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뇌와 뉴런 (신경 세포) - 뇌의 기능과 메커니즘을 말한다 최신 뇌과학 입문의 결정판! ㅣ 뉴턴 하이라이트 Newton Highlight 119
아이뉴턴 편집부 지음 / 아이뉴턴(뉴턴코리아) / 2018년 5월
평점 : 
그래픽이 생생생한 뇌과학잡지뉴턴하이라이트
그래픽잡지 및 중학생과학잡지로 추천하는
뉴턴하이라이트 6월호가 나왔어요.
Newton HIGHLIGHT 119
뇌와 뉴런(신경세포)
뇌의 기능과 메커니즘을 말한다.
최신 뇌과학의 결정판
뇌는 사람이 사람답게 살아가는 데 가장 중요한 장기이며,
예로부터 활발하게 연구되어 왔다.
그러나 아직 알려지지 않은 점도 많아서 뇌는 인체에서
마지막으로 남아 있는 '최후의 비경'이라고 일컬어지기도 한다.
최근에는 뇌를 관찰하거나 조작하는 기술이 눈부시게
진보한 덕분에, 뇌 속의 '일꾼'인 뇌세포들의 역동적이고
치밀한 작용이 분자 수준에서 계속 밝형지고 있다.
이 책은 뇌의 기능과 메커니즘을 240여 컷의
생생한 시각 자료를 바탕으로 설명하는
최신 뇌과학 입문의 결정판이다.
과학잡지 뉴턴하이라이트는 생생한 사진과 방대한 자료에
아이들에게 배경지식을 풍부하게 해줄 뿐 아니라,
관련 분야를 학습하는데 많인 도움을 줍니다.
뇌를 해부해 자세히 살펴보자에서는
지적 활동을 수행하는 '대뇌피질'과
본능.정동 활동을 수행하는 '대뇌변연계'를
통해 뇌의 발달 과정을 살펴볼 수 있게 해줍니다.
척추동물 진화의 초기 단게에는 뇌는 단순히
뉴런이 모인 '혹' 같은 것에 지나지 않았다.
사람으로 진화하는 과정에 마침내 이 '혹'은 대뇌와 간뇌,
중뇌, 소뇌, 연수, 척수로 된 복잡하기 그지 없는
구조를 만들고 개체 유지뿐만 아니라 고도의 정신
활동을 관장하는 터전이 되었다.
뉴런(신경 세포)는 신호를 받아서 전하기 위한 구조를 가졌다.
우리가 물체에 부딪치거나 무엇을 보거나 하면 주어진 자극은
전기적인 신호로서 감각 기관으로부터 뉴런에 전해진다.
수상 돌기가 그 자극을 받아들이는 부분인데,
수상 돌기는 이것을 세포체에서부터 신경 돌기로 전달한다.
우리의 뇌 속에서 기억이라는 작업을 맡은 것은 뉴런(신성세포)이다.
기억이 만들어지고 우리가 어떤 생각을 할 때의 뉴런의 모습이
미시적인 수준에서 자세히 밝혀지고 있다.
현재 뉴런을 인공적으로 조작해 기억을 조종하는 일도 가능해졌다.
과학잡지 뉴턴하이라이트 '뇌와 뉴런'에서는 해마와 신경 회로,
시냅스(연접), 스파인, 그리고 장기 기억, 장소 기억, 의미 기억,
기억의 상기와 기억력의 증강 등, 기억에 대한 최신 연구 상황을 소개한다.
뇌 속에 자리 잡은 기억 중추 '해마'
해마는 대뇌 표면에 위치한 '대뇌 피질'이 안쪽으로 접혀
들어간 끝에 해당한다. 결국 대뇌 피질과 독립된 구조는 아니다.
해마는 연결된 구조를 포함한 모습이 그리스 신화의
바다의 신이 타고 있는 말의 앞다리를 닮았다고 해서 붙여진 이름이다.
해마에는 시각, 청각, 후각, 미각, 피부 감각 등의 모든 감각에
관여하는 전기 신호가 입력된다. 그 정보를 조금도 빼놓지 않고
남겨 둘 수 , 즉 기억해 둘 수 있다.
"사건 기억에는 뇌와 '해마'가 매우 중요하다. 여러 가지 정보가
당신 뇌의 해마 속으로 들어가는 것이다."
도네가와 박사의 말이다. 1953년 H.M이라는 머리글자로 알려진
난치성 뇌전증(간질) 환자(2008년 사망)는 치료의 하나로 해마를
제거함으로써 새로운 사건을 기억할 수 없게 되었다.
해마는 사건 기억을 남기는 중추인 셈이다.
우리는 '의식이 있다' 무의식적으로 행동하고 있었다'
같은 말을 흔히 듣는다. 그런데 의식이 있다, 없다는 것은
무엇을 바탕으로 판단할 수 있을까?
의식에 연관된 대뇌 피질, 수면.식물 상태.무의식.의사 결정.자유
의지 등, 우리가 잠자고 있을 때 무엇인가를 보고 있을 때,
의사를 가지고 결정했을 때 등 여러 가지 상황에서
의식의 정체를 추적한다.
뇌는 크게 나누어 대뇌, 소뇌, 간뇌로 이루어진다.
대뇌는 좌뇌와 우뇌로 갈라져 있고,
이 둘은 '뇌량'이라고 불리는 '다리'로 이어져있다.
대뇌의 표면을 '대뇌 피질'이라고 하며,
그 안쪽은 '백질'이라고 불린다. 대뇌 피질은 뇌의
정보 처리의 '주역'인 뉴런(신경 세포)이 매우 조밀하게
모인 곳이며, 의식과 매우 관련이 깊다고 알려져 있다.
한편 소뇌는 '운동'과 관련이 깊으며,
우리는 자전거 탈때 일일이 페달을 밟을 순서를
생각하지 않는다. 이것은 페달을 밟는 동작을 하기 위해
필요한 신호가 의식과 관계 깊은 대뇌 피질이 아니라,
소뇌에서 발신되기 때문으로 생각된다.
말하자면 '무의식'의 행동이다.
의식은 뉴런의 활동에 의해 생기는 것으로 생각된다.
그렇다면 어떤 일이 머리에 떠올랐을 때(의식되었을 때),
그에 대응하는 뉴런의 활동이 존재할 것이다.
뇌에 들어온 모든 정보가 의식되는 것은 아니다.
어떤 뉴런의 활동과 대응된 정보가 의식되는 한편,
다른 뉴런의 활동은 의식되는 정보와는 별로
관계가 없을 수 있다. 의식과 상관되는 신경활동(NCC)을
상세히 조사함으로써, 의식을 만들어 내는 신경
메커니즘을 규명하는 단서가 얻어질 것으로 기대된다.
슬프거나 화를 내거나 기쁘거나... 우리는 날마다 여러 가지
감정을 가지고 생활하고 있다. 감정을 만들어 내는 것은 뇌이다.
감정은 어디에서 어떤 과정으로 생기고 어디에 이용되는 것일까?
그리고 진화의 과정에서 어떻게 발달해 온 것일까?
이번편에서는 감정을 만드는 편도체, 인간의 감정과 표정,
보상 회로, 감정의 신경 회로, 감정의 말초 기원설,
감정의 기원과 역할을 바탕으로 알아볼 수 있다.
기억과 밀접한 관계를 가진 '편도체'
대뇌 옆면에 있는 '측두엽' 안쪽에 자리하며, 감정에 깊이 관여하는
'편도체'와 기억을 만드는 중추인 '해마' 등을 그렸다.
편도체는 해마의 앞쪽에 있으며 서로 신호를 교환한다.
기분을 고양시킨 사건은 잘 기억한다고 설명한 것처럼
감정은 제1장의 주제였던 기억과 밀접하게 관계하낟.
'편도'란 열매 '아몬드'의 한자 이름이다. 편도체의 모양은
아몬드나 서양 배와 닮았다고 한다.
중뇌, 뇌교, 연수 등을 합친 '뇌간'은 감정을
일으키는 행동을 관장한다. 또 넓은 의미에서는
(간뇌 시상과 시상 하부 등)도 뇌간에 포함시키는 경우가 있다.
기쁨에 넘치는 소리를 지르거나 놀라서 자신도 모르게
뒷걸음친 적은 없는가? 또 감정이 고양되면 몸이 화끈해진다든지
심장이 두근거리지는 않는가? 감정은 마음의 변화일 뿐 아니라
행동과 몸속의 변화와도 깊이 연결되어 있다.
이런 행동과 몸속 변화는 척수에서부터 대뇌 속까지 줄기처럼
어이진 뇌간의 최상부에 해당하는 '중뇌'와,
중뇌와 대뇌 반구 사이에 자리한 '간뇌'의 뉴런이 일으킨다.
도파민은 욕구를 일으키는 물질이다. 도파민을 사용하는
신호 전달 경로는 뇌 속에서 몇가지가 알려져 있으며,
감정에 관여하는 것으로 '측좌핵'이라는 부분의 뉴런이 주목된다.
뇌가 담당하는 커다란 역할 가운데는 얼핏 '머리'를 사용하지 않는 것처럼
생각되는 경우도 있따. 바로 운동이다. 하지만 뇌의 지령이 없으면
우리는 걷는 일조차 하지 못한다.
운동에 관여하는 부위, 운동의 지령, 운동의 시작과 정지,
운동의 미세 조정, 운동의 학습 등, 기본적인 동작이 만들어지는
메커니즘은 물론, 스포츠에서 세련된 움직임이 생기는
메커니즘 등도 살펴볼 수 있다.
뇌가 담당하는 복잡한 역할을 소화하는 '일꾼'들을
뉴런을 비롯해 뇌 속에 있는 다종다양한 다수의 세포들이다.
뇌의 전체 회로, 아스트로사이트, 올리고덴드로사이트,
시냅스의 메커니즘 등, 뇌세포들의 개성과 연결 활동을
살펴보며, 뇌 속의 치밀한 네트워크인 신경 회로의 전보를
규명하려는 세계적인 노력에 대한 내용도 접할 수 있다.
이 외에도 지구상에서 생물이 탄생하고 나서
사람으로 변화되면서까지 오랜 역사의 흐름 속에
뇌와 신경은 어떻게 진화되어 왔는지,
또 태아에서 성인이 되는 과정에서 뇌 속에서는
어떠한 변화가 일어나는지 등 척추동물의 신경과
뇌의 기원, 포유류의 뇌, 뇌화 지수, 뇌의 발생과 발달,
신경 회로의 변화 등에 대한 내용을
생생한 사진과 선명한 그래픽으로 그 과정을
좀 더 심도 있게 살펴 볼 수 있다.