이 책은 저자가 추구했던 (부제) "What It Does, How It Works and How It Affects Behaviour"를 백프로 달성한 성실한 책이라고 말하고 싶다. 그래서 뇌를 공부하려고 할 때 기본 텍스트로 삼으면 좋을 것이다. 뇌라는 것이 무엇이고 어떻게 작동하고 행동에 어떤 영향을 주는지, 정성스럽고 시원시원한 삽화가 이해를 돕는다. 이 책의 도움을 받고서 나는 그동안 어렵게만 느껴졌던 시상, 시상하부, 편도체, 바닥핵, 소뇌, 대뇌겉질, 해마 등 뇌 부위에 대해 어느 정도 친숙해질 수 있었다. 내 어깨에 떡하니 올려져 있는 이 머리 속에 도대체 어떤 일이 벌어지고 있는지 의식하는 건 새로운 경험이다. 특히 이마엽, 마루엽, 측두엽, 뒤통수엽으로 구성된 대뇌겉질이 얼마나 소중한지 알게 되었다. 지성과 사고를 담당하는 이 부분에서 감각, 지각, 기억, 생각, 행동이 운영된다니, 그저 놀라울 따름이다. 그 중에서도 우리는 이마엽을 잘 지켜야겠다. "우리의 지성이 머무는 자리이자 개성이 자리잡고 있는 위치"가 바로 이마엽이기 때문이다. 또한 노화가 진행될 때 가장 먼저 망가지는 부위이기도 하다. 사람의 뇌에는 평균 천억 개 정도의 뉴런이 있고 중추신경계에서 뉴런을 지원하고 보호하는 신경교세포가 있다. 뇌는 바로 뉴런과 신경교세포라는 이 두 가지 유형의 세포로 구성되어 있다고 보면 된다. 뉴런에 있는 세포체는 모든 유전정보와 에너지를 보관하고 저장하고 있으며, 세포에서 뻗어나온 축삭돌기가 수신기가 되어 다른 뉴런들의 정보를 파악하여 처리하고 있다고 한다. 더 놀라운 것은 우리 몸에서 가장 긴 뉴런이 척수 아래쪽에서 엄지발가락까지 하나로 이어져 있는데 이 세포 하나가 1미터라고 한다. 나는 고등학교에서 문과를 공부했지만, 그렇다고 해도 뇌에 대해서 이렇게 모르고 있다니 정말이지 생각하면 할수록 우리나라 교육에 대해 화가 치민다. 이렇게 중요한 우리 몸, 그 중에서도 뇌에 대해 거의 지식이 없는 상태로 내가 50년 가까운 세월을 살아왔다니 어처구니가 없는 노릇이다. 자기돌봄 이라는 키워드가 트렌드로 자리잡고 있는 요즘인데, 자기 뇌를 아는 것에서부터 자신을 사랑하고 가꾸기를 시작해야 하는 거 아닌가 말이다. 요즘 자라나는 세대들은 좀 낫겠지? 각설하고, 뉴런은 사람 체중의 단지 2퍼센트에 지나지 않지만 우리가 사용하는 에너지의 20퍼센트를 쓴다는 사실. 각 뉴런이 필요에 따라 정교하게 협동하면서 흥분하고 유지기로 들어갈 때 펌프질하는 그 에너지가 상당하다고 한다. 뇌에는 엄청난 신경회로들이 전기적이고 화학적인 복잡한 방식으로 작동하고 있다. 그 신경 사이 접점은 10의 14승 개 정도로 추산된다고 한다. 이것이 바로 시냅스(synapse)다. 신경회로는 전기적이라기보다는 주로 화학적으로 서로 소통하고 있다고 하는데 신경전달물질이 중요한 역할을 한다. 언론에서 많이 등장하고 있어 익숙한 신경전달물질. 파킨슨병과 관련되어 있다는 도파민, 알츠하이머병에 걸린 사람들에게 농도가 매우 낮다는 아세틸콜린, 우울증과 연관이 되고 소화계와 연관이 많은 세로토닌( serotonin) 등은 흥분성 신경전달물질이다. GABA(감마 아미노뷰티르산)는 반대로 억제성 신경전달물질이다. 이것 없이 흥분성 물질들만 있다면 뇌는 아수라장이 된다고 한다. GABA는 쉽게 말해서 우리 뇌의 스위치를 꺼서 뇌 전체에서 신경충동이 일어나는 횟수를 줄이는 역할을 한다. 여기에 문제가 있으면 발작, 간질로 고통을 받을 수 있다. 신경전달물질이 마약 등 향정신성 약물에 의해 어떻게 통제되는지에 관해서도 이 책은 아주 상세히 다루고 있다. 뇌가 우리 몸을 통제하는 방식은 신경계와 내분비계를 통해서다. 신경계는 바로 뉴런을 통한 신경회로 작용으로서 매우 빠른 경로로 이루어지지만, 내분비계는 호르몬을 혈류로 분비함으로써 몸에 비교적 느리게 영향을 미친다. 몸의 모든 호르몬 작용은 시상하부 끝에 달린 뇌하수체가 관할한다. 혈류를 타고다니는 호르몬은 일반적으로 몸 구석구석에 영향을 미치지만, 이자에서 분비되는 인슐린은 거꾸로 뇌의 노화와 치매를 가속화하기도 한다. 스트레스 호르몬인 코르티솔도 흥미롭다. 우리 몸을 각성시키고 준비시키는 코르티솔은 우리가 계속 스트레스를 받으면 수치가 높아져 당뇨병, 체중증가, 심혈관질환, 불임, 치매를 유발할 수 있다고 한다. 이와 관련하여 아동기 초기의 학대나 방임 등의 심각한 스트레스가 중년기와 노년기 기억장애와 관련 있다는 연구들도 있다. 코르티솔 수치를 적절히 조절해 주는 역할을 해마가 맡고 있는데 해마의 뇌세포가 파괴되면 코르티솔 수치가 제멋대로 올라가게 된다. 스트레스는 그것으로 끝나지 않는다. 응급상황에 대처하는 교감신경계를 교란시켜 심박수 증가와 소화를 늦추는 방식으로 결국 우리 몸의 생리적 과정을 희생시키게 된다고 한다. 다행스러운 것은 우리가 스트레스 유발요인을 스트레스로 인식할 때만 스트레스가 된다는 점이다. 그러니 교감신경계보다는 부교감신경계가 작동하도록하는 노력이 평소에 필요하다. 참고로 저자는 스트레스의 결과 아드레날린 분비로 투쟁-도피 반응을 활성화시키는 교감신경계가 작용할 때는 격렬한 운동으로 대응하는 것이 가장 실용적이고 간단한 해법이라고 한다. 기억에 대해서도 이 책은 많은 부분을 할애하고 있다. 기억을 형성하는 것은 해마가 주로 맡고 있지만 기억 자체는 대뇌겉질 구석구석에 저장되고 있다고 한다. 자기가 해야 할 일을 깜박하지 않는 기억능력을 미래예측기억(prospective memory)이라고 하는데 이마엽이 이것을 관장하고 있다. 기억에서 중요한 뇌 부위는 해마, 대뇌겉질(특히 이마엽)이다. 그리고 기억에 감정이라는 색깔을 입혀주는 것은 편도체이다. 한편, 자전거타기나 피아노치기 등 운동기억과 관련된 근육기억(muscle memory)은 독립적인 기억시스템인 소뇌가 맡고 있다. 저자는 기억을 오래 살리기 위해서는 잠자기 바로 전에 일기쓰기를 권한다. 아무래도 우리가(반평생 살아버린 입장에서) 가장 관심사로 꼽을 수 있는 것은 뇌를 건강하게 유지하는 법일 것이다. 비결은 심장과 혈관의 건강이라고 한다. 심혈관계는 뇌로 영양분을 실어나르고 뇌를 손상시키는 독소를 제거하는 필수적인 역할을 하기 때문이다. 뇌를 젊게 유지하는 것이 노화를 지연시키는 길이라고 볼 때 결국 신체활동을 꾸준히 하는 것이 뇌건강에 좋다는 것이다. 몸이 건강하면 뇌와 정신이 건강하다는 것은 만고의 진리인 셈이다. 이 책은 2013년 오바마 대통령이 야심차게 투자 계획을 밝힌 BRAIN initiative의 일환으로 뇌에 대한 관심이 폭발하는 분위기에서 출간되었다. 브레인 연구가 트럼프의 미국에서는 어떻게 되어가고 있는지 잘 모르겠다. 하지만 뇌 연구는 다른 분야로 파급효과가 어마어마하기 때문에 적어도 21세기 동안에는 핵심영역이 될 수밖에 없겠다는 생각이 든다. byYERIN
1.4kg의 작은 우주 뇌, ‘나’라는 신비를 탐험하다! ‘브레인 프로젝트!’ 인간의 뇌를 이해하고 그 지도를 작성하려는 원대한 계획. 어쩌면 인류 최대의 탐험이 될 이 프로젝트는 2013년 4월, 미국 오바마 정부가 1억 달러를 투자하면서 야심차게 출범했다. 장장 10년 이상 걸릴 것으로 예상되는 이 뇌과학 연구 계획은 뇌에 관한 인간의 관심이 얼마나 큰지 별다른 수식이나 설명 없이도 잘 대변해준다. 우리가 이토록 뇌에 관해 알고 싶어 하는 이유는 무엇일까? 그것은 뇌에 관해 완전히 통달한 지식을 얻지는 못했어도, 뇌가 우리의 몸과 마음을 관장한다는 사실 을 알고 있기 때문이다. 즉, 우리의 뇌가 곧 우리를 만들고 규정하며 움직인다는 것이다. 이 책은 뇌의 전반에 관해 알고 싶어 하는 독자를 위한 ‘브레인 교양 프로젝트’이다. 작은 우주, 뇌의 신비를 밝히는 여행을 통해 나는 누구인가를 이해하는 데 도움을 얻을 것이다.
서문. 당신의 뇌는 특별하다_05
뇌는 복잡한 회색질 덩어리다_05
반사작용은 단순하게, 운영은 복잡하게_07
브레인 프로젝트란_08
1장. 우리는 우리의 뇌를 이해하고 싶다_14
신경계는 어떻게 구성될까?_16
뇌의 연구는 어떻게 발달해왔는가?_17
뇌의 이해를 위한 초창기의 시도를 알아보자_19
현대의 뇌 영상 촬영법을 알아보자_21
이 모든 연구를 통해 알 수 있는 것은?_33
사례 연구_’닉’이라는 남자_37
2장. 뇌는 어떻게 작동하는 것일까?_38
뉴런은 무엇이며 어떤 일을 할까?_39
뇌세포는 서로 어떻게 소통할까?_49
신경전달물질이 각 역할을 해내는 방법은?_57
미신 뽀개기_우리는 뇌의 10퍼센트만 사용한다?_59
3장. 약물은 어떤 원리로 뇌에 작용할까? _61
뇌의 화학적 상태를 바꾸다_62
신경질환에는 어떤 약물을 사용할까?_64
정신건강 분야의 약물에 대해 알아보자_69
약물의 부작용 - 중독, 의존성, 내성, 금단증상_76
향정신성 약물은 어떻게 작용할까?_80
미신 뽀개기_정신병은 화학적 불균형 때문이다?_87
4장. 스트레스받은 뇌는 이런 반응을 보인다_88
스트레스에 대한 뇌의 두 가지 반응을 알아보자_89
신경계와 내분비계, 호르몬을 통해 소통하다_94
스트레스 호르몬 코르티솔이 하는 일은?_98
스트레스는 장기적으로 어떤 영향을 미칠까?_100
잠깐 뇌 상식_뇌를 위한다면 수면의 질을 높여라_105
5장. 기억은 뇌에 어떻게 남는 것일까?_107
기억한다는 것은 무슨 의미일까?_108
기억의 상실은 무엇을 의미할까?_110
기억은 한곳에 저장되는 하나의 덩어리가 아니다_115
기억의 연결은 어떻게 이루어질까?_118
기억과 관련된 뇌 영역을 알아보자_122
잠깐 뇌 상식_새로운 것을 배우는 법_126
기억의 형성을 도우려면?_126
미신 뽀개기_우리는 기억에 대해 얼마나 잘 알고 있을까?_128
6장. 남자와 여자의 뇌는 과연 다를까?_130
뇌에도 성차가 존재할까?_132
남자와 여자는 생각하는 방식이 다를까?_138
성차와 자폐증, 성호르몬의 관계를 알아보자_142
미신 뽀개기_남자와 여자에 대한 편견들_147
7장. 영화를 보며 울고, 농담에 웃는 데는 이유가 있다_148
감정이 왜 중요할까?_149
그렇다면 감정이란 무엇일까?_152
과학은 감정을 어떻게 설명할까?_155
감정이 일어나는 과정을 알아보자_158
감정의 붕괴나 마비를 겪을 때에는_165
사례 연구_감정 없는 기억을 가진 MB_167
8장. 뇌는 어떻게 시간을 알까?_169
시간을 느끼고 이해하다_170
느낌과 생각은 시간 지각에 어떻게 영향을 미칠까?_173
생리적 요인을 알아보자_176
뇌가 시간을 느끼고 측정하다_179
잠깐 시간 관리 상식_내 시간, 과학적이고 유용하게 쓰자!_186
9장. 음악은 뇌에 어떤 영향을 끼칠까?_188
음악은 몸에 어떤 영향을 미칠까?_190
음악과 관련한 뇌 영역은 어디일까?_194
동물이 음악을 들으면_198
음악은 왜 이다지도 강력할까?_199
잠깐 용어 상식_음높이와 음색, 리듬과 멜로디_202
음악은 어떻게 감정을 만들어낼까?_202
사례 연구_모든 것이 지워진 클라이브의 뇌에 남은 것_207
10장. 뇌도 우리와 함께 자란다_209
뇌는 어떻게 자랄까?_210
유아기의 뇌에 대해 알아보자_216
뇌 가소성이 뛰어난 시기는 따로 있다_219
십대의 뇌에서는 무슨 일이 벌어질까?_224
미신 뽀개기_두뇌체조가 뇌의 패턴을 바꾼다_228
11장. 뇌의 황혼기에는 어떤 일이 일어날까?_230
나이가 들면 뇌에 어떤 일이 일어날까?_231
뇌의 변화는 정신기능에 영향을 미친다_236
뇌가 나이 드는 것을 방지할 수는 없을까?_241
잠깐 뇌 상식_노화에 대한 긍정적 태도가 노화를 늦춘다_248
12장. 뇌는 어떻게 말을 할까?_249
언어는 어떻게 발달했을까?_250
언어와 관련한 뇌 영역은 어디일까?_254
소통의 비언어적 요소를 알아보자_260
언어를 두 가지 이상 사용하면 뇌가 보호될까?_263
잠깐 언어 상식_아이의 언어 발달, 이렇게 도와주자!_265
사례 연구_자폐증 어린이 성장의 좋은 예, 다니엘_266
13장. 뇌에 담긴 정보가 우리의 세상이다_268
우리의 뇌는 세상을 감각한다_268
감각과 지각은 어떤 경로로 감지될까?_271
피부에 닿는 감각 - 촉각_274
후각과 미각에 대해 알아보자_279
시각과 청각에 대해 알아보자_282
사례 연구_고난 극복의 표상, 헬렌 켈러_286
14장. 변성의식상태에서는 어떤 일이 일어날까?_287
변성의식상태란 무엇일까?_288
변성의식상태는 여러 방법으로 유도할 수 있다_295
고의로 유도된 변성의식상태에 대해 알아보자_301
사례 연구_‘지금 여기’에 갇힌 클레어_306
15장. 뇌는 구축되고 또 재구축된다_308
뇌를 설계 또는 재설계해도 괜찮을까?_309
유전자가 뇌의 구축에 관계할 수 있다_313
잠깐 용어 상식_ DNA와 염색체는 도대체 무슨 차이일까?_316
조현병의 유전적 연구에 대해 알아보자_316
사례 연구_뇌수술로 인생이 두 번 바뀐 하워드_320
용어 해설 _322
찾아보기 _326