아직 철이 들지 않은 뇌

10대의 뇌 - 인간의 뇌는 어떻게 성장하는가
프랜시스 젠슨.에이미 엘리스 넛 지음, 김성훈 옮김 / 웅진지식하우스 / 2019년 1월

 요즘 k방송사의 한 예능에는 연애인들의 흑역사를 지워주는 코너가 있다. 지워주기 위해서 반드시 그걸 다시 본다는게 맹점이지만...... 하여튼 좋다. 내 흑역사를 지워준다면 다른 사람이 한번쯤 다시본들 얼마나 좋을까! 사실 누구나 정도의 차이는 있을 지언정 흑역사란 거의 반드시 있다.

 그리고 그 흑역사는 이상한 점들이 있는데 대부분 젊었을때 생긴다는 점이다. 10대이거나 아니면 대학시절이다. 물론 그후에도 있지만 이때보다 빈도와 심각성은 덜해진다. 거기다 사람의 뇌는 필요없거나 반복하지 않는 것들은 싹 삭제하기 마련인데 이놈의 흑역사는 잊을만한면 아무 맥락없는 상황에서 조차 다시 상기되어 결국 필요한 정보로 분류되 거의 영구히 저장된다는 점이다.

 마치 공소시효를 얼마남기지 않은 상태에서 다시 시효가 늘어나는 느낌이랄까. 이는 뇌가 과거의 심각한 잘못을 복기하고 후회하여 시뮬레이션하고 다시 반복하지 않기 위한 결정인데, 당하는 사람의 입장에선 그 부끄러움과 당황스러움이 잊혀지지 않으니 황망할 따름이다.

 하여튼 이번에 읽은 책은 10대의 뇌다. 우리말로 속칭 철이 아직 덜든 뇌. 그리고 그래서 갖은 위험한 짓과 인생을 망치는 무모한 결정, 그리고 이로 인한 흑역사가 마음껏 탄생하는 시기다. 누구나 알고 있는 이런 것을 과학적으로 그리고 논리적으로 풀어낸게 바로 이책이다.

 저자는 미국의 뇌과학자이기도 하지만 두 아들을 둔 어머니이다. 이혼해서 홀로 아아들을 키운듯 한데, 정말 순하고 착하던 천사같던 아들들이 10대가 되어 반항적이되고 엉망이 되어가는 모습은 저자에게 힘든 삶과 많은 충격을 던져주었던듯 하다. 그리고 돌아보니 그런아이들이 자신의 자식들만은 아니었다. 미국의 뉴스에 오르내리는 수많은 십대들은 매일 같이 흑역사를 넘어서 생사를 가르는 사고를 치고 있었다. 이는 10대 자신들의 스스로의 뇌에 대한 이해부족과 어른들의 10대의 뇌에 대한 이해부족이 병합하여 일어나는 일이었다. 그래서 그는 이를 막기 위해 자신의 전공을 살려 10대의 뇌를 집중연구했고, 이에 대한 연구결과를 바탕으로 이 책을 쓴 것이다.

1. 10대의 탄생

 일단 어린이가 그런 것처럼 10대는 근대에 탄생한 개념이다. 과거 어린아이나 청소년은 어른의 축소판으로 취급되었으며 곧 노동력이었다. 산업혁명시기에도 이는 크게 다르지 않아 산업혁명이 전성기에 이른 20세기 초반 미국에서 고용된 아동의 수는 무려 200만에 달했다. 그런 10대가 특별 취급되기 시작한 것은 역설적이게도 대공황때문이었다. 어려워진 기업들은 가장 약자이자 생산성이 떨어진 10대들을 우선적으로 해고했고, 이들은 집에서 할일없는 잉여인력으로 전락하고 만다. 그리고 이 시기 미국에서 공립학교가 등장하기 시작했으며 할일없는 10대들은 자연스레 공립학교를 진학하기 시작한다. 사실상 어린시절에서 성년기로 들어가는 과정으로 10대가 개념화한것이다.

2. 미성숙한 10대의 뇌

 흔히들 10대의 뇌가 엉망인 것은 호르몬 때문이라고 한다. 이는 잘 알려진 통념인데 사실 반은 맞고 반은 틀리다. 성호르몬이 분비되어 청소년의 뇌에 많은 영향을 일으키지만 실제로 청소년 시기 분비되는 성호르몬의 양자체는 성인만 못하다. 다만 10대의 뇌가 이 정도 양의 성호르몬을 처음 접하기에 미쳐 내성을 갖추지 못했고, 이로 인해 잘 대응을 하지 못해서 일어나는 일이라는 것이다.

 10대의 뇌는 아직 성장기의 뇌로 뇌영역사이로 새로운 연결이 많이 구축되고, 수많은 화학물질과 뇌의 전령사인 신경전달물질이 모여드는 시기다. 이로 인해 이시기의 뇌는 유연성이 크고 성장가능성이 매우 크나 역설적으로 환경변화에 매우 쉽게 영향을 받기도 한다. 청소년의 뇌는 가장 바깥쪽인 회백질은 상당히 풍부하나 안쪽인 백질은 부족한 상태다. 백질은 정보가 뇌의 한영역에서 다른 영역으로 효율적으로 이동하게끔 돕는 배선이란 점에서 10대의 뇌는 사실상 각 부분의 성능은 매우 우수하나 이들의 통합및 연결이 취약한 상태라고 볼 수 있다.

 인간의 뇌는 뒤부터 성숙하는데

뒤통수옆-시각겉질

마루옆-운동겉질, 감각겉질, 연합령

관자옆-감정과 성욕조절, 언어, 청각겉질

이마옆-집행기능, 판단, 통제, 충동조절

의 순이다. 10대 시절은 다른 옆에 비해 이마옆이 덜 성숙한 시기이며 이마옆은 인간 뇌의 40%를 차지한다. 10대의 뇌는 이마옆의 미성숙으로 사실상 80%정도만 성숙한 시기다.

3. 잘 흥분하는 10대와 10대의 뇌

 실제로 10대는 잘 흥분하기도 하지만 뇌도 잘 흥분한다. 하지만 의미는 좀 다르다. 뇌의 흥분은 뇌세포간에 연결을 의미하는 것이기 때문이다. 즉, 뇌가 잘 흥분한다는것은 자극에 대해 학습이 잘 이루어지는 것을 말한다. 물론 뇌는 흥분만 해서는 안된다, 학습과 정보가 넘쳐 홍수상태가 되기 때문에 억제도 필요하다. 성인의 뇌는 신경전달물질과 시냅스가 흥분과 억제의 기능이 균형적인데 반해 10대는 흥분성이 더 많다.

 또한 10대의 뇌는 관자옆 주변에 위치한 편도도 미성숙하다. 편도체는 성적행동과 감정적 행동에 관여하며 분노는 느끼는 자리이기도 하다. 때문에 여기가 미성숙하면 공포를 쉽게 느끼며 쉽게 분노하고 쉽게 성적으로 흥분하며 쉽게 감정적이 된다. 딱 10대다.

4.학습과 10대의 뇌

학습이란 시냅스과 활성화되거나 생성되어 신경전달물질이 잘 흐르는 상태가 구축된 것을 말한다. 뇌에는 글루타메이트란 물질이 있는데 이건 수용체를 열어 칼슘이온이 세포안으로 쏟아져 들어오게해 많은 분자와 효소들을 활성화하게 한다. 그리고 특정단백질과 상호작용하여 그 단백질의 형태와 행동을 바꾸게 한다.이 단백질은 다시 시냅스와 뉴런구조에 변화를 가져오고 활성을 강화하거나 줄여놓는다. 또한 기존의 단백질을 몇초 및 몇시간내로 바꾸거나 관련 유전자를 활성화하여 새로운 단백질을 바꾸기가지 한다. 즉 뇌가 학습으로 변화하는 것이다.

 10대시절은 이 기능이 매우 활발하게 일어나는 시기이다. 그래서 회백질이 많아 장기증강이 잘 일어나고 이로 인해 학습능력이 매우 높다. 하지만 뇌의 학습효율은 정점을 달리는 반면 이마옆의 미성숙과 백질의 부족으로 연결성이 부족해 주의력과 자제력, 과제완수, 감정등에서 매우 비효율적이다. 뛰어난 말들을 부리는 계획적이고 인내심있는 마부가 없는 격이랄까.

 그래서 10대시절에는 마부역할을 할 멘토나 부모가 필요하다. 그들은 자신의 한계를 모르고 의욕만 앞서기에 항상 많은 수의 과제를 동시에 하려하며 멀티태스킹을 하려한다. 하지만 인간의 뇌에 사실상 멀티태스킹 기능은 없으며 1-2개의 과제만이 제한시간내에 처리가 가능하다.때문에 10대에겐 시간과 자원의 한계에 따른 일정정하기와 계획세우기가 꼭 필요하다.

 또한 10대의 뇌는 부정적인 정보의 처리가 미숙하다. 뇌는 성인의 경우라도 긍정적인 정보를 처리하는 것을 더 좋아하고 기능도 많다. 이래서 사람이 하지 말라는 것을 자꾸 하게 되는 것이다.

부정적인 정보를 처리하는 것은 이마옆에 분포하는데 이렇다보니 10대는 이 기능도 부족하다. 그래서 청소년에게는 항상 위험한 일과 잘못된 일을 했을 경우 생기는 결과와 그 교훈에 대해 상기시켜주는게 중요하다. 이런걸 잘 처리하지 못하기 때문이다.

5-1. 10대의 뇌의 적 '수면부족'

인간은 어린 시절엔 일찍자고 일찍 일어나는 종달새형이며 청소년기엔 늦게 깨고 늦게 자는 올빼미형, 그리고 성인이 되면 다시 종달새형으로 돌아간다. 이는 뇌의 변화때문인데 청소년기에는 그들이 가정에 속해있고 학교를 다니게 되면서 어른의 뇌 수면패턴을 강요받게 된다.

 이로 인해 10대의 뇌에는 수면박탈이 일어나게 된다. 이 경우 첫번째 문제는 뇌 발달에 좋지 못한 상황들이 발생한다는 것이다. 뇌는 자라면서 어린아이때 갖고 있던 무수한 신경연결들을 가지치기하기 시작한다. 성장하면서 환경에 따라 필요하다고 판단한 부분을 남기고 다른 것을 솎아내는 거인데 이 과정은 수면중에서 일어난다. 가지치기는 뇌의 연결 효율성을 높이고 불필요한 것을 제거해 뇌의 학습용량과 효율성을 높인다는 점에서 꼭 필요한 작업이다. 또한 수면은 학습내용을 장기기억으로 바꾸는데도 대단히 중요한 역할을 한다. 즉, 수면의 부족은 뇌의 발달과 학습능력을 크게 떨어뜨리는 셈이 된다.

 수면박탈의 또 다른 문제는 10대들이 이 졸림을 약물로 해결하려는 경향성을 띤다는 점이다. 약물에 관대하지 않은 한국에서조차 10대들이 시험기간에 고 카페인의 에너지 음료를 과다 복용해 생기는 사건이 종종 보도된다. 이런 약물 복용은 약물자체로 사망하거나 판단력이 미흡한 십대의 다른 사고로 이어질 수 있기애 큰 문제가 된다.

 그래서 10대들에게 수면의 보장은 중요하다. 우리나라의 0교시 금지와 9시 등교는 이런 10대의 수면패턴을 고려한 것이기도 하다. 수면의 보장을 위해 10대에게는 잠자기전 일정시간 동안 컴퓨터를 비롯한 스마트폰 등의 전자기기의 사용을 금지하고, 방과후 집에서 해야할 일의 목록과 저녁의 일을 계획하는 습관을 갖춰주는게 중요하다. 또한 잠자리는 반드시 잠자는 용도로만 활용하게 해야 한다. 책을 보거나, 숙제하기. 간식먹기등은 잠자리에 들어서도 다른 일을 하게 만드는 요인으로 작용한다. 잠자리에서는 잠만자는게 민간한 10대의 뇌에겐 중요하다.

5-2 10대 뇌의 적 '스트레스'

우리 몸의 스트레스 대응체계는 사싱하부-뇌하수체-부신으로 연결되는 축이다. 서로 스트레스에 대해 신호를 주고받으며 이에 대응하는 물질을 만들어낸다. 다만 청소년의 뇌는 이 시스템이 성숙해가는 과정으로 뇌에서 정상이상으로 분비되는 코르티솔 때문에 이 시스템에 조절장애가 생겨 임상적으로 항상 우울한 상태에 빠지기 쉬워진다.

 거기에 앞서 말한 편도체가 미발달했으면서도 활성은 높게 되어 있어 공포를 잘 느끼고 쉽게 불안해한다. 이는 불안장애로 이어져 또 다른 스트레스를 유발한다.

 문제는 스트레스가 학습에 악영향을 끼쳐 장기증강이 저해되고, 시냅스 연결성이 떨어뜨린다는 점이다.

 10대는 이 스트레서를 잘 처리하지 못하는데 이는 자신의 통찰력이 부족한 탓도 있지만 도움을 받을만한 또래도 역시 뇌가 미 발달해 적절한 피드백이나 경고신호를 파악하지 못하기 때문이다. 때문에 10대의 스트레스 해소엔 역시 멘토나 어른의 역할이 중요해진다.

5-3 10대 뇌의 적 '중독'

 중독은 엄밀히 말해서 특수한 형태의 기억이다. 학습처럼 시냅스 증강과 장기증강이 일어난다. 다만 그 작용이 기억을 관할하는 해마가 아닌 보상회로인 중격의지핵과 배쪽뒤판구역에서 일어난다.

 하여튼 10대의 뇌는 학습능력이 높다보니 자극에 워낙 민감해 잘못된 행동이나, 흡연, 음주, 약물등에 쉽게 중독이 된다. 문제는 이런것들이 과도해져 중독이 심해질 경우 몸과 뇌에 주는 타격이 성인의 그것보다 훨씬 크고 비가역적이라는 점이다. 여러 동물실험결과는 중독에 빠진 어린 쥐가 성인쥐보다 중독이 심하고, 뇌의 손상과 반응이 크다는 것을 잘 보여주었다.

5-4 10대 뇌의 적 '물리적 충격'

뇌는 보호를 위해 두개골에 둘러쌓여있으며 안에서는 척수액에 의해 둥둥떠다니며 보호를 받고 있다. 뇌진탕이란 뇌가 외부의 충격으로 크게 흔들리며 척수액의 보호에도 불구하고 두개골에 부딪혀서 발생한다. 이 충돌의 큰 경우 사람은 기절하거나, 간질 및 발작을 일이킨다.

 뇌진탕이 일어나면 칼슘과 칼륨이 대량 발생해 뇌세포를 손상시키는데 이들을 배출하기 위해 뇌는 대량의 포도당을 사용해야 하고 이로 인해 에너지 부족으로 학습이 잘 이루어지지 않는다. 칼슘은 뇌혈관을 수축시켜 포도당 분해를 방해하고, 칼슘과 칼륨이 유입되면 뇌가 부풀어오르면서 혈관이 더욱 심하게 수축되어 뉴런과 단백질도 손상을 입게된다.

 문제는 10대의 뇌는 이 충격에 더욱 취약하다는 것이다. 미국에서는 많은 청소년들이 미식축구를 하는데 미식축구에서 가해지는 충격량은 30-60g에 달하며 심할 경우는 100이상에 달하기도 한다. 뇌진탕이 일어나는 충격량은 90-100g이며 이로 인해 미식축구를 하는 청소년은 쉽게 뇌진탕에 빠진다. 하지만 뇌진탕이 일어나도 손상은 뇌의 구조의 파괴가 아니라 세포수준으로 일어나며 이로 인해 관측및 진단이 어렵다.

 하지만 증상은 남아 뇌진탕후 학습이나 감정조절이 어려워지거나 기억에 큰 손상을 입는 10대들이 많아지고 있다. 특히 증상후에도 진단이 되지 않아 여전히 보호 받지 못하다 2차 충격을 입는 경우는 손상이 더욱 커진다.

 독특하게도 여학생의 뇌는 남학생의 뇌보다 물리적 충격에 더욱 취약했다. 여학생일수록 더욱 보호받아야할 이유다.

6. 서로 다른 10대 남여의 뇌

보통 남자의 뇌는 체계형 뇌로 위계질서와 운동, 공간에 민감하며, 여자의 뇌는 공감형 뇌로 공감과 사회성, 멀티태스킹에 유리하다고 알려졌다. 하지만 이 책은 다른 차이를 말한다. 바로 좌우 반구의 사용이다.

 같은 작업을 시켜 놓고 10대 남여의 뇌를 관찰한 결과 남자의 뇌는 반구간의 연결성이 상대적으로 미흡했고 과업 해결에 있어 한쪽 반구만을 사용하여 해결하는 경향을 보였다. 언어문제라면 좌뇌만 예술문제라면 우뇌만 사용한 것이다. 반면 여학생의 경우 문제해결에 있어 뇌량이 잘 연결되어 좌우 반구를 동시에 사용하는 경향을 보였다. 이는 여학생의 뇌가 좌우 연결성이 더 높다는 것을 의미하며 이런 경향은 어릴적부터 나타난다.

 또한 양 뇌는 정돈능력에서도 차이를 보였다. 10대는 전체적으로 정돈능력이 부족한데, 보다 나은 여학생이 계획을 세워 체계적으로 학습하는데 유리했다. 때문에 저자는 미성숙한 시기에 한 두번의 테스트로 인생을 결정짓는 시험을 조기에 치루는 것에 반대한다. 특히 남자아이게에 이런 체제는 많이 불리하기 때문이다.

이 책은 10대의 뇌 뿐만 아니라 뇌 자체에 대해서도 많은 배울 점이 있었다. 10대부모라면 어느정도 필독서 느낌이다. 책에 개발도상국에사는 10대의 뇌는 보다 빨리 성숙한다는 설명이 있었다. 환경이 뇌는 빨리 성숙시킨 셈이다. 자리가 사람을 만든다고 실제로 소년소녀 가장이나 어려운 가정의 형제자매들을 빨리 성숙하는 경향이 있다. 하지만 그만큰 뇌가 주변 환경에 적응하고 다양한 경험을 통해 성숙할 시기가 빨리 지나가기에 그 만큼의 잠재력을 상실한다는 생각도 든다.

 10대의 뇌가 이토록 그시기에 취약하고 성장가능성이 높고 유연한 것은 아무래도 환경에 적응하여 생존력을 높이려는 진화의 산물일 것이다. 물론 진화는 흑역사의 생성과, 아예 그로인해 개체가 죽어버리는 부작용까진 생각치 못했을 것이다. 이런 일이 없도록 10대와 그들의 뇌는 존중받고 이해받아야 할 것이다.