커넥톰, 뇌의 지도 part 2

시냅스의 생성
60년대까지는 어른이 되면 시냅스가 더 이상 생성되지 않는다고 생각했다. 하지만 오늘날 이 가정은 완전히 폐기되었다. 어른이건 아이건 뇌는 가지치기를 하고, 동시에 새로운 시냅스도 만든다.

 

유전자와 뇌

유전자는 우리 몸의 단백질에 대한 정보를 가지고 있다. 이 단백질 중에는 뉴런의 기능과 관련된 것들도 많다. 일란성쌍둥이는 IQ도 비슷하다. 쌍둥이 중 하나가 자폐증을 보이면, 나머지도 자폐증을 보일 가능성은 60~90퍼센트이다. 유전자는 뇌의 기능에 큰 영향을 끼친다.

 

결정적 시기

시냅스는 유아기에 급격하게 늘어난다. 시냅스는 유아기에 순생성 되고, 청소년기에 순제거 되어 60%까지 줄어든다. 성인이 되면 시냅스는 생성과 제거가 균형을 이룬다. 뇌졸증 환자에게는 사고 이후 최초의 3개월이 결정적 시기다. 뇌기능은 대부분 이 시기에 회복되고, 이후에는 회복 정도가 작다.

 

자폐증

유아기에 전두엽이 너무 빨리 성장하면 자폐증에 걸린다.

 

커넥톰을 변화시킬 수 있을까

식이요법으로 체중을 감량할 수 있다. 하지만 감량된 체중을 장기적으로 유지하는 사람들은 고작 5~10퍼센트에 불과하다. 늑대소년은 구조된 후에도 언어를 배울 수 없었다. 언어습득은 결정적인 시기가 존재하기 때문이다. 이 시기는 아마도 시냅스가 폭발적으로 성장하는 시기와 관련이 있을 것이다.

 

조각가

세포들은 조각가처럼 행동한다. 재료를 보태기보다는 파내서 없애버린다. 태아의 손가락은 자라나는 것이 아니다. 손세포들이 떨어져 나가는 것이다. 떨어지지 않고 남아있는 부분이 손가락이다. 유아기에 시냅스가 폭발적으로 성장하고 줄어드는 과정도 바로 이 조각가가 벌이는 일이다.

 

백색질

뇌피질에는 뉴런의 수상돌기, 축삭, 시냅스가 다 있다. 하지만 안쪽의 백색질에는 축삭돌기만이 존재한다. 백색질에는 오직 전선만이 있다. 

지구에서 달까지 거리의 4분의 1일

백색질의 축삭돌기들은 대부분 근처의 뉴런들을 연결한다. 하지만 전체의 10분의 1일 정도는 그렇지 않다. 일부는 백색질을 거쳐 먼 영역까지 도달한다.축삭돌기의 전체길이는 15만 킬로미터, 지구에서 달까지 거리의 4분의 1일이다.

 

전선의 피복

축삭들은 전기신호를 전달한다. 신호의 중첩과 소실을 막아야 한다. 수초는 전선의 피복과 같은 역할을 한다. 아래 그림 속에 까만 테두리 안에 점들이 축삭들이다. 축삭들이 다발을 형성하여 이동하는 이유는 그것이 더 효율적이기 때문이다.

커넥톰을 변화시킬 수 있을까?

우울증약들이 신경전달물질에 작용하는 게 맞다면 즉각적인 효과가 나타나야 한다. 하지만 효과가 나타나기까지 2~3주 정도 시간이 걸리는 경우가 많다. 그 시간들은 뇌가 변화하는 데 걸리는 시간이다. 플루옥세틴(프로작)은 해마에서 새로운 시냅스와 뉴런들을 생성시킨다. 

 

파스칼

확률이론을 발견한 파스칼은 같은 시기에 종교적 체험('불의 환영')을 한다. 그 후 파스칼의 관심분야는 철학과 신학이 된다. 그는 종교를 믿어야 하는 이유를 이렇게 증명했다. '신이 정말 있다면 신은 영생과 행복을 약속한다. 따라서 그 가치는 무한대이다. 신이 있을 가능성이 0보다는 크다면, 종교의 효용은 무한대에 0보다 큰 값을 곱한 것이므로 역시 무한대가 된다'

 

뉴런은 다르다

뉴런은 모두 같다는 가정은 잘못된 것이다. 뉴런들은 각기 다른 특징을 가지고 있다.

 

인간의 정의

종교에서 인간은 영혼이다. 생물학과 신경과학에서 인간은 기계다. 컴퓨터공학에서 인간은 정보 뭉치다.

 

커넥톰과 세계

제자가 묻는다  '스승님 개울물은 왜 흐르나요?' 스승은 대답한다. '땅이 물에게 흐르는 것을 가르치기 때문이다'  제자가 묻는다 '스승님 협곡은 왜 저리도 깊을까요?' 스승이 대답한다. '물이 땅이 움직이는 것을 가르친단다'