뇌가 뇌를 연구하는 뇌 과학의 간략한 역사와 동향

인간의 뇌는 척수와 함께 중추신경계다. 뇌는 부피 약 1500cc 무게 1.5㎏ 정도로 체중의 2%밖에 안 되지만, 포도당의 75%, 심장에서 보내지는 산소의 15%를 소비한다. 운동보다 머리를 쓰는 것이 훨씬 에너지 소모가 많다. 인간의 정체성을 형성하는 이성과 감정, 인식과 마음은 뇌가 없으면 없다. ‘우리는 우리 뇌다.’라는 말이 나오는 이유이기도 하다. 인간이 보이는 행동들이 뇌의 특정 작용 때문이라는 연구 결과들이 쏟아져 나오고 있다.

뇌 과학은 뇌가 인간의 생각과 행동과 어떻게 연결되는지를 밝혀내려고 한다. 우리는 커피 잔을 들고 이것이 커피 잔이라는 것을 어떻게 아는지, 왜 우리는 어떤 사람을 좋아하고 싫어하는지, 왜 기분이 우울한지 등을 묻는다. 분명한 것은 인간의 모든 의식과 행위가 뇌와 연결돼 있다는 점이다. 예술, 철학, 종교는 모두 뇌 과학의 탐구 대상이다(중앙일보, 2014.12.15.).

1906년 노벨생리의학상을 받은 산티아고 라몬 이 카할(Santiago Ramon y Cajal, 1852~1934)은 뇌에 여러 종류의 신경세포가 존재하며, 신경세포가 ‘시냅스’(synapse)라는 연접 부위로 연결되어 있다는 것을 처음으로 발견했다.

뇌는 다양한 유형의 세포로 구성되어 있다. 약 860억 개에 달하는 인간 뇌세포의 지도가 2023년 나왔다. 인간의 뇌세포를 총 3000가지 유형으로 분류했다. 침팬지는 인간과 비교적 최근에 공통 조상에서 분리되었지만 뇌세포는 인간보다는 고릴라와 더 유사하다는 것을 확인했다.

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf1226

2020년 미국신경과학회 학술지인 「신경과학저널(Journal of Neuroscience)」에 미국신경과학회 설립연도인 1969년을 기준으로 뇌 과학 연구 50년을 돌아보고, 향후 50년 간 일어날 뇌 과학 연구를 예측하는 논문이 발표했다. 1970년 버나드 카츠(Bernard Katz, 1911~2003), 울프 오일러(Ulf Svante von Euler, 1905~1983)와 줄리어스 액설로드(Julius Axelrod, 1912~ 2004)는 신경전달물질이 시냅스에서 유리되는 것을 밝혀내어 노벨생리의학상을 받았다. 이로부터 약리학으로부터 독립한 신경과학이라는 새 분야를 열게 되었다. 그동안의 뇌 과학은 ‘관찰의 시기’였다. 많은 지식을 축적하였고, 이를 활용하는 것이 가능해졌다. 뇌 과학 연구는 ‘해석과 활용의 시대’로 가고 있다. 즉 신경생물학 중심에서 인지과학과 뇌 공학 중심으로 변화하고 있다.