#0

지난 시간의 브로드만 맵 2개를 했다. 내용은 어려울 것 같은데, 해 볼만 하게 보인다. 원본을 보면 그렇지 않다. 왜 그런가? 스스로 물어보라. 각자 고유의 학습방법이 나온다. 이렇게 바뀌는데 10년 걸렸다. 단순하게 보이지만 10년이 걸렸다. 나도 옛날 학습법에 오랫동안 젖어 있었다. 안으로 들어가지 말고 패턴을 보라.

박자세에서 공부하시는 분들, 어떻게 하면 효과적으로 공부하는가는, 경험을 말하면, 가방에 책 넣어 다니면 하수다. 10년 전까지만 해도 가방에 책 넣어 다녔다. 그 차이는 가방에 책이 있으면 안심이 된다. 그런데 얼마나 볼까?

책은 보는 것이 아니다. 책은 책꽂이에 꽂아 두는 것이다. 그것이 사람을 편안하게 해준다. 책을 살 때 못 읽는 자신에 대해 미안한 마음이 든 것을 역발상으로 해방시켜 준다. 책은 사되 보지 마라. 그러면 마음껏 살 수 있다. 책이 말을 걸어 올 때까지 꽂아 둔다. 공부하려고 몸부림치다가 에너지 다 뺏긴다. 제발 안으로 들어가지 마라. 내용 하나도 몰라도 된다. 대신 패턴을 보라. 안으로 들어가면 보이지 않는다. 밖에서 서성대면 패턴이 보이고 유추가 된다.

프로이드가 꿈에 대한 해몽으로 인류가 100년 동안 꿈에 대해 관심을 갖게 했다. 프로이드는 꿈의 내용을 보았다. 20명의 자신의 환자를 분석했는데, 그 모집단이 히스테릭, 우울증이 있는 편향된 사람들이다. 그 사람들의 꿈을 스토리로 분석해서 지난 100년 동안 과학의 길을 막았다. 여기에 반기를 든 사람이 하버드대 앨런 홉슨(J. Allan Hobson)이다. 앨런 홉슨은 “프로이드는 50% 맞고 100% 틀렸다”고 하였다. 그리고 프로이드와 반대로 가서 내용을 보지 않았다. 꿈의 사례 모은 20장을 가위로 반으로 잘라 섞어서 대학원생에게 읽히게 했는데 아무 문제가 없다. 꿈은 한마디로 넌센스이기 때문이다. 내용을 보지 말고 형식을 보라고 하였다. 꿈의 형식을 보면 내용을 보았을 때 못했던 질문이 쏟아져 나온다. 꿈에 ‘앉아서’ ‘누워서’ 있는 장면이 있던가? 또는 꿈에서 냄새를 맡아 보았는가? 프로이드는 결코 이런 질문을 하지 못했다. 수많은 사람의 꿈을 통계내면 공통점이 나오는데 그것이 형식이다. 꿈의 주인공은 항상 움직이고, 후각, 촉각이 작동하지 않는다. 이런 간단한 질문도 프로이드가 못한 것은 꿈의 내용으로 들어가서이다.

책 보지 마라. 책꽂이에 꽂아만 두라. 그리고 책이 말을 걸어 올 때까지 기다려라.

피질의 중요도는 면적에 비례한다. 형식을 먼저 보는 사람은 패턴을 보고 “이것 봐라!”가 올라와야 한다. “M-PFC와 PC가 압도적으로 큰데, 이것은 뭐지?“ 그러면 공부가 분해가 된다. 결합한 상태는 안 보인다. 과학은 분해하는 것이다. 분해를 동양사회에서는 안 좋게 보아 과학이 출현하지 못했다. 분해한 사람은 결합할 수 있다.

ATL, ITL은 왜 lobe라고 붙였는가? 질문이 떠 오른다. 패턴을 보는 사람들은 질문이 형성된다. 내용으로 들어가면 질문이 안 생긴다. 내용은 의미이고, 답이기 때문이다. 내용을 보면 답을 알고 있는 것이기에 질문할 필요가 없어진다.

M-PFC의 기능은 통증을 조절한다는 것이다. 그러면 질문이 나온다. “통증이라면, PFC는 고위중추인데, 통증은 1차 영역에서 다 처리하는데, 왜 여기에서 쓰는가?” 레벨이 안 맞다. 그때 당혹해야 한다. 당혹함이 생기면 공부가 엄청 된다. 다시 보면 ‘통증을 줄이는 것’이다.

통증을 피해가는 것에서 공포의 대상이 생긴다. 공포를 없애려면 대상을 마주봐야 한다. 공포는 두 눈 부릅뜨고 마주하지 않고 피했기 때문에 생긴다. 공포를 없애려면 맞장을 뜨라는 것이다. 공포의 본질은 마주하지 않는 우리의 회피작동이 공포심을 만들어냈다.

분노는 언제 생길까? 사람이 그냥 화를 안낸다. 90% 화내는 상황이 있다. 자기 목적이 방해될 때 화낸다. 운전할 때 끼어들면 화낸다. 분노는 나의 길을 방해할 때 생긴다. 주로 내면의 길이다. 내가 바쁜데 누가 막으면 화가 난다. 누가 집적거리면 분노가 생긴다. 한방 때리려고 한다. 물리적으로 제거하려고 하는 것이다.

그런데 힘 쎈 놈이 나타나 불가항력이면 “한 대 맞고 말지” 한다. 물리적으로 맞고, 심리적으로 맞는 것 동일하다. 그것이 ‘스트레스’이다. 스트레스인데 어쩔 수 없이 당하는 것은 자기를 좌절시킨다. 분노도 못하고, 회피도 못하고 꼼짝없이 당하면 심리적 면역반응이 수동적으로 되는 것이다. 그것이 ‘우울증’이다. 하루에 10시간 깨어있으면 9시간은 이런 상태이다. 그것이 뜸할 때가 ‘편안함’, ‘행복’이라고 한다.

그렇게 우리는 우울한 존재이다. 우리는 ‘피식자’이다. 그것을 알면 많은 것이 이해가 된다. 포유동물의 90%는 피식자이다. 맹수류(식육목)는 개과와 고양이과 밖에 없다. 나머지는 다 도망 다니는 종이다. 이것이 우리의 본질이다. 겁 많으면 오래 산다. 도망을 잘 가기 때문이다. 그런 과정에서 우리는 그것을 극복하고 우주까지 나가게 되었다.

오늘도 편안히 생각하라. 4개 그림으로 끝낸다. 그 그림은 10번 이상 그려보아야 한다. 잡다하게 하지 마라. 잡다하게 하는 방식 중 인터넷 기기와 담을 쌓아라. 스마트폰으로 읽을 수는 있지만 훈련할 생각하지 마라. 유리 위의 지식은 먼지처럼 앉지만 뿌리를 못 내려 불면 다 날아간다. 진짜 자기가 알고 싶은 지식은 손에 적든지 팔뚝에 새기든지 해야 한다.

#1

진짜 핵심 지식은 몇 개 없다. 뇌를 반 잘라서 그리는 그림을 5분 내로 그릴 수 있어야 한다. 아주 단순한 그림이고 10년째 그리는데도 뭔가 어색하다. 이 관문을 통과하면 실력이 붙는다. 이 그림 하나면 된다.

Pituitary gland(뇌하수체)가 내려오는 위치를 잡아준다. 다음으로 밑으로 내려와서 멈추고, 다시 처음으로 가서 외곽을 그려준다. Optic chiasma(시각교차)를 그려주고, 다음에 밑으로 내려와서 뇌하수체 전엽과 후엽을 그린다. 그리고 더 와서 mammillary body(유두체)를 그린다. 다음은 내려와서 뇌간(Brain stem) 부위를 앉혀준다. 이 그림 하나가 브레인 전체 공부의 50%를 장악한다. 지금 그리는 그림은 고통, 통증이다. 목적에 따라 조금씩 그림이 달라진다. 다음은 위쪽을 그리는 것이 아니고, 중뇌수도관을 그린다. 그리고 뒤쪽을 올려 주면 이 그림은 90% 끝난다.

시간이 엄청나게 들어도 아름다움을 포기하지 마라. 아름다움이 완성이 되는 순간 어떤 노력을 안 해도 브레인에 싹 들어온다. 아름답지 않으면 기억에 남지 않고, 사용할 수 없고, 에너지가 많이 든다. 우리가 우주로 나가게 된 것도 수학의 궁극적 아름다움이다. 물리학자든 수학자든 모든 자연과학을 한 사람은 궁극적으로 아름다움을 포기하지 않는다. 심지어 논리나 뭐가 맞느냐는 포기하더라도 아름다움은 포기하지 않는다. 이것을 끝까지 따라가야 한다. 피카소 그림이 마지막에 단순화게 된 원리이다. 복잡하면 보지 않는다.

다음은 위쪽을 그린다. Corpus callosum(뇌량) body와 splenium을 그린다. 아래쪽과는 해부학적으로 완전히 다른 조직이다. 그래서 구분을 해준다. 아래쪽의 송과체 부위에 posterior commissure(PC, 후교련)가 있고 앞쪽에는 anterior commissure(AC, 전교련)가 있는데, 아름다움을 위해 생략한다. 송과체(pineal body)를 볼록하게 그리고, 밑으로 내려오면서 상구(SC, superior colliculus)와 하구(IC, inferior colliculus)를 그린다. 다음은 아래의 뇌척수액이 흐르는 물탱크로 가는 길을 그려서 마무리한다.

다음은 대뇌피질을 덮어준다. 통증이 왜 중요한가를 설명하는 그림이다. 잡다한 것 보다 핵심적인 것 몇 가지는 확실히 챙겨가라. 측두엽은 안 그려도 된다. 이것이 플랫폼이다. 본인이 스스로 만들어보아야 한다. 이것이 형식을 본다는 것이다. 틀만 있으면 내용은 갖다 넣으면 된다.

통증을 처리하는 브레인 영역이 어디에 있는가? 통증을 회피하고나 제거하가 수용하거나에 따라 정신작용이 일어난다. 다른 것이 없다. 궁극적으로는 통증이다. 아픈 것이다. 많은 사람이 아픈 것이다. 붓다가 출현하여 아프다는 것을 진리의 차원까지 올려 종교를 만들었다. 불교는 고통의 종교다. 인류가 왜 고통을 느끼는가를 밝혀낸 종교가 불교이다. <유마경>에 보면 유마거사가 병을 앓아 모든 보살이 문병을 왔는데, 유마거사에게 “왜 병이 들었는가?” 물으니, “중생이 아프니까 내가 아프다.”고 하였다. 이 한 문장으로 대승불교가 꽃을 피운다. 바로 “아픔”이다. 유마는 타인의 아픔을 나의 아픔으로 바꾼 실존 인물이다. 경주 석굴암에 있는 불보살 사이에, 유일한 사람이 유마거사이다. 고통에서 시작한다. 뇌과학을 해보면 궁극적 실체는 하나구나, 아프다는 것이다. 아프다는 것을 브레인이 어떻게 처리하는가? 그 영역을 그린다.

첫 번째는 PAG(periaqueductal gray, 중뇌수도관 주위 회색질)이다. PAG와 SC, IC가 있는 밴드를 midbrain(중뇌)이라고 한다. midbrain의 등쪽이 상구(SC), 하구(IC)이고, 이를 다르게 부르는 이름이 Tectum(시개), 가운데 조직은 Tegmentum(중뇌피개)이다. Tectum, Tegmentum은 세포이다. 나머지는 세포가 없는가? 고속도로(highway)이다. 고속도로 휴게소가 몇 군데 있고 사람이 있는 것이 세포다. 압도적으로 많은 것은 고속도로이다. 운동으로 내려가는 배쪽(하행감각)과 감각으로 올라가는 등쪽(상행감각)이 고속도로이다. 2개의 고속도로 빼고는 도시가 없느냐? 몇 군데 있다. 그런데 PAG에는 왕창 있다. 이곳은 자유도시이다. 국경 봉수대의 수병이다. 병졸들이 왜 여기 있을까? 뭐하냐? 간절하게 물어보라. PAG는 나일강(aqueduct)가에 있는 이집트이다. 강이 흐르니 고기가 있다. 강가에 사람이 산다. 중뇌수도관 주위에 회색질은 세포 덩어리이다. 이 세포들이 무엇을 하는지 묻는 것에서부터 고통이 무엇인가를 이해하기 시작한다.

두 번째는 amygdala(편도체, Amy)이다. PAG 위는 서울이고, 아래는 지방이다. 지방의 모든 문제가 PAG로 올라와서 직속상관인 Amy에게 보고된다. 명상 어쩌구 하는 것도 Amy와 관련 있다. 실재 Amy를 보면 느낌이 달라진다.

인간의 모든 정신작용의 에센스는 통증에서 시작한다. <감정의 발견>에서 “명상하고, 감정조절하면 다 되지” 하는데, 타이슨이 말하길, “주먹으로 콧잔등 한 대 맞아보면 그런 말이 나오는가?” 리얼한 이야기이다. 압핀을 밟고, 뜨거운 물에 데고, 핵주먹에 맞으면 뭐가 떠오르겠는가? 그 세계이다. 생명은 리얼한, 피하지 않으면 죽는, 그 상황에서 진화되어 왔다. 300만 년 전에서 1만 년까지 인류는 단 1만 명이었다. 이중 단 1천 명이 아프라카에서 빠져나온 유라시아 70억 인구를 만들었다.

세 번째, 통증의 주인공은 어마어마하게 중요한 ACC(anterior cingulate cortex, 전대상회)이다. PAG, Amy, ACC 3개는 동급이다.

네 번째는 명상하는 사람들의 핫 이슈인 insula(섬엽)이다. 내부장기에서 올라오는 모든 감각의 지도를 그리는 곳이다. 조그만 브레인과 같다. 고통, 중독과 관계된다. 담배 피우는 사람이 insula에 문제 생기니 금단증상 없이 끊어졌다.

다섯 번째는 Somatic association(SII, SA, 체감각연합)이다.

우리 감정의 뿌리가 통증이다. 위로 올라가면 통증이 고통이 된다. 통증은 느끼는데 고통은 안 느낄 수 있다. 관운장이 독화살 맞고 바둑을 둘 수 있다. 관운장 쯤 되면 통증은 느끼지만 위에서 강하게 눌러서 통증을 참는다. 아래는 ‘통증’, 위로 오면 ‘고통’, 전두엽 쪽으로 오면 ‘고뇌’가 된다. 중간 쯤 오면 통증이 감정으로 바뀐다. 감정은 조절할 수 있다. 아파도 사람마다 감내하는 범위가 다르다. 통증은 같으나 윗 단계 조절에서 차이가 난다. ‘통증->고통->고뇌’에서 고뇌까지 오면 우주론 쪽으로 모든 것을 통섭할 수 있는 진리차원까지 된다.

여섯 번째 리얼한 통증의 마지막은 시상(Thalamus)이다. 인간이 느끼는 통증 중 가장 지독한 통증이 시상통(thalamic pain)이다. 시상통은 참을 수 없는 순수 통증이다.

머리(Head)와 몸(Body)은 분리하여 보아야 한다. 머리의 출현은 어류 이후부터이다. 척삭동물인 창고기는 머리가 없다. 목은 양서류로 바뀔 때 출현하였다. 머리가 없으면 ganglia(신경절)가 핵심이다. 우리가 아는 브레인은 head ganglia이다. 곤충의 브레인의 가장 큰 것은 시각처리이다. 머리 ganglia, 가슴 ganglia, 복부 ganglia가 있는데, 3개가 동등하다. 머리 ganglia가 시각처리하기 위해 불거진 것이다. 브레인은 ganglia 중 하나이다. 그래야 전체가 다 보인다. 공룡도 Head ganglia로는 뒤까지는 너무 머니까 엉치쪽에도 ganglia가 있다고 한다. 문어는 다리에 60% 뉴런이 나가 있고, 피부색깔을 바꾸는 정보처리가 발달하였다. 금붕어와 메기의 메인 감각은 미각이어서 피부에 맛을 느끼는 부위가 대뇌처럼 불거졌다. 고래의 브레인은 하구(IC)가 불거졌다. 청각이 중요하기 때문이다.

Body에서 척수(spinal cord)를 통해 올라오는 모든 정보가 PAG로 간다. 그 전에 조그만 신경핵이 있는데 PB(parabrachial nuclei, 부완핵)이다. 척수로 들어가는 정보의 가장 중요한 것은 ‘온도’, ‘통증’, ‘촉각’이다. DRG(Dorsa root ganglion)를 통해 들어간다.

DRG는 척수만 하다. 척수에 올라가는 것이 무엇인가? 척수신경이 하는 일이 5가지인데, 감각은 거의 DRG로 올라간다. DRG 세포는 sensory neuron(감각신경세포)이고, 전달해 주는 것이 첫째 온도이다. 춥다, 덥다 누가 느끼는가? 브레인이 느낀다. 피부에서 어떻게 브레인으로 가는가? 척수를 통해 브레인으로 간다. 얼굴에서 느끼는 찬바람은 길이 다르다. 얼굴 밑은 DRG에서 가는 것이고, 얼굴에서의 치통, 시린 것, 뜨거운 것 등 온도에 민감한 것은 70-80%가 삼차신경(trigeminal nerve)이다. 그래서 삼차신경을 DRG의 하나로 보라는 것이다. 구분할 필요가 없다. 그래서 형식을 보라는 것이다. 형식을 보면 헷갈리지 않는다. 근본을 보기 때문이다. 내용을 찾으면 할 때 마다 헷갈린다.

형식을 보면 브레인은 말단비대증으로 허상이다. 척수에게 물어보아야 한다. DRG가 뭔가? 물어보아야 한다. 감각신경세포이니 들어가는 것이다. 뭐가 들어가는가? 들어가려면 안테나가 나온다. 안테나 끝에 근육이 있을 수 있고, 침샘, 눈물샘이 있을 수 있고, 같은 DRG가 있을 수 있다. 근육이 있으면 주먹이 나가고, 눈물샘이 있으면 눈물이 나간다. 그런데 그 위쪽에 아무것도 없고 신경연결만 되어 있다. 그것을 ‘생각’이라고 한다. 이때부터 Head와 Body가 구분이 된다. 척수 마디 40개로 들어가는 것이 DRG라면, 얼굴에 가는 것은 삼차신경이다. 온도, 통증, 촉각을 보내주는 곳으로 하는 일이 같다.

어느 날 어떤 사람이 초원을 산책했다. 말이 죽은 뼈가 있다. 두개골이 분리되어 있어, 두개골 뼈가 뭐지 물어보니, 척추 마지막 뼈와 연관성이 있어 보인다. 그 연관성을 최초로 언급한 사람이 바로 괴테이다. 형식을 보는 사람들이다. 안으로 들어가지 않고 패턴을 보는 것이다.

시상(TH)에서 신호가 위로 올라가는 곳이 S1(somatic primary)이다. S1은 3, 1, 2로 나뉘어진다. 촉각, 일부통증, 고유감각이 다 들어온다. 이중 S1-3가 고유감각이다. S1에서 SII(somatic association)로 내려오고, SII에서 TH와 insula로 보낸다. insula에서는 ACC로 간다. S1에서는 큰 영역인 PPC(posterior parietal cortex)로 간다. ACC는 PCC(posterior cingulate gyrus)와 상호연결된다. 앞쪽에 대장인 PFC(prefrontal cortex)로 ACC에서 통보한다.

모든 정보는 아래로 내려가면 PAG로 모인다. PAG는 spinal cord, PB, Amy, PFC에서 오는 정보가 모이는 거대한 저수지이다. 위로 올라가면 감각 통증이 고통이 되고, 옛날 기억들과 다 연결이 된다.

행동 출력은 어떻게 나가는가 하면, 출력을 연계해주는 부위가 BG(basal ganglia, 대뇌기저핵)이다. 이 속에는 striatum구조가 있고, Lentiform Nucleus, globus pallidus 다 들어가 있다. 특히 전전두엽과 많이 연결된 곳이 Caudate Nucleus이다. PFC에서 BG로 가고, BG에서 TH로 간다.

TH아래의 Hypothalamus(Hyp)에서 Amygdala(Amy)로 보내고, Amy에서 PFC로 가는데, PFC에서 다시 Amy를 억제한다. PFC에서 Amy를 잘 억제하는 것을 ‘명상’이라고 한다. ACC, Insula도 TH와 연결된다. PB에서는 Hyp로 보내진다.

SMA(supplemental motor area)와 PPC가 상호 연결되어 있는데, 이 루트를 longitudinal fasciculus라고 한다. SMA에서 ACC로 보내진다.

통증, 고통, 고뇌 레벨이 되는데, 이 모든 것을 통칭하는 것이 ‘스트레스’이다. 우리 브레인이 하는 가장 중요한 역할은 스트레스를 처리하는 것이다. 스트레스 처리를 잘 하는 사람이 있다. 호모 사피엔스 전체는 스트레스 처리를 잘 했다. 그래서 사화를 형성하고 산다. 인간의 사회는 다른 동물과 근본적으로 다르다. 사회로 가는 길에서는 통증을 콘트롤해야 한다. 궁극적으로는 타인의 고통까지도 알게 되었다. 이태원 참사에 전 국민이 같이 슬퍼하고 애통해할 수 있다. “너도 인간이냐?” 이것이 무슨 말인가? 타인의 감정을 읽을 수 없을 때, 우리는 같은 인간 무리로서 인정하지 않는다. 사이코패스를 사회에서 격리시키는 이유가 인간의 정확한 정의가 ‘타인의 아픔을 자기 아픔처럼 느낄 수 있는 것’이기 때문이다. 그래서 모든 경제논리보다 최우선하는 것이 타인의 고통을 느껴보는 것, 그것으로 인간은 사회를 이룬다.

#2

척수를 그려본다. 잘라서 위에서 보는 그림으로 가운데 구멍은 중뇌수도관을 거쳐 외측내실까지 간다. 사각형으로 5분 만에 그릴 수 있다. 위가 Dorsal, 아래가 Ventral이다. 세포는 H 안에만 있고 바깥은 백질로 고속도로이다. H 양 옆에 뿔을 그려주면 모든 정보가 살아난다. 피라밋 신경세포를 전후좌우로 나누어 준다. 좌우 distal(원위부)<->proximal(근위부)로 나누어서 distal은 사지말단을 proximal은 가까운 부위를 조절한다. 상하로 나누어서 ‘굴근<->신근’을 조절한다. 이 피라밋 신경세포를 α-MN(α-Motor Neuron)이라고 한다. 우리 Body의 구체적 운동은 최종적으로 α-MN이 다 한다.

신경세포(α-MN, α-Motor Neuron) 말단이 근육(muscle)으로 가면 움찔거린다. 얼마나 움찔거리는가를 측정하는 곳이 Muscle spindle(MS, 근방추)이다. 뼈에 인대(ligament)가 붙는데, 인대에 muscle tension을 측정하는 기관이 GTO(golgi tendon organ)이다. 그래서 GTO와 MS가 보내는 감각성 정보를 고유감각(proprioception)이라고 한다. 전부 근육과 관계있다. 그래서 각 부위의 위치를 알게 되는데, 의식화되는 감각과 무의식화된 감각이 있다.

DRG는 척수의 Dorsal 옆에 있다. 교실(ganglia)이 있고 학생(신경세포핵)이 100명 있다. 말초에 속한다. ‘신경(nerve)’이라는 말이 무엇인가? 형식을 보지 않았다. 모든 과학용어에는 정의(definition)가 있다. 애매한 것을 적지 않는다. 형식을 보면 헷갈리지 않는다. “뭔데?” 하면 “이거다”하고 내 놓아야 과학이다. “없으면 없고 모르면 모른다”고 해야 과학이다. 12개 뇌신경에서 나온 말이다. 신경세포를 neuron이라고 하는데, 신경세포 가지를 앞쪽을 dendrite(수상돌기)라고 하고, 뒤쪽을 axon(축삭돌기)이라고 하고, 신경을 다쳤다고 할 때는 axon이 손상된 것이다. axon은 전압펄스를 만든다. dendrite도 전압펄스를 만드는데, 여기서 만드는 전기는 μV로 미약하게 퍼져있다. 돌기도 세포의 막일 뿐이다. 막을 타고 전위가 흐르는데, 막전위라고 한다. dendrite는 100개 정도이다. axon은 1개에서 2개, 3개일 수 있다. 수초화 된 부위와 안 된 부위가 있다. dendrite는 수초화 되지 않았다. 척수에서 DRG가 끝으로 간 부위가 free ending인데 수초화 되지 않았다. free ending은 실낱같이 나가서 “아 뜨거라, 아파!”하는 온갖 소리가 들려오는 것을 ganglia의 신경핵에서 모은다. 세포 몇 개인가? 형식을 보는 질문이다. 형식을 보면 공부가 1년 만에 끝난다. 실력이 안 느는 근본이유는 엉뚱한 것을 공부했다. 형식을 보면 “알았다” 하면 100% 알고 어떤 질문을 해도 안 흔들린다. 세포가 1개이다. Bipolar neuron으로 핵에는 DNA가 있고, 한 쪽은 손가락 끝이고, 피부이고, 한쪽은 척수 안으로 들어가는 단면에서 시냅스한 곳이다. 그런데 이 핵은 왜 위로 올라가 있을까? 고속도로의 길을 비켜 준 곳이다. 사람이 사는 도시 외곽에 고속도로가 있는 것이다. 발가락 끝에서 목까지 온도, 통증, 촉각을 빨리 척수로 보내주는 역할이다

DRG에서 척수로 들어오는 신경섬유가 4개인데, Aα가 고유감각으로 GTO, MS에서 만들어진다. Aβ는 의식화되는 touch(pressure, vibration)로 학술적으로 non-nociception(비통각)이다. 애인하고 손잡을 때 짜릿한 감각이다. Aα,와 Aβ로 오는 고유감각, 애인과 손잡는 감각은 정보가 엄청나기 때문에 척수에서 처리를 못하고 위로 올려보내야 한다. 척수의 PC(posterior column, 후섬유단)를 통해 보내지는데, 후섬유단은 엄청난 섬유단으로 척수단면 면적의 30% 차지하는 고속도로이다. 몸의 자세를 잡는 고유감각과 애인하고 손잡을 때의 떨리는 정보는 척수에서 처리할 수 없다. 그 정보를 후섬유단을 통해 위로 올라가서 브레인 전체를 동원하여 엄청난 계산을 한다.

후섬유단을 통해 올라가다가 연수(medula)에서 교차(decussation)하여 밴드를 형성한다. 이것을 ML(medial lemniscus, 내측섬유대)이라고 한다. ML에서 더 위로 가면 척수가 없으니 대용품이 와야 한다. 형식을 보는 방식이다. 바로 TH(thalamus)로 간다. 이때 오는 정보는 척수 T1~L2에서 오는데, TH의 VPL(Ventral posterolateral nucleus)로 간다. 또한 얼굴에서 ML로 오는 정보가 있는데 TH의 VPM(ventral posteromedial nucleus)으로 간다. 모두 무슨 감각인가? 온도, 통증, 촉각이다.

Aδ는 rough touch(pressure, vibration)로 rapid pain이며, Aβ와는 강도로 구분이 된다. C는 전적으로 slow pain이다. Aδ와 C fiber는 척수레벨에서 시냅스해서 정보처리가 된다. 시냅스 한 후에는 교차(decussation)하여 척수의 반대쪽으로 가서 고속도로를 탄다.

또한 척수에는 온도(T), 통증(P), 촉각(T)을 처리하는 신경세포가 있는데, 이 세포에서 고속도로를 타고 시상(TH)으로 올라가는데, 이를 척수시상로(spinothalamic tract, STT)라고 한다. STT가 통증의 뿌리이다.

척수의 오른쪽 외곽 고속도로에 섬유다발이 지나가는 큰 영역이 2개 있는데, 1개는 후척수소뇌로(posterior spinocerebellar tract)라고 하는데, 무의식적 고유감각이다. 다른 1개는 전척수소뇌로(anterior spinocerebellar tract)인데 spinal inter-neuron(척수중간신경세포)의 training과 관계있다. 구체적으로 운동 훈련한다는 것은 spinal inter-neuron을 훈련하는 것이다.

척수의 왼쪽 외곽에 위에서 내려오는 고속도로가 cortico-spinal tract과 rubro-spinal tract이다. Ventral 안쪽에는 anterior cortico-spinal tract이 내려온다. 올라가는 것은 감각, 내려오는 것은 운동이다.

#3

브레인은 스트레스를 해결하려고 존재한다. 타인의 아픔을 내 아픔처럼 느낄 수 있는 종이 출현했다. 그래서 사회가 출현하고 우주까지 가게 되었다. 붓다의 이야기는 대단하다. 불교처럼 고통을 중심에 놓은 철학, 종교가 없다, 불교는 모든 것이 아픔이라는 것이다.

최근에 입수한 논문자료인데, 스트레스는 이 그림으로 끝난다. 스트레스를 어떻게 해결하는가? 우리 브레인이 할 수 있는 모든 능력을 동원한다. 그것을 뒤집으면 “사람에게 스트레스 주면 안 되겠네!”라는 생각이 든다.

브레인 역할의 80%가 스트레스를 해결하는 것인데, 첫 번째 Cortisol을 분비한다. 분노를 일으켜 싸우러 가는 것이다. 두 번째는 NE(norepinephrine)를 분비하고, E(epinephrine, adrenaline)를 분비한다. E는 어디서 분비하는가? 부신수질에서 분비한다. 교감신경에서 메인이 NE이다. Cortisol, NE, E을 다 쓰는데, 이것은 바깥에서 오는 physical stress에 저항하는 것이다. 세 번째 Dorsal Vagus nerve의 afferent가 스트레스에 저항해준다.

그 다음의 핵심이 Cortisol, NE, E 모두 면역시스템을 건드린다. T-세포, Macrophage, Mast cell, kupffer cell, NK-세포, 5가지 모두를 활성화시킨다. 브레인과 면역시스템이 합작해서 스트레스에 저항한다. 스트레스를 안다는 것이 단순히 브레인을 넘어서서 면역시스템을 건드린다. 스트레스 받아 우울해지면 감기에 잘 걸린다. 스트레스 받아 면역시스템이 붕괴되면 죽는다. 상대방에게 스트레스 주면 안 된다. 마지막에 DRG가 등장한다. 우리 브레인과 면역시스템이 총체적으로 싸우는 게임이 스트레스와의 싸움이다. 스트레스에 버티고 버티는 시간을 “살아있다”라고 하고, 마지막에 항복하면 “죽음”이다. 브레인과 면역 쪽은 봇물이 터졌다. 그 중에 하나가 Gut–brain axis로 하부 이야기이다.

중추신경에 스트레스가 들어오면, 처음에 처리하는 시스템이 변연계(limbic system)로 amygdala와 ACC중심으로 얘기하는 것이다. 기억, 감정이 만들어지는 것도 변연계의 하부이다. 스트레스가 오면 변연계에서 금방 안다. 이것을 받아 처리하는 영역이 PVN(paraventricular nucleus, 실방핵)이다. 이때 실(ventricle)은 빈 공간인데 뇌척수액이 차 있는 제3뇌실이다. 제3뇌실이 있는 곳이 Thalamus영역인데, 호수 둘레에 세포가 있다는 의미의 실방핵이다. 다음이 내부장기 모든 감각이 올라오는 NTS(nucleus tractus solitarius, 고립로핵)로, Nine-9번 설인신경(맛, 호흡, 혈압, 내장), Ten-10번 미주신경(호흡, 혈압, 내부장기), Seven-7번 안면신경(맛)과 연결된다. NTS는 내부감시자이다.

PVN에서 NTS로 바로 오는 것이 아니고 관문이 있는데, 중추신경계와 말초신경계 사이의 핵이 ME(median eminence, 정중융기)이다. 또 시상하부에 ARC(arcuate nucleus, 궁상핵)가 엄청 중요한데, 여기는 뇌혈류장벽의 일부 문이 열려져 있다.

시상하부는 시상(Thalamus)의 하부(hypo-)에 있는 영역으로 인간 브레인에서는 10cm정도 크기인데, 물고기 브레인에서는 하수체가 브레인 전체를 차지한다. 시상하부의 뇌하수체에서 분비하는 호르몬의 영향을 받아 부신피질에서 코르티졸, 부신수질에서는 아드레날린이 나온다. 코르티졸 농도가 높아지면 해마로 가서 해마의 세포를 죽인다. 어린애한테 아버지가 “그것도 모르냐?”고 소리치면 애가 하얗게 질린다. 어른도 추궁 당하면 머리가 하얘진다고 하는데, 해마세포가 코르티졸에 죽어서 기억이 하나도 안 남는 현상이다. 이것이 극단적으로 되는 것이 연어의 죽음이다. 코르티졸이 분비되면 거대한 물고기도 죽을 수 있다. 사람도 극단적으로 몰아치면 죽을 수 있다. 시상하부가 초기 물고기로 돌아가면 가장 핵심적이 부위이다. 시상하부 적을 때는 “벌벌벌~” 떨면서 적어야 한다.

생명은 시상하부이다. 시상하부의 놔하수체 전엽에서 온갖 호르몬이 나오는데, 성장호르몬(GH), 프로락틴(prolactin), 베타-엔돌핀(BE), 등이다. 성장호르몬은 일생동안 나오는데, 푹 자야 나온다. 어른이 되어도 양이 줄지만 계속 나온다. 전엽과 후엽의 중간에는 POMC(Pro-opiomelanocortin)가 나온다. Opio는 마약이다. melano는 멜라닌 색소이다. Cortin에서 부신피질자극호르몬(ACTH)이 나온다. 신장은 renal이고 부신은 adrenal이다. 부신은 피질(cortex)과 수질(medula)이 있는데, 피질에서 분비하는 것이 cortisol, 수질에서 분비하는 것이 adrenalin이다.

혈류를 타고 전신으로 갔다가 브레인으로 곧장 온다. 초 단위로 일어나는 사건이다. 소리와 시각으로 나를 위협하는 대상에 스트레스 받는 동시에 속이 뒤틀린다. 혈류를 타고 ME, ARC를 통과해서 NTS로 오기 때문이다. 여기로 오는 것이 바로 면역시스템인데, 순찰 돌다가 곧장 통보해 준다. 피는 1분이면 한 바퀴 돈다. 그래서 짧은 거리는 초 단위이다.

항상 순찰병 들이 인체를 돌아다니고 있는데, 하나 하나 카운트해야 한다. Circulating cytokine인데, IL-1, IL-6, TNF-α, INF이다. 정신적 스트레스, 물리적 스트레스를 받으면 이와 같은 4종류의 Cytokine을 분비하는 것이다. Cytokine은 100종류가 넘는다. 역할이 미묘하게 다른데, 위 4가지는 염증성 cytokine이다. Cytokine이 ME와 ARC를 통해서 NTS에 곧장 알려주면 NTS에서 PVN으로 알려주고, PVN은 다시 ARC로 알려주면서 돌아간다.

스트레스를 해결하는 길은 DMV(Dorsal motor vagus nerve)가 나온다. Vagus는 80%가 감각성이고 20%가 운동성이다. Ventral vagus를 따로 상정하는데, 그것이 ambiguus 핵이다. PVN과 NTS에서 DMV로 보내준다.

PVN은 CRH(corticotropin releasing hormone)를 작동하게 하고, CRH는 Pituitary(뇌하수체)를 작동하여 ACTH와 BE, GH, Prolactin이 나오게 한다. 스트레스를 받으면 뇌하수체까지 가서 호르몬을 분비하기 위한 전초작업을 하는 것이다.

신경시스템에서는 SC(spinal cord)의 IML(intermediolateral columns)이다. 오늘 꼭 챙겨가야할 부위이다. 척수의 H 중앙부위에 뿔처럼 되어 있는 곳이다. 이제 교감신경 마음껏 말해도 된다. 교감신경의 실체가 도대체 뭔가? 형식을 보면 “어디 있는가?”부터 알아야 한다. 정확히 IML에 있다. 화날 때 손이 떨리고 주먹이 나가고 침이 튀며, 몸이 움직인다는 것은 신경활동을 한다는 것이다. 척수교감센터이다. 척수의 부교감신경세포도 IML 옆에 있다. 척수의 교감신경세포는 Sympathetic trunk(교감기둥)로 들어와서 시냅스한다. 시냅스 한 세포는 내 몸의 내부장기(visceral organ)로 나간다. 척수에서는 DRG, IML, Sympathetic trunk를 알아야 한다. 자율신경(autonomic nerve)에는 교감(sympathetic)과 부교감(para-sympathetic)이 있는데, 운동성이다.

그래서 IML은 교감신호를 중개해주는 척수에 있는 교감신경세포이다. IML에서 작동시키는 것이 SNS(sympathetic nerve system)인데, NE(norepinephrine), NPY(neuropeptide Y), ENK(Enkephalin) 호르몬이 나온다. SNS에서는 Adrenal(부신)의 피질(cortex)과 수질(medula)를 작동시키고, ACTH에서 부신피질을 자극한다. 그러면 부신에서는 2개의 면역기관인 Spleen(비장), thymus(흉선)를 자극한다. 부신피질에서는 코르티졸이 GR(glucocorticoid receptor)를 통해 5종류 Immune cell(macrophage, NK-cell, T-cell, Mast cell, Kupffer cell)로 들어온다. 아드레날린(E)은 αAR(α-adrenergic receptor)을 통해서, 노르아드레날린(NE)은 βAR을 통해 면역세포로 들어온다. 5종류의 면역세포는 허파(Lung), 창자(Gut), 간(liver), 비장(spleen), 췌장(pancreas)에 있는데, 막에 박혀 있는 이온채널을 코르티졸, 아드레날린, 노르아드레날린이 건드려준다는 것이다. 그러면 5개의 면역세포가 4가지 Cytokine을 분비한다. 아드레날린은 누가 촉발시켰는가? 스트레스이다. 스트레스와 면역의 관계가 분명해졌다. 건드리면 초 단위로 작동한다.

교감이 작동하고 호르몬(코르티졸, 아드레날린, 노르아드레날린)이 작동했는데, 그것 가지고도 안 된다. 이제 DMV가 작동해야 한다. 미주신경이 손 쓸 단계이다. 미주신경은 감시병을 온 몸에 다 보내나서 다 알고 있다. 그래서 보병과 탱크부대로도 안 되면 미주신경이 나서서 전면전을 한다. DMV에서 Vagal efferent로 밖으로 나가서 Cholinergic을 작동시킨다. 그러면 아세틸콜린(Ach)이 α7-AchR(α7-acetylcholine receptor)을 통해서 면역세포로 들어온다. 스트레스는 그냥 면역이다. 싫은 소리 들으면 초단위로 면역물질이 피를 타고 순환한다. 이때 면역세포에서 나오는 면역물질은 혈류를 타고 척수의 DRG에서 피부로 나간 감각신경(sensory nerve)의 자유말단(free ending)에서 감지하여 가려움을 느끼고 긁게 된다.

감각신경의 자유말단에서는 Vagal afferent를 통해 NTS로 보낸다. 또 하나는 DRG로 보내는데, DRG에서는 SP(Substance P), CGRP(calcitonin gene-related peptide)가 나온다. CGRP는 편두통을 일으키는 물질이다. 이것이 NTS로 올라간다.

이상은 Immuno-brain interaction이다.

#4

스트레스와 혈관 사이즈는 어떤 관계인가를 보여주는 그림이다.

pre-synapse에서 Glu(glutamate)가 나오면 post-synapse에 Ca2+이 들어와서 nNOS(Neuronal nitric oxides synthase)를 작동시켜 밖으로 나오면 NO gas가 나온다.

Glu가 성상세포의 인지질막으로 가서 이온채널인 GluT 또는 GluR5로 들어간다. GluR5로 들어가면 IP3(Inositol trisphosphate)가 작동되고, 그러면 칼슘이 들어있는 소포주머니의 문을 열면 칼륨이 나온다. 칼륨이 성상세포 이온채널 Bkca를 트리거하면, 성상세포 옆을 지나는 세동맥을 감고 있는 세동맥민무늬근(arteriole smooth muscle)의 Kir4.1 이온채널을 연다.

또한 성상세포 내의 칼륨 시그널이 AA(Arachidonic acid)를 나오게 하고, AA에서는 AA와 EET(Epoxyeicosatrienoic acids), COX1(cyclooxygenase1)이 나온다. COX1에서는 PGE2(Prostaglandin E2)를 만든다. AA, EET, PGE2는 세동맥민무늬근 안으로 들어가고, Kir4.1 이온채널에서 트리거 된 시그널과 EET, PGE2가 근육을 확장(dilation)시켜 NO gas가 근육세포 안으로 들어오게 한다. NO gas는 cGMP를 자극하여 근육을 확장시킨다. AA가 20-HETE(20-Hydroxyeicosatetraenoic acid)가 나오게 하면 근육이 수축한다.

그래서 신경을 쓰면 혈관이 바뀐다. 대동맥에서 동맥-세동맥-모세혈관으로 이어지는데, 모세혈관으로 보내주는 혈류를 세동맥의 민무늬근에서 조절해준다. 이것이 “neuro-vascular interaction”이다. 신경쓰면 모세혈관의 혈류가 바뀐다.

더 이상 박자세 회원들은 창자와 브레인이 어떻게 관계 되는가? 면역과 브레인이 어떻게 관계 되는가? 질문 안해도 된다.