우리 뇌세포가 하는 모든 활동은 결국 의사소통이다. 뇌는 천억 개에 달하는 다양한 형태의 신경세포인 뉴런으로 이루어져 있다. 뉴런은 수백 종의 화학 물질들을 이용해 서로 의사소통을 하면서 인간의 모든 사고와 행위를 주관하고 있다.
각 뇌세포들은 주변에 있는 수많은 뇌세포로부터 받은 신호의 양이 특정 분기점을 넘어서면 자신의 신호를 내보낸다. 이런 뇌신경세포의 가지들이 연결되는 부분을 시냅스라고 하는데, 바로 여기서 의사소통이 이루어진다.
시냅스는 실제로는 서로 닿아 있지 않지만, 세포간에 의사소통이 일어날 때는 우선 서로 전기적 형태의 신호가 축색돌기를 따라 나간다. 신호가 시냅스에 도달하면 이 신호가 화학적 형태로 바뀌어 신경전달물질에 실려 시냅스 사이를 가로질러 간다.
신호를 싣고 간 신경전달물질은 수상돌기의 끝부분인 수용체에 마치 자물쇠에 열쇠가 들어가듯 딱 달라붙는다. 그러면 세포막에 있는 이온 통로가 열리면서 신호가 다시 전기적 형태로 바뀐다. 만약 신호를 받은 뉴런에서 전하의 수준이 이를 결정한다.
전하가 일정 수준 이상으로 높아지면 이 신경세포는 자신의 축색돌기를 따라 신호를 내보내고, 지금까지의 과정이 반복된다. 뇌에서 이루어지는 신호의 약 80%는 글루탐산염과 감마아미노부티르산이라는 두 가지 신경전달물질에 의해 전달된다.
두 물질은 서로 각자가 뇌에 끼치는 효과의 균형을 잡아준다. 글루탐산염은 활동을 부추겨 뉴런이 신호를 내보내게 하는 반면 감마아미노부티르산은 활동을 억제한다. 글루탐산염은 서로 의사교환을 해본 적이 없는 뉴런 간에 신호를 전달할 때 분비가 증가된다.
연결이 자주 일어날수록 뉴런 간에 끌어당기는 힘은 더욱 강해지는데, 바로 이런 현상을 결합이라고 부른다. 서로 의사소통을 자주 하는 뉴런들은 결국에는 서로 결합된다. 이런 이유 때문에 글루탐산염은 학습을 하는 데 아주 중요한 물질이다.
실제로 일을 수행하는 신경전달물질은 글루탐산염이지만, 이런 신호전달 과정과 뇌가 수행하는 모든 반응을 조절하는 역할을 하는 신경전달물질인 노르에피네프린, 도파민, 세로토닌이 더 많은 관심을 받고 있다.
이런 신경전달물질들을 생성하는 뉴런은 천억 개의 뇌세포 중 단 1%에 불과하지만, 그 영향력은 막대하다. 더 많은 글루탐산염을 생성하라고 뉴런에 지시를 내리기도 하고, 뉴런을 보다 효율적으로 만들거나 뉴런 수용체의 감응도를 변화시키기도 한다.
또한 시냅스로 들어오는 신호들을 증폭시키기도 한다. 글루탐산염이나 감마아미노부티르산과 마찬가지로 신호를 직접 전달할 수도 있지만, 주로 정보의 흐름을 조정함으로써 뇌에 존재하는 신경화학물질의 전반적인 균형을 잡아주는 일을 한다.
우리 기분을 이해하기 위해 가장 먼저 연구된 이 세 가지 신경전달물질들이 바로 뇌세포 사이의 신호전달을 증폭시켜 집중력, 인지력, 의욕, 각성 등에 영향을 주거나 학습과 만족감과 관련된 행동을 자극하고, 기분과 충동, 공격성에 영향을 주기도 한다.'
지나치게 활동적인 뇌를 진정시켜 우울증이나 불안증, 강박증이나 과잉행동에 이르지 않도록 뇌의 활동을 통제하는 일종의 뇌의 경찰이라 불리기도 하며, 이런 약품들이 개발되어 처방되기도 한다. 운동도 이런 신경전달물질의 분비를 증가시켜 신경전달물질과 신경화학물질들이 뇌에서 균형추 역할을 하고 있다.
오늘도 흥겹고 건강하고 행복한 하루 만들어 가시길 빕니다. 이동윤 드림 |
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