우리 몸에는 수많은 뉴런들이 있으며, 하루에 엄청난 거리들을 이동한다. 이들은 정착한 곳에서 우리의 사고 과정의 질뿐만 아니라 기질, 재능, 단점, 변덕까지 모든 것을 결정한다. 그 긴 여정에서 뉴런이 길을 잃으면 두뇌발달에 장애가 일어난다.
그렇기 때문에 임신한 여성은 해로운 물질을 섭취하지 않도록 주의하게 되고, 위험한 행동도 하지 않도록 삼가하고 있다. 두뇌에서 특정 물질은 특정 시기에 뉴런을 잘못된 길로 들어서게 만들거나 이동 과정을 중단시키고 혼란을 일으킨다.
그런 물질들에는 술의 알코올, 담배의 니코틴, 약물이나 독극물, 풍진 같은 병의 감염이나 엽산 같은 특정 영양물질의 부족은 뉴런의 이동을 방해하는 것이다. 왜 특정 뉴런이 특정 부위나 영역에서 멈추는지 여전히 수수께기이다.
그렇지만 일단 뉴런들이 최종 목적지에 도착하면 수상돌기와 축색돌기가 자라나는데, 이는 다른 수상돌기나 축색돌기와 의사 소통을 하기 위해서다. 뉴런들끼리는 서로 촉수가 뻗어 있지만 직접 닿지는 않는다.
성당 천장에 그려진 미텔란제로의 천지창조의 그림처럼, 아담과 신의 쭉 뻗은 손가락처럼 뉴런들은 아주 가깝지만, 서로 떨어져 있다. 이를 시냅스 틈이라 부른다. 축색돌기와 수상돌기는 시냅스 연결 틈의 앞뒤로 화학적 전달자인 신경전달물질을 보내 소통한다.
하나의 뉴런이 10만 개의 시냅스들과 교차하여 의사소통을 할 수 있다고 한다. 추적인자라 불리는 화학적 신호는 축색돌기에게 어디고 어떻게 연결할지를 알려준다. 전기적 자극의 지속 여부는 뉴런 사이의 연결의 지속 여부와 특정 뉴련의 생사를 결정한다.
뉴런이 너무 많기 때문에 연결하고 싶어 하는 축색돌기를 전부 부양하기는 생물학적 영양분이 부족한데, 결국 축샥돌기들은 한정된 공간을 놓고 서로 다투며 경쟁해서 지면 소멸하게 된다. 또한 문제가 생긴 뉴런과 연결된 뉴런에도 영양 공급이 차단된다.
그렇지만 뉴런들 사이에서 살아남으려는 불합리한 경쟁은 없다. 각 해당 요소들인 수용기나 시냄스 등에 가해지는 외부적 힘이 뉴런의 사용 정도와 생존 여부를 결정하게 되는 것이다. 이런 생존 결정의 활동은 임의적이고 우연적이지만, 점차 조직화된다.
태아가 자라 아기가 되면서 환경의 영향을 받게 되는 이유다. 이후 연속적인 가지치기 과정이 두 번 발생하고, 형성된 초창기 뉴런 네트워크를 적절히 조절한다. 한 번은 전체 뉴런의 손실을 불러오고, 다른 한 번은 가지와 시냅스의 손실을 발생시킨다.
뉴런들은 표적세포가 분비하는 특수 화학물질의 신호에 의해 경쟁에 개입하는데, 첫째 과정에서 표적세포로부터 충분한 신호를 얻지 못한 뉴런들은 죽고, 연결이 부적절한 뉴런들은 제거되고, 표적세포의 숫자와 뉴런의 숫자들은 적절한 수가 유지된다.
두 번째 과정에서 생존한 뉴런들의 연결은 축색돌기 주위 전기적 활동과 이웃하는 표적 세포들 간의 경쟁에 의한 일부 수상돌기와 시냅스들이 제거되고 여타 과정의 안정화를 통해 정교하게 성숙하게 된다.
임신 후기에 두뇌에서 거의 절반의 뉴런들이 죽게 되어 2천억 개에서 1천억 개의 뉴런으로 재배치 감소되며, 이 과정에서 효과적이며 적절한 두뇌 기능을 방해하는 미약하고 잘못된 연결들이 제거된다. 이것이 우리 인간 진화의 매우 뛰어난 효율성의 전형적 모습이다.
오늘도 흥겹고 건강하고 행복한 하루 만들어 가시길 빕니다. 이동윤 드림 |
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