1장. 두뇌는 진화한다-2

처음 만들어질 때부터 두뇌는 사회적이다. 뉴런은 이웃과 연결을 공유하는데 접촉이 부족하면 소멸하기 때문이다. 계속분열되는 세포는 엄청난 숫자의 뉴런을 만들어 낸다.  뉴런은 두뇌의 각 위치로 이동하며, 피질에 도달할 때까지 계속 뻗어간다. 예를 들면 시각 뉴런은 시각 뉴런으로 태어난게 아니라, 시각 정보가 도달하는 두뇌 부위로 이동했기 때문에 시각 뉴런이 된 것이다. 올바른 뉴런 이동은 정상적인 두뇌 기능을 발달시키는데 있어 매우 중요하다.  자폐증, 난독증, 간질, 정신분열증은 부분적으로 이동 과정의 문제 때문에 일어난다. 뉴런이 기능을 갖추기 시작할 때 상당수가 이러한 여정 가운데 잘못될 수가 있다. 그리고 뉴런의 기능과 형태는 그 과정에서 만나는 여러 세포들과 세포속의 특정 유전자에 의해 결정된다.

 

신경교세포는 이동하는 동안 뉴런에게 영양분을 주고 안내하며 보살핀다.  세포와 뉴런 그리고 신경교세포가 두뇌를 구성하는데  임신 8개월이면 거의 완성된다. 이 시기에는 성인 두뇌보다 두배나 많은 뉴런이 존재한다. 이후 두뇌가 나이들면서 쇠약해진다. 두뇌를 작동시키는 뉴런들끼리 서로 효과적으로 연결되기 위하여 사용되지 않거나 해야 할 임무에 맞지 읺는 뉴런들은 사라진다. 즉 사용하지 않으면 소멸된다. 일하지 않는 게으른 세포는 소멸되는 반면 움직이는 세포는 더 강해지고 상호간 연결을 계속 발전시킨다. 두뇌에서 특정 물질은 특정 시기에 뉴런을 잘못된 길에 들어서게 만들거나,  이동과정을 중단시키고 혼란을 일으킨다. 즉 알코올, 니코틴, 풍진 같은 병의 감염이나, 엽산 같은 특정 영양소의 부족은 뉴런 이동을 방해한다. 일단 뉴런이 최종 목적지에 도착하면 수상돌기와 축색돌기가 자라는데,  이는 다른 수상돌기나 축색돌기와 의사소통을 하기 위해서 이다. 뉴런들끼리 서로 촉수가 뻗어있지만, 직접 닫지는 않는다. 이를 시냅스 틈새라고 부른다. 

 

뉴런이 너무 많기 때문에 연결하고 싶어하는 축색돌기를 전부 부양하기에는 생물학적 영양분이 모자라는 데, 결국 축색돌기는 한정된 공간을 놓고 서로 다투며 경쟁에서 진 것들은 소멸하게 된다. 또한 문제가 있는 뉴런과 그것과 연결된 뉴런에겐 영양공급이 차단된다. 외부적 힘이 뉴런의 사용 정도와 생존여부를 결정한다. 다시 말해 생존을 결정하는 활동은 처음에 임의적이고 우연적이지만 태아가 자라 아기가 되면서 점차 조직화 되며, 환경의 영향을 받게 되는 것이다. 임신 후기중 세포들이 죽는 시기가 있는데 이때 두뇌에서 거의 절반의 뉴런이 사라진다.  이러한 수많은 세포의 죽음은 정상적인 일이다.  이를 통해 효과적이며 적절한 두뇌 기능을 방해하는 미약하고 잘못된 연결을 제거한다.  일단 아기가 세상에 나오면 수백만에 이르는 올바른 연결들은 특정 임무를 맡을 준비를 한다.  그리고 세상의 요구에 맞추어도 보고 중얼거리고, 기억하고, 공을 던지는 등의 임무를 부여 받는다. 거기서 사용되지 않는 연결은 결국 소멸된다. 적절한 자극이 없으면 두뇌세포는 죽는다. 하지만 더욱 풍부한 경험을 제공하면, 뉴런의 시냅스는 새로운 가지를 치고 연결을 형성해 나간다. 뉴런들 사이의 신경망은 유전적 구조, 환경, 우리가 두뇌에 제공하는 경험, 현재와 미래에 결쳐 두뇌에 입력될 활동들이 어우러져 결정된다. 요컨대 우리가 순간 순간 행하는 모든 일들이 신경망의 조직방식에 영향을 미친다.

 

태아의 두뇌발달은 환경에 지극히 예민하다. 니코틴은 혈관의 수축을 일으켜 자궁과 태반에서 혈액의 흐름을 줄인다. 그리고 태아의 심장박동과 호흡운동을 줄이고 일산화탄소에 노출시킨다. 흡연은 아기의 조산과 저체중으로 태어날 위험성을 높인다. 임신한 상태에서 술을 마시면 치명적인 결과를 낳는다. 태아의 두뇌를 정말하게 살핀 연구에 따르면 알콜은 세포 이동장애를 일으킨다. 술을 마시는 어머니에게서 태어난 아기의 두뇌는 작고 기형이며 뉴런의 밀도도 낮다. 반사회적이거나 심지어 범죄적인 행동은 두뇌의 실질적 손상 때문은 아닐지라도 그것도상당한 관련이 있다. 어머니 뱃속의 태아는 사실 영양부족보다 외부물질에 의해 더 큰 피해를 입는다.  그럼에도 불구하고 모체가 섭취하는 식단에서 철, 비타민B, 엽산, 필수 지방산 같은 특정 영양소 부족은 두뇌 발달을 지체시킨다. 이런 환경에서 태어난 아기는 출생시 몸무게도 적게 나가고 성장속도도 느리다. 근육의 공동작용 능력이 떨어지고, 시력이 나쁜 경우가 많으며 학습에도 어려움을 겪는다. 어린아이의 영양실조도 두뇌 발달을 늦추고 인지력을 손상시킨다. 그리고 비타민A와 D같은 일부 바타민의 과잉섭취는 두뇌의 신경화학작용을 방해하는 독이 될 수 있다. 임신동안 납, 살충제, 마취가스, 항생제, 의약품, 여드름 연고도 태아의 두뇌에 독성물질로 작용할 수 있다.  엑스레이 같은 방사선과 암을 치료하는데 사용되는 약도 마찬가지다. 정자의 생존기간은 석달이다. 그러니 장차 아버지가 될 사람들은 최소한 수정되기 석달 전부터 흡연, 알콜, 약품, 독성물질에 노촐되지 않도록 해야 한다.