뇌와 공부(뇌훈련의 가치)
뇌에 대하여 1.
제목에 있는 그림은 '호문쿨루스'라고 불리는 모형(모델)인데 '왼쪽'에 있는 모델이 '감각' 호문쿨루스이고 오른쪽에 있는 모델이 '운동' 호문쿨루스이다. 대뇌(뇌의 구성상 앞부분) 피질(겉면)이 담당하는 영역을 크기 비율에 따라 신체기관을 표현한 뇌가 감각과 운동 영역에서 어느 신체기관에 대해 어느 정도로 영역을 할애하고 있는 지를 잘 보여주는 그림이다. 중추신경 중 척수(척주 안에 든 신경다발-척수가 두 개 골 쪽으로 진입하여 양말 머리 부분을 뒤집듯 뒤집은 게 뇌라고 생각하면 됨, 구조 조직인 백색질과 실질 신경조직인 회색질의 안과 밖이 바뀌게 됨.)에서 두개골로 진입할 때 소뇌 앞쪽의 연수라는 곳에서 좌우 신경다발의 교차가 일어나 우뇌는 우리 몸의 왼쪽을 좌뇌는 우리 몸의 오른쪽을 담당하게 된다.
뇌는 인간의 생명유지를 위해 절대적으로 중요한 조절 기관이지만, 아직까지 상당히 밝혀지지 않은 부분이 많다. 얼마나 모르는 지를 모르기 때문에 아는 것이 얼마나 되는지도 모를 정도로 절망적으로 치밀한 기관이다. 우리 몸의 근육은 크게 3가지 정도로 구분되는데 이 근육들은 현미경으로 확대만 해서 보더라도(조직들을 구분하기 위해 그에 맞는 염색은 필요하지만) 이것이 내 의지대로 움직여지는 골격근인지, 심장을 담당하고 있는 근육인지, 소화기관의 한 부분을 담당하고 있는 근육인지 눈으로 보고 판단할 수 있고 어떤 역할을 하는지 알 수 있다. 또 간의 세포, 위의 샘 세포, 비장(지라) 조직 등을 확대하여 보면 이 세포들의 호르몬이나 소화액 분비 작용이 어떻게(세포에서 물질을 뿜어내는지, 세포 일부분이 떨어져 나가는지, 세포 자체가 탈락해서 와해되는지 등) 일어나는지 등을 현미경을 이용한 육안 관찰만으로도 알 수 있다. 단지 크기를 키워서 보는 일 만으로 해당 기관(organ)이 우리 몸에서 하는 역할을 특정하고 문제가 생겼을 때 대처할 수가 있다는 것이다.
그에 비하여 뇌는 해부학 내에서 구조적으로는 형태적으로 영역을 구분(대뇌, 소뇌, 뇌간, 연수 등)했지만, 해당 영역들이 생명유지를 위해 어떤 역할을 하는지 알아낸 부분이 있는 정도이다. 아래 글에서 간단하게 잘 설명해 놓았다.
https://blog.naver.com/hello_health/222303057028
뇌는 항상성 유지(homeostasis)라고 불리는 생명활동에 절대적인 역할을 담당하고 있다. 체온이 36.5도씨에서 벗어나지 않게 하는 것, 혈압이 특정 범위를 넘지 않게 하는 것, 피 안의 당류 농도가 특정 범위보다 낮아지거나 높아지지 않게 하는 것, 생명이 위험할 경우 아드레날린(에피네프린)이라는 호르몬을 분비하여 사람을 각성 상태로 만드는 것, 혈류의 속도와 저장량을 조정하고 혈장의 구성비를 조절하는 것, 산소포화도를 조절하는 것 등 우리가 알지 못하고 느끼지 못하는 사이에도 우리를 살아있게 하기 위해서 수많은 정보를 우리 몸에서 취합하여 다시 몸으로 피드백을 보내고 있다. 근육의 대부분이 쌍을 이루고 있는데 내가 팔을 편 채로 있을 수 있는 것은 아주 단순하게 봤을 때 상완삼두근과 상완이두근이 같은 힘의 정도로 수축이 되어있기 때문이다(힘의 균형이 깨지는 쪽으로 팔을 굽히거나 펴게 됨). 이것은 근육 안에 있는 용수철 모양의 감각신경이 근육이 당기는 정도를 늘 측정하고 있기에 뇌는 그 정도를 비교하여 근육의 수축 정도를 조절(주로 신경전달물질을 이용)하여 팔이 움직이는 운동을 하게 된다.
이렇게 겉으로 보이는 부분들은 주로 실험동물에게 행해진 절제술이나 강제적인 자극을 이용하여 중추신경계와 말초신경계의 연관성과 역할을 연구할 수 있었다. 예를 들면 소뇌를 제거했을 때 생명체에서 나타나는 결핍을 조사하면 소뇌의 역할을 알 수 있고, 특정 영역을 자극했을 때 변화가 있는 경우, 이 부분이 이쪽의 움직임을 담당하는구나, 대뇌피질을 제거했을 때 특정 감각의 인지에 무리가 생기면 그 부분이 감각의 어느 부분을 담당하고 있구나 이렇게 알게 된 것이다.
하지만, 문제는 학습과 기억에 관한 것을 조사하는 방법이었다. 뇌의 역할은 위에서 설명한 생명유지와 운동 발생 등도 있지만 분명 새로운 것을 학습하고 그것을 기억하는 역할, 감정을 발휘하게 하는 역할도 하고 있다. 실험동물을 통한 조사는 대화가 불가능하기 때문에 특정 부분의 자극이나 결핍이 있다고 하더라도 지식의 전수와 깨달음, 사고 등 무형의 가치(유산)에 대해서 뇌가 어떻게 인지(학습)하고 저장(기억)하는지에 대해서는 연구에 상당한 어려움이 있었고 과학기술이 발전한 지금도 의견이 분분한 상태(생명활동과 영혼 등에 대한 부분도 포함하여.)이다.
근래는 우리가 활동을 할 때, 전기적 신호와 뇌파를 측정하고 탐지할 수 있게 되었다. 이것을 통하여 오래전부터 주장되었던 논리적인 좌뇌-감각(창의)적인 우뇌에 대한 반박이 나오기도 하고, 우리 뇌가 지식적인 학습을 할 때 전기적 신호량의 변화 측정을 통해 전형적인 모델로 주장되었던 시냅스 이론(뇌신경세포 말단 수상-나뭇가지 모양-돌기의 확장과 발전)에 대항하는 거대 수상돌기 이론이 나오기도 했다. https://www.dongascience.com/news.php?idx=21863
시냅스 가설과 거대 수상돌기 가설 중 어느 것이 옳은 이론인지는 알 수 없지만, 어쨌든 지적인 학습(생각)을 할 때 학습과 관련된 뇌의 특정부위가 발전하게 된다는 것이다. 우리가 끊임없이 학습을 해야 하는 이유가 여기에 있다. 뇌의 크기가 자라는 것은 만 3세 정도라고 하지만 뇌의 발전은 평생에 걸쳐서 이룰 수 있다. 위에서 설명한 대로 뇌는 우리가 감각을 느끼게도 하고, 생명을 유지해주며, 감정을 느끼게도 해주는 인간 삶에 있어서 아주 중요한 기관이다. 공부는 이 중요한 기관(뇌)을 끊임없이 단련하고 쓰는 방법이라는 것이다. 근육은 운동을 하면 발달하고, 운동을 하지 않으면 소위 근손실이라고 하는 현상이 나타나 소실된다. 쓰지 않으면 약해지는 것이다. 뇌도 근육과 같다. 우리 몸은 엄청나게 효율적인 시스템으로 운영되고 있기 때문에 쓰지 않는 부분은 '필요가 없다.'는 판단을 하게 되고 점점 기능이 약해지게 된다. 공부를 하지 않으면 근손실과 같은 '뇌 손실'이 일어나는 것이다. 최근에는 '뇌섹남', '뇌섹녀'라고 해서 뇌가 섹시한 사람이라는 표현도 생겨나고 있는데 이 센스라는 감각은 타고나는 부분도 있지만 많은 상황에 대한 경험과 지식을 통해서 성장하기도 한다. 필자의 글 전반에서 다루는 공부는 단순 수학 공부, 영어공부 등 특정 학업에 대한 공부가 아니다. 생각하고 고민하고 머리를 쓰는 행위 자체를 해야 한다는 것이다.
다음 주제에서는 소뇌에서 일어나는 운동학습의 과정과 치료과정에서 약물 내성 발생과정을 통해 우리 몸이 얼마나 교활하고 효율을 따지는 지 알아보고 또, '뇌 손실'의 결과로 나타나는 치매에 대한 내용(현상과 결과)을 다뤄보고자 한다.
그림출처. https://learnsomatics.ie/how-your-brain-sees-your-body/
