뇌를 구성하는 뉴런neuron의 수는 얼마나 될까요?
뇌를 구성하는 신경세포soma 혹은 뉴런neuron의 수는 1천억 개나 됩니다. 신경계의 단위로 자극과 흥분을 전달하는 뉴런은 신경세포체와 동일한 의미로 사용하기도 하고, 신경세포체와 거기서 나온 돌기를 합친 개념으로 사용하기도 합니다. 뉴런의 기본 기능은 자극을 받았을 경우 전기를 발생시켜 다른 세포에 정보를 전달하는 것입니다. 이렇게 발생하는 전기 신호를 활동전위action potential라고 합니다. 뉴런은 크게 세 가지 부분으로 나눌 수 있는데, 핵이 있는 세포 부분이 신경세포체이며 다른 세포에서 신호를 받는 부분이 수상돌기dendrite, 그리고 다른 세포에 신호를 주는 부분이 축삭돌기axon입니다. 돌기 사이에 신호를 전달하는 부분은 시냅스synapse라 합니다. 뉴런은 그 역할에 따라 감각뉴런, 연합뉴런, 운동뉴런의 세 종류로 나눌 수 있습니다. 또한 돌기가 몇 개 나와 있느냐에 따라, 즉 뉴런의 형태에 따라 종류를 나누기도 합니다.
동물에 비하면 사람의 뇌 무게의 비중은 큰데 1.5kg으로 몸무게의 40분의 1 정도입니다. 뇌는 쓸수록 발달합니다. 뇌brain 중에서 대뇌cerebrum는 뇌의 8분의 7을 차지하며, 크게 대뇌피질cerebral cortex과 변연계籩緣系로 나뉩니다. 대뇌피질은 뇌의 가장 바깥에 있고 그 안쪽 아래에 변연계가 대뇌피질에 싸여있습니다. 계통발생학적으로 보면 대뇌피질보다 변연계가 훨씬 먼저 생겼습니다. 변연계는 주로 본능적인 행동과 정서, 학습과 기억 등 개나 고양이에서도 관찰되는 행동에 관여하는 중추인 반면, 대뇌피질은 고도의 사색과 판단과 창조의 원산지입니다. 변연계가 감성적이고 즉흥적이며 본능위에 가까운 동물적 행동의 중추라면, 대뇌피질은 이성적이며 건전한 정신과 창조적 혼이 깃들어 있는 곳입니다. 두께가 2~4mm 정도인 대뇌피질의 기능은 대략적으로 감각기능(시각, 청각, 미각, 촉각 등)과 운동기능(자발적인 운동, 눈운동 등), 고등정신기능higher mental processes으로 구분됩니다. 고등 정신기능 속에는 사고력이라고 칭하는 정신기능, 즉 추리력, 분석력, 적응력, 문제해결력, 비판력, 창의력, 구상력, 관계파악력 등이 모두 포함됩니다.
사람의 모든 특성과 마찬가지로 지능은 대물림되므로 대뇌에 지능이 박힌 채 타고나는 것입니다. 지능의 80% 이상이 유전적이며 나머지가 후천적으로 결정됩니다. 지능이 높다는 건 기억력이 좋고 창조력이 뛰어남을 말하는데, 선천적인 면에서 모계母系가 부계父系를 압도합니다. 대뇌피질에 주름이 많을수록 지능이 높다는 이론이 있는데, 뇌에 주름이 많이 지게 만드는 방법은 책읽기가 으뜸입니다.
심장이나 뇌 등 모든 기관에는 전기적 현상이 뒤따르는데, 뇌에도 뇌파brain wave라는 전기의 흐름이 있습니다. 1875년 영국의 생리학자 R.케이튼이 처음으로 토끼, 원숭이의 대뇌피질에서 나온 미약한 전기활동을 검류계로 기록했고, 사람의 경우는 1924년 독일의 정신과 의사인 H.베르거가 처음 기록했습니다. 베르거는 머리에 외상을 입은 환자의 두개골 결손부의 피하에 2개의 백금전극을 삽입하여 기록했으며, 나중에 두피頭皮에 전극을 얹기만 해도 기록될 수 있다는 점을 관찰하고, 이것을 심전도心電圖나 근전도筋電圖와 같이 뇌전도EEG(electroencephalogram)라 했습니다. 이 같은 그의 공적을 기려 뇌파를 ‘베르거 리듬’이라고도 합니다. 뇌파는 뇌기능의 일부를 표시합니다. 현재로서는 고등한 정신현상, 예를 들면 사고, 감정, 의지 등은 뇌파의 파형으로부터 판단하기 어렵습니다. 다만 뇌 전체의 활동상태, 예를 들면 눈을 뜨고 있는가, 잠자고 있는가 하는 의식수준 정도는 뇌파에 상당히 정확하게 나타납니다. 그 밖에 뇌 기능에 이상이 생기면 그것에 대응하여 이상뇌파가 나타나는 일이 있고, 특히 극파棘波라고 하는 이상파형은 전간癲癎의 진단이나 치료에 불가결합니다.
흥분의 전달속도는 신경의 종류와 동물에 따라 다릅니다. 개구리의 경우 1초에 25m인데 반해 사람은 1초에 120m를 달리므로 손가락이 뜨거운 물체에 닿았을 때에 얼마나 빠른 속도로 손을 떼는지 짐작할 수 있을 것입니다.