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신경가소성 - 일생에 걸쳐 변하는 뇌와 신경계의 능력 ㅣ DEEP & BASIC 시리즈 3
모헤브 코스탄디 지음, 조은영 옮김, 김경진 해제 / 김영사 / 2019년 11월
평점 :
평소 #뇌과학 에 관심이 많다. 우리의 뇌는 어떻게 움직이며 어떻게 변화를 가져오고 인간의 성장및 심리작용에 대해 어떤 영향을 끼치는지...
그럼 과연 #신경가소성 은 무엇일까..?
신경가소성(Neuroplasticity)은 인간의 두뇌가 경험에 의해 변화되는 능력을 말한다.
즉 뇌가 성형적(plastic)이고 순응성이 있다(malleable)는 것이다. 이러한 두뇌의 특징은 꽤 현대에 와서야 발견되었다.
우리의 뇌는 경험에 대한 반응으로 자기 스스로를 (한계 내에서) 재설계할 수 있는 능력을 진화시켜 왔다.
해부학적 뇌 구조의 가소성 덕분에 개개인의 활동에 적합하도록 뇌를 맞춤 설계를 하는 게 가능해졌다.
뇌는 신경세포(뉴런)와 신경교세포가 연결되어 구성된다. 학습은 신경세포 연결 길이의 변화, 연결의 추가 또는 제거, 그리고 새로운 신경세포의 형성을 통해 일어날 수 있는데, 가소성은 바로 이러한 학습과 관계가 있다.
뇌 신경가소성이란 뇌의 신경경로가 외부의 자극, 경험, 학습에 의해 구조 기능적으로 변화하고 재조직화 되는 현상이다.
신경경로는 일생을 통해 끊임없이 변하며, 새로운 언어나 운동기능의 습득이 왕성한 유년기때 사용되는 새로운 신경경로의 활동성이 최대치를 보인다.
성년기나 노년기에는 그 잠재성은 약간 감소하지만, 여전히 새로운 언어나 운동기술을 어느 정도의 수준까지 습득할 수 있는 일정한 수준의 뇌신경 가소성을 일생동안 유지한다.
과거 과학자들 사이에서 두뇌는 유년기 같은 초기 단계의 중요한 기간 이후에는 변경되지 않는다고 믿어졌다.
1800년 말엽까지는 척추동물의 뇌에 있는 모든 뉴런들이 배아 발생기 동안이나, 아무리 늦어도 유아기 동안 다 형성된다고 생각되었다.
감각 경로는 중요한 시기 이후로 고정되어 있고, 그 시점을 지나면 뇌는 뉴런을 상실할 수만 있을 뿐 절대로 다시 만들 수는 없다는 전통적인 믿음을 가졌던 것이다.
20세기에 들어와서도 뇌의 하부 신피질 영역의 구조는 아동기 이후로 불변 이라는 생각은 변함이 없었다. 그러나 의미 있는 학습은 연결 길이의 변화에 의해서 이뤄지고, 해마와 치상돌기 회와 같이 기억의 형성에 관련된 영역과 성인기까지 새로운 뉴런들이 계속해서 생성되는 곳은 큰 가소성을 지닌다는 것이 대다수의 의견이었다. 그러나 점차 예외가 발견되었다.
여러 연구들은 환경적인 변화가 현존하는 뉴런 사이의 연결을 수정하고, 해마와 소뇌를 포함한 다른 뇌 부분의 신경조직발생을 통해서 행동과 인지를 바꿀 수 있다는 것을 밝혀내었다.
여러 분야의 전문가들을 연구해 온 인지심리학자들은 서양장기 두기나 십자단어 맞추기 같은 특정 기술을 열심히 연습하는 사람은, 비록 다른 기술도 반드시 그렇게 되는 건 아니지만, 그 열심히 연습한 기술에 더욱 더 숙달되게 됨을 보여주었다.
아마도 무언가에 대한 전문지식을 발달시키는 것은 뇌를 변화시켜 그 필요한 능력들을 향상시키게 되는 것 같다.
몇몇 사례를 통해 특정 종류의 전문지식과 관련된 뇌의 변화가 확인되었다.
신경가소성은 분자 활동과 개별세포 기능이라는 가장낮은 수준에서부터, 신경세포 집단과 넓게 확산된 신경망이라는 중간 단계를 거쳐 뇌 차원의 시스템과 행동이라는 가장 고차원적인 수준까지 신경계 조직의 모든 단계에서 다양한 형태로 발휘된다.
신경가소성은 평생에 걸쳐 지속적으로 나타나기도 하고 특정시기에만 일어나기도 하며, 여러 유형이 동시에 또는 별개로 유도 될 수 있다.
일반적으로 신경가소성은 크게 기능적 가소성과 구조적 가소성으로 나눌 수 있다.
기능적 가소성은 신경세포의 기능중에서도 신경자극의 빈도나 화학 신호의 방출률 (둘 다 시냅스 연결을 더 강하게 또는 약하게 만드는 작용을 한다.) , 또는 신경세포 집단의 동시점화와 같은 생리적 측면에서의 변화와 연관된다.
반면 구조적 가소성은 새로운 신경섬유 가지와 시냅스가 형성될 때, 또는 새로운 세포가 자라고 추가될 때 수반되는 특정 뇌 영역에서의 부피 변화를 말한다.
이 책에서 저자 모헤브 코스탄디는 우리의 행동과 경험에 따라 뇌가 어떻게 변하는지 보여주면서 신경가소성의 개요를 간결하고 매력적으로 보여준다.
신경과학 분야에서 진행된 주요 연구 및 실험 방법과 기술, 그리고 지금까지 뇌에 관한 우리의 견해가 진화해 온 과정에 초점을 두고 우리를 대상으로 신경가소성에 관해 반드시 알아야 할 내용을 정리했다.
가소성이라는 개념의 간략한 역사에서 시작하여 발생 가소성, 시냅스가소성, 신경회로의 재배선, 신경계통 손상의 재활, 감정조절, 중독, 통증에 이르는 내용을 재미있게 설명했다.
한편의 뇌과학 논문을 읽는 듯 했지만 유용한 지식이 많은 책이었다.
📖 책속으로 :
2개 국어의 사용은 왼쪽 아래마루소엽에서 회색질의 밀도 증가와 상관관계를 보였고, 언어를 배우는 시기에 따라 뇌의 변화 정도에는 차이가 있었다. 또 피아노 연습은 뇌의 백색질 신경로를 바꾸었으며, 공수도 검은띠 보유자는 대조군보다 운동겉질과 소뇌의 백색질 신경로가 훨씬 컸다.
이처럼 이 책에서는 소규모 전문가 집단과 아마추어 또는 신참자를 비교하는 연구를 통해 언어 학습, 음악 훈련, 운동, 지식 등이 뇌를 어떻게 변화시키는지를 보여준다.
#책리뷰