삶이 흔들릴때 뇌과학 by 이케가야 유지

뇌는 불확실성을 가장 좋아한다.
도파민 뉴런은 확률이 50%일 때 가장 활동적. 이도 저도 아닐 때 가장 큰 쾌락. 뇌라는 것은 불확실성을 느끼도록 만들어져 있다. 스포츠나 게임이 즐거운 것은 불확실성을 내포하기 때문.

나이 들어도 뇌 세포는 계속 생겨날까?
쥐가 우울증 치료제를 복용하면 별다른 자극을 받지 않아도 해마 신경세포의 분열이 가속화. 쥐의 해마에 방사선을 투과시켜 신경세포의 증식을 억제하면 우울증 치료제가 효능 발휘를 못함. 그때까지 세로토닌과 우울증이 관련이 있다는 것은 알려져 있었지만 그 두 가지가 정확히 어떤 식으로 영향을 주고받는지 밝혀낼 수 없었다. 그러던 차에 해마라는 존재의 역할이 확인.

똑똑할수록 우울증에 잘 걸린다.
긴장해야 할 상황에서도 식사할 수 있고 출구가 없는데도 계속 헤엄치는 것을 보면 우울증 치료제는 상황을 낙관적으로 판단하게 만드는 것 같다. 하지만 현재 상황을 알아채지 못할 정도로 감각을 마비시키는 약물. 정신적으로 건강한 사람은 눈앞의 일을 깊이 생각하지 않고 묵묵히 일함. 그런 의미에서 보면 우울증은 생각이 복잡하고 똑똑한 사람이 잘 걸리는 병.

의욕은 뇌에서 나오는 것이 아니다.
뇌가 없어도 충분히 살아가는 원시 생물을 보면 알 수 있듯이 뇌 보다는 우선 몸이 있어야만 존재. 손을 움직이는 것을 예로 들면 손을 담당하는 뇌 부위가 따로 있기 때문에 손이 움직이는 것이 아니라 손을 움직이기 위해 뇌가 존재. 질병이나 사고로 손발이 절단된 상황에서 그 부위에 대응하는 뇌 영역이 위축되거나 다른 영역으로 흡수되는 것 역시 같은 논리.

몸이 없다면 뇌는 한낱 덩어리일 뿐.
뇌에게 몸은 외부 환경과 접촉할 수 있는 유일한 통로. 몸에서 신호를 보내지 않으면 뇌는 외부 세계에 대해 알 수 없음.

일단 행동해야 의욕이 생긴다.
어떻게 하면 지속적으로 동기 부여를 할 수 있을까. 외발적 동기 부여, 보상을 통해 동기부여 하는 방법. 보상을 통해 의욕이나 동기를 유지하는 심리적 방법으로 쾌락이나 기쁨, 편안함을 추구해 의욕을 유지하는 것은 지극히 자연스러운 일이며 이는 환경 주도형 사고방식. 또 하나는 실제로 몸을 움직여 보는 것. 의욕이 없어도 일단 시작하면 뇌가 점차 활성화되면서 자신도 모르게 의욕이 생겨남. 이것을 작업 흥분이라 하며 흥분이란 뇌의 신경세포가 활성화된다는 의미.

당신의 눈은 세 가지 색깔만 감지한다.
인간의 눈으로 느낄 수 있는 색깔은 레드, 그린, 블루 뿐. RGB

하루 중 반드시 확보해야 하는 시간 7.5시간
하버드대 스틱골드 박사는 기억력 향상을 위해 최소 6시간 필요. 뇌를 최적화시키는 가장 효과적인 수면시간은 7.5시간. 스위스 취리히 대학 고트셀리그 박사 논문에서 눈을 감고 편안히 있는 것만으로도 수면과 동일한 효과. 주변에서 입력되는 정보를 차단하고 뇌에 독자적인 작업시간의 여유를 주는 것. 선잠도 효과적.

뇌파를 자극하면 신체 능력이 달라진다
실증적 데이터가 있는 뇌파는 세타파와 감마파. 세타파는 기억력과 관련, 새로운 것과 만나거나 모험하는 등 외부 세계에 흥미를 느낄 때 나타남. 감수성이 풍부한 상태로 만든다.
감마파는 집중력과 관련, 특정한 대상에 몰두할 때 두드러짐.

적게 먹을수록 뇌는 똑똑해진다.
예일대학 호바스 박사는 공복과 뇌의 관계 실험결과 발표. 그렐린이란 생체 물질은 위장이 비었을 때 방출되는 소화관 호르몬으로 배가 고프면 혈관을 따라 위장에서 뇌로 전달. 그렐린이 시상하부에 작용하면 식용이 증진. 학습에 필수적인 해마에도 그렐린이 강하게 작용. 그렐린이 해마에 도달하면 시냅스의 수가 30% 늘어나고 활동도 활발. 그 때문에 그렐린을 투여한 쥐는 미로에서 빠져나오는 능력도 좋아짐. 역으로 그렐린 유전자가 제 기능을 못하면 시냅스의 수가 25% 감소되면서 기억력도 저하.

기억과 항생물질의 기이한 관계.
기억 형성을 방해하는 아니소마이신이라는 약물을 투여하면 그 약효가 나타나는 동안에는 사물을 기억할 수 없다. 아니소마이신은 합성제가 아닌 자연계에 존재하는 방선균이라는 세균에서 발견. 방선균은 흙 속에서 사는 흔한 균. 곤충의 사체가 분해될 때 방선균이 있으면 다른 세균이 번식하기 어려워지므로 농장에서는 방선균을 제거하려 일부러 비료에 방선균을 섞기도. 다른 세균이 번식하지 못하는 것은 방선균이 독소를 내뿜기 때문. 우리 인간은 그 독소를 적극적으로 이용. 독소는 병원균을 없애므로 감염증이나 화농 같은 나쁜 균이 몸에 번식할 경우 그 독소를 이용해 치료하는데 이 독소를 항생물질이라고 부르면서 약으로 취급. 아니소마이신 역시 방선균이 만들어낸 항생물질.
일단 고정 기억으로 자리잡은 정보는 아니소마이신에 대해 내성이 있어 그 약을 투여해도 평소와 같이 떠올릴 수 있다. 아니소마이신이 기억의 획득, 고정, 재생이라는 세 가지 과정 중 획득의 과정만 방해.

뇌의 비효율적 구조는 지하철과 비슷하다.
동물의 뇌는 진화 과정에서 중요한 부위부터 차례대로 만들어졌다. 그래서 어류나 파충류도 뇌의 본질적인 부위인 척수와 연수, 간뇌 같은 부위는 비교적 잘 발달해 있다. 그 부위들을 감싸고 있는 뇌의 바깥쪽에는 대뇌피질이 존재하는데 이는 인간과 같은 포유류의 뇌에서 발달한 부위다. 생명 보존 차원에서 매우 현명한 진화다. 생명의 근간이 되는 중요한 부위는 뇌의 가장 중심부에 위치하고 비교적 중요성이 덜한 대뇌피질과 같은 부위는 바깥에 자리. 그러나 대뇌피질 입장에서는 매우 비효율적. 대뇌피질의 신경 네트워크는 마음이나 의식 같은 고차원적 기능을 생성하기에 신경세포들을 펼칠 필요가 있는데 그 세밀한 네트워크가 거의 구형에 가까운 뇌의 바깥쪽을 뒤덮고 있다. 자연히 네트워크를 만들기 위한 배선도 길어짐.
이런 뇌의 구조는 지하철과 유사. 새로운 지하철을 건설할 때면 이미 존재하는 노선과 겹쳦지 않도록 아직 개척하지 않은 지하 깊숙한 곳까지 파내야 하는 경우가 많기에 시간과 비용이 많이 든다. 비효율적이지만 그렇다고 이제 와서 모든 지하철을 부수고 새로 만들수도 없는 일.

술을 마시면 목소리가 커지는 이유
대뇌피질의 기능 중 하나는 이성을 생성하는 것. 즉 본능의 억제. 이성은 이기심, 성욕 같은 본능을 억제함으로써 인간을 사회적 동물로 만든다. 본능은 뇌의 중심부에서 생겨난다. 즉 대뇌피질을 동물적인 본능을 억제하도록 진화적으로 발달한 새로운 구조. 그 대뇌피질을 알코올이 억제.