에 따라 다른 효과를 낸다.

1990년대에는 기능적 자기공명 화상 장치(MRI)와 뇌 자계(PET, SPECT) 등이 사용되어, 뇌 활동을 뇌 바깥에서 측정하는 방법이 진보했다.

PET, SPECT는 양이온의 분포를 측정하며 혈류관찰에 더 낫다.

분자수준에서의 뇌세포와 유전자 구조의 분석이 발견되었다.

뇌세포의 분화, 성장, 증식, 노화, 죽음에 대한 연구가 진행될 예정이며 뇌와 닮은 컴퓨터의 개발도 예상된다.

다 분석되면 많은 것이 기계적으로 만들어질 수 있을 것이다.

fMRI(functional MRI): PET, SPECT의 개념을 합쳐 어느 부위가 활성화되면 영상으로는 빨갛게 변하는 식이다.

CT = Computed Tomography

CT보다는 MRI가 더 나으며 MRI는 자기장을 이용하여 액체성분 많은 부분을 재구성한다.

신경세포의 이식

심장이식처럼 뇌를 완전히 이식하는 것은 아직 불가능하다.

현재 수준은 뇌를 조성하고 있는 뇌세포의 일부를 이식해 잃어버린 기능을 회복시키는 것 정도이다.

파킨슨병은 심각한 운동장에애 정신증상이 더해진 것. 손발의 떨림이 멈추지 않고 자발적 운동을 할 수 없다.

파킨슨병을 앓는 환자의 경우 중뇌의 흑질에 있는 도파민 분비세포에 이상이 생긴 경우이다.

L-도파의 투입: 파킨슨병의 진행은 멈출 수 없지만 수 년간은 증상이 안정된다(부작용은 있지만).

미국에서 도파민을 분비하는 세포를 이식하여 운동기능을 회복한 예가 있다.

파킨슨: 무하마드 알리 / 알츠하이머: 로널드 레이건

하지만 신경세포를 이식할 때 신경세포를 뜯어오면 죽기가 쉽다.

따라서 중절된 태아에게서나 신경세포를 뜯어 오는데 - 윤리적 문제가 부각된다.

뇌세포 이식은 심장 등의 장기이식과는 달리 거부반응이 없다.

그러므로 다른 장기에 비해 이식이 유리하며 앞으로의 발전 가능성이 많다.

사람의 인식은 보는 것에 의존한다

사람은 많은 감각을 가지고 있지만 시각은 모든 감각의 60%를 점유(2위는 청각).

눈 앞의 사물을 보게 되면 그것이 어떤 성질의 것이며 위험한 것인가에 대한 판단이 필요하다.

시세포 - 신경절세포 - 시신경 - 후두엽(시각 중추)

들어온 정보를 식별하는 것은 두정엽과 전두엽의 기능이다(측두엽도 일부 관여).

즉 사람은 사물을 볼 때 뇌의 모든 기능을 동원해 그 성질을 분석한 후 위험도를 판단한다.

마음의 병과 뇌의 관계

신경증(노이로제), 우울증, 정신분열증과 같은 마음의 병에 대한 연구 현황:

마음의 병은 모두 뇌의 고장, 뇌 기능의 이상으로 인해 일어난다고 판단.

뇌 속 물질들의 조절을 통해 증상 개선이 가능하다.

도파민의 이상이 정신분열증과 관계가 있다는 결과가 있다.

분열병 환자는 감정을 조절하는 대뇌 변연계에서 도파민을 과다하게 받아들여 망상이나 공포심을 느낀다.

도파민 작용 억제약물을 투여 시 분열 증상이 개선된다.

정신분열병은 유전과도 깊은 관련이 있다.

어린이와 노인의 뇌의 차이는?

나이를 먹을수록 단순 기억은 떨어지지만 학습이나 경험으로 몸에 익힌 종합판단력은 70세 정도까지 상승을 계속한다.

건강하게 기억을 유지하기 위해서는 항상 일정한 수의 건강한 신경세포가 필요하다.

신경세포가 줄어들면 건망증과 시력저하가 나타난다.

최근 줄기세포의 중요성이 부각되고 있다. 줄기세포는 70세가 넘어도 끊임없이 분열하고 새로운 신경세포를 지속적으로 만들고 있지만 죽는 세포의 숫자가 더 많아 결국 뇌세포는 계속 감소하고 있는 상태이다.

초파리 유전자 연구

2000년 미국의 벤처기업과 국제 팀은 초파리의 유전자 정보를 해독했다.

2001년에는 사람의 유전자 게놈(하나의 생물을 만들기 위해서 필요한 최소의 유전자 세트)도 대충 해석해 냈다.

게놈이란 하나의 생물을 만들기 위해서 필요한 최소의 유전자 세트이다.

초파리 유전자는 사람의 유전자와 기능적 유사성이 있고 연구가 많이 이루어져 있다.

일본 국립 유전자 연구소의 호리타 소장팀은 초파리의 GCM유전자를 발견했다.

GCM유전자는 발동할 경우 신경아세포를 신경세포로 분화시키며 발동하지 않을 경우에는 신경아세포를 아교세포(신경세포를 지지하는 주위 세포)로 분화시킨다.

Satori 돌연변이: 와세다 대학의 야마모토 연구팀은 수컷끼리 동성애를 하는 돌연변이 Satori 유전자를 발견했는데, Satori 유전자 대신 정상 유전자를 초파리에 삽입을 하면 다시 이성애를 했다.

이러한 역할을 하는 유전자가 사람에게도 있는지를 알아내는 것이 이후의 과제이다.
 

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뇌 연구, 어디까지 진행됐나

뇌사를 막는 효과적인 치료법

뇌의 저온 치료법이 각광을 받고 있다.

뇌 좌상 등 뇌의 치명적 외상, 더구나 뇌졸중 등의 치료 현장에서 유효성을 발휘하고 있는 최신 치료법.

동면상태처럼 저온치료법은 뇌가 다친 환자를 치료현장에서 물에 담가 체온을 32도까지 떨어뜨리는 것.

뇌의 온도를 떨어뜨리지 않으면, 뇌압이 상승해 뇌의 혈액이 멈추고 신경세포가 죽는다: 뇌사

수술은 잘했는데도 뇌사상태에 빠지는 경우가 있음.

뇌가 사망하면 심장도 사망하는데, 심장이 멀쩡한 경우가 있다.

이런 경우에는 중환자에 이용하는 방법인 기도에 관을 넣는 방법 등을 이용하여 생명을 유지할 수 있다.

글루타민산이 유출되어 세포가 파괴되는 경우가 있음.

뇌를 진정시키는 물질

신경전달 물질은 한 신경에서 다른 신경으로 신호를 전달하는 기능 외에 뇌의 흥분정도 즉, 뇌 작용을 결정한다.

확인된 것만 해도 백 가지가 넘는 신경전달물질은 물질에 따라 흥분을 시키는 정도가 다르다.

뇌 속의 신경전달물질은 100가지 이상이 있다는 것이 밝혀졌다.

아세틸콜린: 알츠하이머병에서 감소한다. 기상/학습 그리고 수면과 관계가 있다.

노르아드레날린(아드레날린): 분노, 놀라거나 화가 날 때 관여

세로토닌: 각성이나 수면 등에 관여, 의욕을 가질 때도 중요하다.

             미국에서는 약으로도 시판되어 인기. 

             감성계를 자극하여 건전한 기분으로 만들어준다.

도파민: 본능의 쾌감을 자극해 의욕을 넘치게 해준다.

L-글루타민산: 정보를 전하는 정통적 작용, 평상시의 마음을 유지한다.

가바(GABA): 흥분을 가라앉혀 긴장을 풀어준다.

베타엔돌핀: 감각을 마비시켜 편안함을 느끼게 해준다.

아난다민: 마리화나와 같은 작용으로 도취상태에 빠지게 한다.

고령화 사회의 적, 치매

치매: '한번 정상으로 발달한 지적 능력이 뇌의 장애나 손상으로 지속적으로 저하하고 일상생활이나 사회생활에 큰 지장을 주는 상태'로 정의된다.

증상으로는: 건망증, 판단력저하, 상대의 말을 이해하지 못함, 집에서 화장실을 찾지 못함 등이 있다.

사람은 나이를 먹을수록 기억력이 감퇴되며 노인성 치매에는 알츠하이머병도 포함이 된다.

남녀별로 보면 여자가 그 비율이 높은데, 여자의 평균수명이 높은 것이 하나의 요인이다.

노인이 치매가 되는 비율은: 65-69세 1.2% 80-84세 11.7% 85세 이상이 19.9%이다.

폐경기에 생기는 초로기 여성(40-45세)의 치매는 여성호르몬(에스트로겐) 투여로 호전이 된다.

알츠하이머는 초로기에서 발생하는 것부터 노년기가 되어서 증상이 나타나는 것까지 다양하며 치매의 대표격이다.

병을 치료하는 것은 어려워도 약으로 진행은 완만하게는 할 수 있다.

알츠하이머에 걸리기 쉬운 가계를 연구해 유전자의 형태도 알아냈다.

도파민부족과 아세틸콜린의 과다분비

파킨슨병: 1917년 영국의 제임스 파킨슨에 의해 처음 보고되었다. 신경계 난치성 질환 중 가장 많으며 인구 10만명당 50-60명 비율로 발생한다. 뇌 속의 도파민이 부족하거나 아세틸콜린이 과다한 것이 원인이라고 한다.

뇌의 기저핵에서 아세틸콜린이 신경을 흥분시키고 도파민은 흥분을 억제시키는데, 도파민이 부족하면 아세틸콜린에 의한 흥분을 억제하지를 못한다.

흥분이 억제되지 않으면 흥분이 근육으로 연결되어 손발이 떨리고 느린 동작을 하게 된다.

파킨슨병의 증상으로는 손이 떨린다, 근육이 굳는다, 동작이 느려진다, 자세유지를 하지 못한다, 자세가 앞으로 구부러져 잘 넘어지고 잘 걷지 못한다, 가벼운 치매가 보인다 등이 있다.

도파민은 혈액에서 뇌를 지키는 장벽을 통과할 수 없기 때문에 먹어도, 주사로 주입해도 효과가 없다.

L-도파는 도파민을 합성하는 원료가 되는 물질인데, 지용성이라 그 장벽을 통과해서 뇌로 갈 수 있다.

도파민 투여보다는 전구물질인 L-dopa를 투여하는 것이 낫지만 L-도파의 치료에는 부작용도 많아 한계가 있다.

관련 유전자가 발견되었다: 농약 등의 환경요인과 상승효과를 발휘해서, 보유자는 발병할 가능성이 높다.

정상유전자를 삽입하거나 합성효소의 유전자로 부족한 도파민을 보충하는 유전자 치료도 검토되고 있다.

뇌에 메스를 대는 것

다섯 개의 연합령 중 전두연합령은 뇌 최고의 중추기능이고, 사람이 사람이기 위한 기능을 완수하고 있다.

전두연합령은 대뇌의 앞부분에 위치하고 있는데, 모니스라는 의사는 1935년 전두엽에 메스를 대었다.

로벡토미, 1935년 전두엽에 메스를 댄 의사: 정신분열증에 걸린 환자의 전두엽 섬유연결을 끊었다. 관자놀이에 작은 구멍을 뚫어 메스를 넣고 섬유연결을 절단했다(Lobotomy, 전두엽 백질 절개술).

운동이나 감각에서는 차이가 없었으나 난폭한 성격이 사라지고 조용한 일상생활을 보내게 되었다.

뇌에 메스를 대는 것

다섯 개의 연합령 중 전두연합령은 뇌 최고의 중추기능이고, 사람이 사람이기 위한 기능을 완수하고 있다.

전두연합령은 대뇌의 앞부분에 위치하고 있는데, 모니스라는 의사는 1935년 전두엽에 메스를 대었다.

로벡토미, 1935년 전두엽에 메스를 댄 의사: 정신분열증에 걸린 환자의 전두엽 섬유연결을 끊었다. 관자놀이에 작은 구멍을 뚫어 메스를 넣고 섬유연결을 절단했다(Lobotomy, 전두엽 백질 절개술).

운동이나 감각에서는 차이가 없었으나 난폭한 성격이 사라지고 조용한 일상생활을 보내게 되었다.

간질: 뇌 신경의 이상으로 보이는 질환

뇌가 정상적인 활동을 하지 못해 신경전달물질분비에 이상이 오면, 근육이 마구 움직이는 등 발작이 일어난다.

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뇌의 단련

대화를 가능하게 하는 뇌

측두엽과 전두엽에는 언어를 지배하는데 있어서 아주 중요한 브로카 영역과 베르니케 영역이 있다.

이야기하거나 글을 쓰는 행위를 지배하는 부위(대화능력) 브로카 영역

1861년 프랑스의 외과의 P. P Broca는 소리를 내거나 입을 움직일 수는 있지만 말을 할 수 없는 실어증 환자가 죽은 후 뇌를 조사해, 대뇌 좌반구의 특정 부분의 신경세포들이 죽어있음을 발견했다: 브로카성 실어증

이후 좌반구의 전두엽이 회화나 청취에 관계가 있다는 사실이 판명되었다.

이야기 중의 언어나 기록된 글을 이해하는 부위(언어의 의미) 베르니케 영역

1874년 독일의 신경학자인 C. Wernike는 말은 할 수 있지만 말에 잘못된 부분이 많아 상대방이 이해할 수 없는 말을 하는 환자를 만났다. 환자 사망 후 뇌를 조사해본 결과 좌반구의 측두연합령 일부에 장애가 있었다.

그 부위는 대화 중의 언어 또는 기록된 언어의 의미를 이해하는 영역이었다.

-신경세포가 죽어있으면 그 부분이 까맣다 / 좌뇌, 위치가 중요하다.

문자 종류에 따라 사용하는 뇌가 다르다

표음문자와 표의문자에 따라 사용하는 뇌가 다르다.

알파벳이나 한글: 시각중추 - 좌반구 각이랑 - 베르니케 영역

한자: 시각중추 - 측두연합령 - 베르니케 영역

각이랑에 이상이 생기면 정상인처럼 듣거나 이야기할 수는 있어도 읽거나 쓰는 일은 불가능하다.

유소년기 시냅스의 대량사멸

만 5-10세 사이에 시냅스가 대량 죽어가는데, 그 이유는 아직 모른다. 불필요한 시냅스를 죽이면서 필요한 시냅스를 만들어간다고, 유소년기의 뇌가 성인의 뇌로 만들어지는 작업이 이루어진다고 생각될 뿐이다.

불필요한 시냅스와 필요한 시냅스가 선별되어 뇌의 균형을 절묘하게 형성할 때, 체험이 뇌에 원상으로 새겨진다.

유아체험의 중요성이 부각되는 부분으로 그 후의 기억이나 지성에 큰 영향을 미친다. 예를 들자면 유소년 시절의 외국어 공부가 있다. 음악 또한 뇌가 유연할 때 흡수하면 그 재능이 커진다고 한다. 세 살 버릇 여든까지 간다.

6-7세에는 어른과 같은 크기로 성장, 만 5-10세에서 시냅스가 대량 사멸

연령에 동반되는 시냅스 밀도: 0-1세 밀도증가, 0-3세 만들어지는 과정, 5- 필요한 것만 남기는 과정(특히 5-10세)

아인슈타인의 뇌 해부하기

아인슈타인이 죽은 후, 뇌를 부검한 결과 보통 노인들의 뇌와 같았다.

이과계열 천재의 경우 왼손잡이가 많다고 한다. 극단적으로 심하게 이야기하는 학자들의 경우, 이과계열의 천재는 왼손잡이라고 하기도 한다.

보통 오른손잡이의 98% 이상이 좌반구의 뇌에 언어기능을 지닌다. 왼손잡이는 70%가 좌반구에, 15%가 우반구에, 나머지는 좌우반구 모두에 언어기능을 지닌다. 천재와 뇌의 관계는 아직 아는 것이 없는 상태이다.

뇌의 단련과 새로운 발상

발상의 바탕은 지식과 기억이다. 발상 자체가 돌깁적이지 않고 지식과 기억이 그 바탕이 되기 때문에, 아무리 뇌를 단련시켜도 탁월한 발상을 얻을 수 없다.

참신한 발상의 조건: 뇌 신경세포는 매일 다량으로 죽어가고, 기억과 관계 있는 시냅스도 나이에 따라 감소한다.

새로운 지식이나 경험을 흡수하기 위해서는 항상 불필요한 시냅스를 삭제해야 하기 때문이다.

이야기를 나누며 미지의 지식을 흡수하고 경험을 쌓아, 이제까지의 지식이나 기억과 대조해서 논리적으로 구성되고 경험이 지식이나 기억과 대조되면서 이제까지 없었던 발상을 이끌어낸다.

집중력을 높이는 방법

입시생의 공부: 문제를 분석하고 뇌 속에 기억된 공식에 접근하여그 중에 필요한 것을 이용해 문제를 풀기 시작하는 반복훈련을 통해 집중력이 높아진다.

집중력이 높아지는 이유: 시험이라는 당면한 목표, 시험 후의 보상을 기대하는 심리

집중력을 높이는 방법: 정보의 취사선택이 중요하다. 불필요한 지식이나 기억을 일시적으로 무시하는 것에서 시작된다. 집중력은 목표와 대상 그리고 정보의 삭제에서 시작된다. 불필요한 정보를 모으면 집중력은 반감된다.

목표와 보상이 집중력의 비결이고 지속적인 집중력을 위해서는 목표와 보상이 반드시 필요하다.

IQ와 EQ의 다른 점

IQ(Intelligence Quotient, 지능지수): 지능의 높이를 나타낸다.

시험으로 산출된 정신연령을 실제의 연령으로 나누고 100을 곱해 산출한다. 즉 IQ 100이 표준 지능이 된다.

보통 150이 넘으면 천재라고 한다.

EQ(Emotional Quotient, 감성지수): 타인에 대한 배려를 산출한 감성지수

인간성이 배제된 IQ에 대한 비판에서 탄생했다. 풍성한 생각과 경험을 물어본다.

뇌의 감성구조를 고려해 사람으로서의 경험, 삶을 묻는다.

고수들의 오른쪽 뇌 사용법

왼쪽 뇌는 언어 뇌로서 논리적 사고를 담당하고 오른쪽 뇌는 예술분야를 담당하는 감성적인 세계를 지배한다.

그렇다면 문과(언어)와 이과(예술, 감성)를 왼쪽 뇌, 오른쪽 뇌로 구분할 수 있을까? 현실적으로는 어렵다.

문과계열에 가까운 언어기능은 명백하게 왼쪽 뇌 담당이지만, 계산하는 기능도 왼쪽 뇌가 강하다. 이것은 명백하게 이공계열이라 생각된다. 한편 오른쪽 뇌는 음악 등의 감성적 세계이므로 문과 계열인가 하면 그렇게만 말할 수 없는 부분 또한 가지고 있다.

계산할 때는 분명히 왼쪽 뇌를 사용하지만 달인의 경지에 이르면 오른쪽 뇌를 사용한다는 것이 밝혀졌다.

바둑이나 장기의 고수들도 오른쪽 뇌를 자유롭게 동원하며 상상을 한다. 감성의 오른쪽 뇌와 이론의 왼쪽 뇌가 얼마나 잘 협조해서 작용하는가가 성공의 전제조건이다. 스티븐호킹도 이런 방법으로 생각하지 않을까?
 

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지각 및 인식하는 뇌

지각하고 인식하는 뇌

오감은 이른바 안테나로 바깥세계의 정보는 먼저 오감에 의해 잡히고 거기서 정보를 처리하기 시작한다. 다시 말해 이 안테나에 장애가 생기면 사람은 바깥 세계의 정보로부터 차단되므로 위험이 닥쳐도 모르게 된다.

인간의 오감: 시각, 청각, 후각, 미각, 촉각

여섯 번째 감각: 육감, 인간의 예지능력(미래를 보는 힘). 4차원의 세계와 비슷한 개념

정보가 없다면 뇌는 고기덩어리

말초감각으로부터 뇌로 들어오는 정보가 없으면 뇌는 아무런 역할을 할 수가 없다: 돼지 머리고기와 비슷하다.

눈, 귀, 코, 혀, 피부로부터 오는 느낌, 정보는 뇌 활동의 시작이다.

뇌세포는 정보를 분석하고 판단한다.

각각의 감각기관에는 감각을 민감하게 받아들이는 세포, 이른바 감각세포가 둘러쳐져 있다. 이런 감각세포가 자극을 받으면 그 정보는 전기신호로 바뀌고, 이어지는 일련의 신경세포를 거쳐 각 신경으로 전달되고 어떤 정보는 신경세포에서 척수로, 척수에소 뇌간으로, 뇌간의 시상을 경유하여 대뇌 피질로 직행한다.

시각은 외부 정보의 70%를 좌우한다

사람은 필요한 정보의 대부분을 시각에 의지하는데, 바깥 세계의 정보 가운데 70~80%를 시각에서 얻고 있다고 한다.

좌우 눈이 사물을 파악하고 뇌가 인식한다.

양쪽 눈에는 수정체라는 렌즈가 있고, 사물은 수정체를 통해 양쪽 망막에 비추어진다.

시각신호는 빛의 형태로 망막으로 들어온 후 시세포(시각의 수용체 세포)에서 전기신호로 바뀐 뒤 시신경으로 정보를 보내는데, 시신경은 이 정보를 뇌로 보낸다.

왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 시신경은 뇌 속에서 교차되는데 그 지점을 시신경 교차 지점이라고 한다.

양쪽 시신경은 시신경 교차지점에서 그 흐름이 바뀌는데, 오른쪽 시야에 비친 정보는 좌뇌로도 진행한다.

좌우의 뇌에 도달한 정보는 시상으로 향하고 시상에서는 정보들을 대강 정리한다.

시상에서 정리가 끝나면 정보들은 대뇌피질의 시각중추로 보내진다.

시각중추에서는 정리된 정보를 세밀하게 분석/검토한다. 형태와 색, 밝기와 어두움, 움직임, 주변과의 위치관계 등을 파악한다.

분석/검토가 끝나면 드디어 뇌 속에서 구체적인 이미지로 받아들여지고 뇌는 사물이 무엇인지 인식하게 된다.

장미가 빨갛다고 인식하는 구조

사물을 볼 때, 색이나 명암이 없다면 평면적인 화상이 될 것이다.

시각은 색과 명암을 분석해 입체적인 영상을 만든다.

시세포에는 추체와 간체 두 종류가 있는데 추체는 사물의 색에 대한 기본 정보를, 간체는 막대와 같은 모양으로 사물의 명암에 대한 정보를 담당한다.

시신경 중 추체는 빛의 파장을 느끼는데 시각은 결국 빛 파장의 차이를 색의 차이로 번역하는 구조이다.

추체에 포함된 로돕신이라는 물질에는 세 종류가 있는데, 각각 다른 파장의 빛에 대해 감도가 높다. 즉 빨강, 초록, 파랑에 대응하는 로돕신이다.

결국 뇌는 파장을 받아들인 로돕신의 반응으로 사물의 색을 판별하므로 사람에 따라 보이는 색은 다를 수 있다.

간체는 명암에 강하다. 추체는 색을 판정할 때 중요한 역할을 하지만 어둠에 약하다. 어둠에는 간체가 빛을 발하는데 어두운 곳에 있는 사물을 바라 볼 때에는 추체 대신 간체가 사물의 정보를 대뇌로 전달한다.

정리하면 시세포에는 추체와 간체라는 두 가지 세포가 있어 비로소 다양한 사물 정보가 대뇌로 전달되는 것이다.

청각을 이루는 뇌의 구조

매우 복잡한 구조로 되어있다.

물체가 움직이면 공기는 진동하게 되고 귓속의 고막이 그 진동을 잡아낸다. 그 진동을 이소골이 증폭시키고 증폭된 진동은 내이의 달팽이관에 전달되어 전기신호로 바뀌게 된다.

전기신호로 바뀐 정보는 연수와 교의 경계 부근을 목표로 하여 중뇌와 시상을 경유해 대뇌 피질의 청각중추로 향한다. 청각중추는 청각 정보를 처리하며 측두엽 내부의 구석진 곳에 있다.

소리의 3가지 요소: 강약, 높이, 음색

유모세포: 청각기관의 감각수용기세포

좌우에서 들려오는 소리는 강약과 시차가 있어 그 둘로 소리의 방향과 발생지점을 판단한다.

외이: 귀, 귓구멍

중이: 고막, 이소골

내이: 달팽이관, 전정, 삼반규관

난청이란?

전음성 난청(외이나 중이): 바깥쪽 귀나 가운데 귀에서 소리의 전달이 되지 않아 생기는 난청으로 수술이나 보청기의 사용으로 개선이 가능하다.

감음성 난청(내이): 달팽이관 안쪽에 이상이 있거나 청세포가 소리에 대한 반응을 하지 못할 때로 수술적 치료가 어렵다.

청각 실인증 / 피질농(청각중추): 대뇌의 청각중추에 장애가 생기는 경우로 소리의 내용, 의미, 방향감각 등을 잃게 된다.

키미테(스코폴라민)

후각이란?

냄새를 맡는 감각으로 후각세포는 5000만개 정도가 있다.

냄새는 음식, 생식, 동물적 행동에 있어 상당히 중요한 역할을 하며 생사에 직결된다.

연어나 거북이는 과거의 물냄새를 기억할 수 있기 때문에 알을 낳기 위해 자기가 태어난 곳으로 이동할 수 있다.

후각이 이루어지는 구조

1단계: 냄새 분자는 먼저 콧구멍(비강)에서 구 속에 위치한 후상피에 도달한다.

후상피 표면에는 점막이 있고 그 내부에는 후세포가 있다.

냄새 분자는 점막에 녹는데 후세포가 그 분자를 잡아 낸다.

2단계: 냄새 분자가 전기신호로 바뀌어 후세포를 통과하고 후구에 도달한다.

후구에는 각 냄새에 반응하는 후사구체가 준비되어 있고 종류에 따라 각 후사구체로 분류된다.

후사구체에 들어간 냄새 정보는 계속 이동해 먼저 이상엽으로 향하고 시상이나 시상하부를 경유한 뒤 대뇌 피질의 후각중추로 진행한다. 그 뒤 후각 중추에서 어떤 냄새인지를 판단한다.

사람: 2천만~5천만

후각이 예민한 개: 1억 ~ 2억

후각이 예민한 동물일수록 후세포의 숫자가 많다.

다른 종류의 후세포는 다른 종류의 냄새를 감지한다.

500~1000종인데 또 종류에 따라 다른 짝을 이루어 동시에 흥분한다.

따라서 느낄 수 있는 냄새의 종류는 엄청나게 많다.

미각

미각은 다른 감각보다 즐기는 쪽에 치우친 감각이다.

맛을 즐기는 것보다 혀와 뇌의 협동 작용이 중요하다.

맛: 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛의 4종류만 존재한다.

매운맛은 미각이 아닌 통각(촉각의 일종)이다.

매운 맛은 캡사이신(고추/후추) 수용체에 의한 아픈 감각이다.

통각 수용체는 입 주변에 많다.

쓴맛이 가장 민감하며 단맛이 가장 둔하다. 쓴맛은 맛보기 쉽고 단맛은 맛보기 어렵다.

참 다행히 쓴맛은 유해물질의 맛이고 신맛은 음식이 부패된 맛이다.

미각은 미관구, 미세포, 미각신경을 거친 후 연수, 교, 시상을 경유해 대뇌피질(미각중추)로 전달된다.

미각중추는 과거의 기억 및 경험과 비교해 맛에 대한 판단을 내린다. 사람마다 느끼는 정도가 다르다.

미각중추에 들어온 정보는 어디까지나 재료에 지나지 않고, 이후 뇌의 막대한 데이터베이스에 조회된 후 독특한 맛이 인식된다.

미관구: 미각을 느끼는 감각기, 사람 당 8천개가 존재한다. 물론 혀에 제일 많지만 혀뿐만 아니라 구개, 인두, 후두 등에도 존재한다.

[구개: 입천장 / 인두: 입으로 넘어가는 부위 / 후두: 폐와 연결되어 공기가 지나가는 부위]

후두에 미관구가 있는 이유: 감지하고 토해내기 위해서

미세포: 미관구 내의 맛을 감지하는 세포로 럭비공 모양이다. 맛의 정보가 전기적 신호로 바뀐다.

촉각

촉각은 몸을 지키는 최전선인 피부에서 시작된다.

성인의 피부는 평균 1.8㎡으로 그 피부가 촉각의 창구이다.

접촉한 자극을 받아들이는 곳을 촉점이라 하며 그 밑에 많은 감각기가 숨어있다.

[파치니 소체, 마이스너 소체, 메르겔 반, 루피니 종말, 자유신경 종말]

파치니 소체: 처음으로 반응

마이스너 소체: 피부의 형태 변형 속도를 파악

메르겔 반: 가볍게 눌리는 감각

루피니 종말: 당기는 감각

자유신경종말: 통증, 따뜻함, 차가움

온각과 통각을 받아들이는 수용 단백질은 같다.

캡사이신이 결합하는 바니로이드 수용체라 불리는 이것은 상처에 생기는 통증유발물질을 받아들인다.

감각기를 통해 얻어진 정보는 척수, 시상을 거쳐 대뇌피질 두정엽의 감각중추에 전달된다. 감각중추에서는 통증이 어느 부위의 피부 상처인가를 특정짓고 최종적으로 경고한다.

진피 아래쪽에는 피하조직(주로 지방)이 있는데 혈관과 신경이 지나간다.

표피에 살아있는 세포가 없는건 아니다.
 

환상지통(유령통, Phantom Pain)

사고로 팔을 잃었는데도 팔이 아프다는 신호를 느끼는 경우

통증은 세포에서 나오는 통증유발물질이 뇌를 자극해서 생긴다.

대뇌피질에는 특정부위에 대한 아픔이 전달되었을 때 대뇌 또한 특정부위에서 아픔을 받아들인다.

그 부위에 자극이 가면 그 부위에 아픔이 있는 것으로 느낀다.

미국의 신경과학자 V.S. 라마찬드란의 보고에 사고로 팔을 잃은 환자의 이야기가 있다(뇌 속의 유령).

평형감각

3차원적 감각, 몸이 기울어짐을 알게 해주는 것은 귀 속의 유모세포 덕분이다.

중심적 역할을 담당하고 있는 것은 귀의 내이에 있는 삼반규관과 이석기이다.

이들은 모두 털을 가진 유모세포이다.

삼반규관의 유모세포는 림프액 속에 있어 림프액의 움직임으로 털이 움직이고 세포가 자극된다.

그 자극은 회전이나 속도 등 움직임을 느끼는 정보의 전기신호로 바뀌어 뇌에 전달된다.

이석기의 유모세포는 이석을 담은 젤리 상태의 액체 속에 있다. 액체의 움직임으로 유모세포가 일그러지는데 기울어짐 등에 대한 정보가 전기신호가 되어 뇌로 전달된다.

두 평형감각기의 정보는 뇌간 등을 통과해서 타원형인 소뇌에 도달하고 소뇌는 삼반규관과 이석기에서 보낸 정보를 분석하여 몸의 평형을 유지한다.

균형을 유지하는 행위에는 시각 또한 관여하며 기울지 않도록 근육과 관절 등도 동원된다.

시각과의 차이를 막기 위해 키미테 패치를 붙여 귀의 평형감각을 마비시키는 방법으로 멀미를 막는다.

식욕과 뇌

시상은 뇌간의 가장 위에 있고, 많은 소형 신경세포 덩어리가 들어있다. 여러 감각정보는 여기를 경유해서 대뇌 피질의 감각중추 등에 전달된다.

그 밑에 있는 것이 시상하부인데, 이것은 뇌의 거의 중심부에 위치하며 생명의 유지에 필요한 욕망을 낳는다.

욕망 중 하나가 식욕이며 사람은 공복감과 포만감을 반복하며 생명을 유지한다. 식욕을 조절하는 것이 시상하부이다. 시상하부에는 섭식중추와 포만중추가 있다.

섭식중추는 음식을 먹으려는 기능을 갖고 포만중추는 먹는 것을 정지시키는 기능을 가진다.

섭식중추는 시상하부의 바깥쪽에 위치하고 이곳을 자극하면 위 속 상황과는 관계 없이 음식을 끊임없이 먹는다. 자극을 멈출 때까지, 포만 상태가 되어도 멈추지 않는다. 섭식중추가 망가지면, 아무리 심한 공복이더라도 먹으려는 마음이 생기지 않으며 죽음과 직결된다.

쥐의 섭식중추를 자극해주면 비만이 되고 포만중추를 자극해주면 먹지 않는다.

미래엔 전기자극을 사람의 치료에도 사용할지 모른다.

에너지 흡수율이 낮거나, 생활 속에 많은 운동량을 사용하고 있거나 걱정이 많으면 살이 빠진다.

매커니즘의 포인트는 혈액 중의 포도당과 몇 가지의 호르몬.

섭식중추와 포만중추를 조절하는 기전은 포도당 가설과 온도 가설 두가지 기전이 있다.

포도당 가설: 포도당이 올라가면 포만중추를 활성화하는 등의 방법으로, 뇌의 포도당량에 기초해 식욕을 조절할 것이다.

온도 가설: 음식을 먹으면 열이 나므로 온도가 올라가면 섭식중추나 포만중추에 신호를 줄 것이다.

두 가설은 상호보완적이다.
 

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기억의 구분

어린 시절 축구와 농구는 좀처럼 잊어버리지 않는다. 오랫동안 하지 않아도 공을 잡으면 기억이 되살아난다. 자전거 타는 법에 대한 기억과 첫사랑의 추억은 기억으로서 다르다.

절차기억/기술기억: 수영, 자전거를 타는 것처럼 몸으로 익히는 기억

진술기억: 머리로 외우는 기억, 언어나 도형을 기억하는 기억

 -[사건기억과 의미기억]으로 나뉘고 그 둘은 다시 각각 [언어적 기억과 비언어적 기억]으로 나뉜다.

[사건기억]: 기념비적 기억, 첫사랑의 기억/잊지 못할 풍경/얼마 전에 먹은 맛있는 케이크 등

[사건기억]-언어적 기억: '첫사랑의 사람'과 같이 말로서 표현할 수 있는 기억

[사건기억]-비언어적 기억: 잊지 못할 풍경과 같이 말로서 할 수 없는 기억

[의미기억]: 반복해서 기억한 기억, 역사공부/영어단어/문법 등

[의미기억]-언어적 기억: 말로서 나타낼 수 있는 모든 지식, 역사공부

[의미기억]-비언어적 기억: 한번 기억한 그림을 구분할 때 사용, '피카소의 그림이다'

시간과 기억과 뇌의 관계

기억은 보존하는 기간에 따라 세 단계로 구분이 될 수 있다.

단기 기억: 아주 짧은 시간 동안만 기억하는 기억,보통 1분 이내의 기억

단기 기억을 잊었다 해도 '주의부족'정도이지 의학적으로 기억력 저하의 범위에 포함되지 않는다.

근시 기억: 2~3일 전처럼 최근의 기억

원격 기억: 상당히 오래전 기억

기억은 대뇌 변연계와 관계가 깊다.

대뇌 변연계: 원시뇌 구조, 편도핵, 해마, 띠이랑으로 구성된 오래된 뇌, 특히 해마와 그 주변영역이 주로 기억에 관계된다.

원시 뇌: 원시인이나 지금이나(현대인이나) 같은 뇌

근시기억과 해마와의 관계는 해마의 손상사례에 의해 명백해졌다. 해마가 손상된 사람의 경우 1년 전이나 2년 전의 일은 비교적 정확하게 기억하고 있었지만 어제 일이나 그 전날의 일은 정확하게 기억을 하지 못했다. 해마의 손상으로 원격 기억은 정상이지만 근시 기억은 잊었기 때문이다.

해마가 망가지면 기억을 저장하는 작용하는 작용이 강한 타격을 받기 때문에 새로운 일을 기억하지 못한다.

기억이 저장되는 것

기억의 기전이 밝혀지면 무서운 일이 생길 수도 있다.

단기 기억은 바로 사라져 버리므로 저장할 필요가 없고, 절차 기억은 몸으로 익히는 기억이므로 그 프로그램은 소뇌에 저장된다고 보아야 한다. 소뇌가 기억하면, 그것은 몸의 기술이 되어 표현된다.

진술 기억은 다르다. 이 기억은 머리로 외우고 말이나 도형으로 표현하는 종류의 기억이므로 뇌의 어딘가 다른 장소에 모아둘 필요가 있다. 그렇게 하지 않으면, 그런 기억이 필요할 때 도움이 되지 않기 때문이다.

바깥 세계의 정보는 대뇌 피질의 감각중추나 해마를 경유하여 대뇌 피질의 연합령에 보내진다.

어떤 연합령에 보내지는가?는 정보의 종류에 따라 다르다.

시각정보라면 연합령의 후두엽에, 언어정보라면 측두엽에 보내지는 식이다.

이렇게 각각의 영역에 도달한 다음 필요에 따라 기억이 저장된다.

각 영역의 어디에 저장되는가는 아직 밝혀지지 않았다. 굳이 말한다면 진술 기억 중 사건이나 풍경을 기억하는 사건 기억의 경우에는 해마와 그 주변, 시상 전내측부와 전뇌 기저부가 관여하고 있는 것으로 보인다.

해마는 기억을 가지고 가서 분류하는 작업을 하고, 뇌의 다른 장소로 정보를 보낸다. 새로운 정보에 대응해서 기억을 다시 쓰는 장치로서 적합한 기관이다. RAM?

비교적 새로운 기억은 해마나 그 주변에 기억되지만, 원격기억은 측두엽 등 대뇌 피질에 저장된다. 그리고 저장된 기억 중 필요한 것은 남고 불필요한 것은 지워지는데, 그 역할을 담당하는 것도 해마이다.

사람의 기억이 어디에 저장되는가?는 한마디로 말할 수 없다. 정보에 종류에 따라 다양하기 때문이다.

해마가 중심이 되어 기억이 정리된다는 것만이 확실하다.

해마: 8cm, 잠자는 해마(Seahorse, Hippocampus) 모습과 비슷하다.

얼굴 기억의 전문세포

뇌의 구조를 보면 얼굴에 대한 특별한 기억시스템이 작동한다.

측두연합령: 얼굴을 인식할 때 동원되는 부위로, 눈으로 들어오는 시각정보로 그 얼굴이 누구인가를 판단한다.

측두연합령이 손상되면 사물을 봐도 무엇인지를 이해하지 못한다.

안세포: 대뇌(측두연합령)에 존재하는 얼굴에 반응하는 신경세포

안세포가 활동을 시작하는 시기는 생후 2주 후 정도부터.

안세포는 눈에 가장 예민하게 반응하고, 그 다음이 코와 입이다.

얼굴 기억능력은 10세까지 급속하게 발달하고 일단 정지한 다음, 13세 후부터 다시 기억력을 향상시켜 20세 전후에서 절정에 달한다. 그 후로는 서서히 떨어져서 고령이 될수록 상대방의 얼굴을 잘 기억하지 못한다.

워킹 메모리

일상생활에 반드시 필요하다.

대화를 하더라도 상대의 이야기를 일단 기억할 공간이 필요하다.

상황에 따라 장기기억을 불러내거나, 단기적으로 기억하거나, 이야기를 나누기 위해서 기억을 저장해 둔다. 그리고 그 상황이 끝나면 불필요한 기억은 지우고 다시 기억을 저장한다. 이러한 과정을 워킹메모리라 한다.

예를 들어 지갑 속에 만원이 있을 때, 도시락은 5천원, 잡지는 4천원이므로 천원이 남고 살 수 있겠구나 계산하는 동안 숫자들을 기억하는 것

역할이 끝나면 다 잊어버리는 것이 워킹 메모리의 특징

기억: 일상을 통해 빈번하게 드나들어야 한다.

아무런 전략없이 기억되는 것이 단기기억인 것에 반해 워킹 메모리는 목적이 있다.

워킹 메모리는 필요에 의한 기억이다.

건망증은?

사람마다 차이가 많지만 나이가 들수록 많이 생기는 건망증은 50세 이상에서 시작되는 것이 정상이다.

특히 고유명사가 잘 생각나지 않는다.

기억은 시냅스를 통한 신경세포의 조합과 관계가 많다.

나이가 들면 전기신호 자체가 약해지고 신경세포 조합의 변화가 적어지면서 기억력이 저하된다.

건망증과 기억력저하의 차이

건망증은 기억한 것을 꺼내기 위해 필요한 집중력과 검색력이 나이때문에 저하된 것이다.

집중력이 약해져 기억에 대한 명령이 주어질 때, 바로 기억회로를 작동시킬 수가 없게 된다. 기억이 없어지는 것이 아니기 때문에, 기억상실증과는 명확하게 다르다.

해마가 타격을 받으면?

건망증은 일시적인 것이고 가역적이므로 뇌 기능을 잃은 것은 아니다.

나이에 따른 기억력 저하는 신경세포 조합에 그 원인이 있는 것이고, 건망증은 기억회로로 보내는 명령이 집중력 부족으로 잘 되지 않는 것이었다. 하지만 기억상실은 이제까지의 기억을 갑자기 잃어버리는 등 과거의 사건을 전혀 기억하지 못할 수도 있다. 원인은 아직 밝혀지지 않았지만 해마의 손상이 원인이라는 설이 유력하다.

기억상실증은 건망증과 다르다. 아마 해마의 타격이 원인으로 생각된다.

기억상실증의 기간 또한 정해진 것이 아니고 다양한 형태로 나타난다.

간질: 뇌 종양과 기생충 등이 원인

30년 전 미국에서 심한 간질 발작으로 고생하던 젊은 청년이 해마 주변의 넓은 부위를 절제하는 수술을 받았다. 그러자 그는 담당의사의 이름도 잊고 화장실가는 길도 잊었다. 2-3일간의 기억이 싹 사라졌지만 외견 상으로는 정상인과 비슷했다. 원격기억은 비교적 선명하게 기억했지만 이후의 새로운 일은 기억하지 못했다. 상당히 이전의 일만 기억했다.

이 사례를 통해 해마의 역할이 밝혀졌다.

뇌가 장기간 스트레스를 받으면 → 투쟁하기 위해 생산하는 호르몬 중 글로코코프티고이드가 뇌세포를 파괴 → 해마의 노화 촉진 → 기억상실

기억상실은 병이나 사고로 일어나며 원인은 한 마디로 단정할 수 없다.

기억의 제거능력

근시 기억이나 원격 기억은 시냅스에 저장된다. 시냅스의 수가 많고 유연할수록 기억 용량이 크다.

하드디스크의 용량이 커 봤자 색인이 잘 되어 있지 않다면 정보들은 무의미하게 방치될 수 있다.

머리에도 용량의 한계가 있기 때문에 중요하지 않은 것을 잘 잊어버리는 것도 재능이다.

건망증과 불필요한 기억을 잘 골라 잊는 능력은 차이가 잊다.

효율적 기억력을 갖는 데에는 단기 기억과 워킹 메모리가 중요하다. 필요한 기억을 일시적으로 기억해버리고 불필요한 기억은 빨리 지울 수 있어야 한다.

뇌 속에 새로운 기억 저장을 위한 빈 공간을 만들어 주는 것이 중요하다.

중요한 기억은 원격기억으로 전환: 첫 번째 사랑과 일곱 번째 사랑은 다르다

잊었던 기억이 때와 장소에 따라 생각날 때

가끔 맛있는 음식을 먹을 때 어머니의 손맛이 생각나는 경우: 특정 계기가 있으면 생각이 난다.

자전거나 스키타는 방법을 기억하는 것: 절차기억 중 기술기억

오랜 옛날 일을 쉽게 기억해낸다는 점에서는, 진술 기억도 마찬가지다.

잊었다 생각하지만 실제로는 잊지 않는 것이다. 무의식세계에 가라앉은 상태를 의식세계로 떠오르게 하면 된다. 기억 상실증에 빠졌던 사람들이 자신이 잘하던 몸으로 하는 행동을 수행한다.

한 때 많이 사용해서 활동이 활발했더라도 시냅스의 성능이 떨어져 정보의 소통이 잘 되지 않으면 잊는 경우가 있다.

새로운 일에 도전하고 다른 루트를 사용해도, 회로의 활동이 다시 살아나 잊었다고 생각한 기억이 되살아날 수도 있다. 따라서 풍부한 경험을 하는 것이 중요하다.

꿈은 왜 일부만 기억하는가?

오줌을 싸는 경우와 같이 꿈은 일상생활과 연관이 있기는 하지만 과학적으로 밝혀진 내용이 별로 없다.

사실 꿈에 등장하는 인물과 풍경이 자신이 아는 사람이나 언젠가 본 풍경일 경우가 많으므로 현실과 전혀 관계가 없진 않다.

꿈은 기억의 재생이다. 자신이 생각하지 않은 것이 꿈으로 나타나는 경우는 거의 없다.

꿈과 소망: 자기가 원하는 꿈을 꾸게 된다.

꿈과 기억: 뇌에 기억된 내용들이 비벼지고 상상이 첨가된 것이다.

공포나 불안감이 꿈으로 나타나 무서운 꿈을 꾸는 경우도 있다.

꿈을 기억하지 못하는 경우: 꿈은 항상 꾸지만 모든 꿈을 기억하지는 않는다. 현실세계에서 이루어지지 않는 것들이 꿈에서는 가능하고, 현실에서 이루어지지 않는 것들에 관한 꿈을 꾸었을 때는 대부분 그 내용을 자세하게 기억하지 못하는 경우가 많다.

꿈은 확실히 현실을 반영하므로, 현실과 동 떨어질 때 기억을 잘 하지 못한다.

다시 말해 꿈은 확실히 현실을 반영하지만 그것이 현실에 공헌하는 일은 거의 없으므로, 또 꿈 속의 현상이나 행동은 현실의 삶과 동떨어져 있으므로 대부분 꿈을 기억하지 못한다.

슈퍼 기억술이란?

궁극의 기억술.

일반적으로 기억술이란, 영어 단어를 통째로 외우거나 역사 연대를 기억하는 것으로 해석된다. 물론 그런 기억도 나름대로 도움이 되고 진술 기억이라 할 수 있다. 실리적 기억도, 그렇지 못한 다양한 진술 기억도 연상을 이용하면 잘 기억이 된다. 흥미가 있는 사물과 연결시키면 쉽게 기억할 수 있는 것이다.

연상들이 치밀하게 네트워크를 형성하는데, 네트워크가 치밀하면 치밀할수록 머리가 좋다고 할 수 있다. 하나하나의 사건이나 지식을 체계적으로 이해하는 힘은 연상에 뿌리를 내리고 있다. 이를 이용해야 한다.

현실 생활에서 기억은 이해력이나 판단력과 분리해서 생각할 수 없다.

전문용어를 기억하려고 했을 때, 많은 경우 그것은 전문용어에 흥미가 있어서 기억하려 하는 것은 아니다. 확실한 목적이 있기 때문이다.

사람의 기억력 향상에는 집중력이 중요하다. 시험이 임박할수록 기억력이 향상되는 이유는, 목적의식이 뚜렷해 집중력이 높아지기 때문이다.

사람의 기억은 여러 개념이나 지식이 네트워크식으로 배열되어 유지되는데 그 중에서 하나의 언어를 처리하면 그것과 연관된 언어가 연상된다. 이러한 연쇄반응이 어느 특정한 기억의 총체로서 재현된다.

결국 목표를 갖고 집중하며 연상을 활용하는 방법이 기억력을 상승시킬 수 있는 방법이다.

3일만에 읽는 뇌의 신비 - 야마모토 다이스케 지음, 박선무.고선윤 옮김/서울문화사