뇌과학의 모든 것은 참 활용도가 많은 책이다. 우리는 종종 무엇을 안다는 것은 그림처럼 그릴 수 있어야 된다는 말을 한다. 이미지가 만들어지고 그 이후에 글이 이미지를 표현한다. 그리고 그 글을 읽는 독자는 다시 글을 해석하여 이미지로 재탄생 시켜야 하는 과정을 겪게 된다. 이미지를 끄집어내기 위해서는 내 기억에 그 이미지가 있어야 가능한 일이다.

 그러나 만약 이미지를 먼저 습득하면 이미지는 곧장 기억화되고 글을 읽는 순간 이미지는 구체화되며 체계화 된다. 일례로 척수 신경에 대한 정보를 접하게 되면 그 수많은 신경로를 외우기 위해 노력을 한다. 그물척수로, 전정척수로, 시개척수로, 적핵척수로, 피질척수로 등의 이름은 이것을 공부하는 사람을 곤혹스럽게 하기 쉽상이다. 이 때 각각의 기능을 외우기에 앞서 척수로의 루트를 그려보면 이해가 그림과 함께 습득된다. 여기에 진화학적 접근은 이해를 확장시킨다.

물고기의 몸통 운동을 관장하는 그물척수로, 물 속에서 나와 몸의 균형을 담당하게 한 전정척수로, 고개를 들어 눈을 움직이게 하는 시개척수로, 그리고 네 발을 움직여 굴곡동작을 수행하게 하여 움직이게 하는 적핵척수로, 손을 이용하며 확장된 영역인 대뇌피질을 척수로 연결하는 피질척수로는 읽는 순간 직접적 기억과 연계가 된다.

움직임의 전문가인 물리치료사는 이 사실에서 치료를 끄집어 낸다. 몸통의 움직임이 완성되지 않으면 서기를 하기가 어렵다. 선다는 행위는 균형 반응을 토대로 한다. 전정척수로의 균형과 넘어질 때 반사적으로 손을 짚는 것, 그리고 고개를 드는 반응인 정위반응이 합쳐진 것을 균형 반응이라고 한다. 척수로를 안다는 것은 우리의 움직임이 어떻게 되었는지를 관찰할 수 있는 말과 같다.  

뇌과학의 모든 것을 읽고 활용하는 것은 이외에도 다양하다.

‘ 뇌는 세포 배양기’라는 말이 초반에 언급이 된다. 뇌는 두개골 안에 쌓여 있고 뇌척수액에 담겨 있다. 산소 공급이 5분정도 끊기기 시작하면 바로 뇌세포가 죽기 시작한다. 이 내용에는 많은 의미가 내포되어 있다. 뇌 세포는 어떤 세포보다 많은 산소를 요구한다. 이것은 세포 고유 기능인 단백질합성이 가장 왕성하다는 말과 같으며 시시각각 변하는 외부환경과 외부환경에 적응하는 우리의 몸의 환경에 민감하게 반응해야 하기 때문이다.

이 일련의 과정으로 뇌와 몸을 잇는 척수신경, 감각을 뇌로 전달하기 위한 감각신경, 움직임을 전달하는 신경로가 정해진다. 이 루트를 안다는 것은 우리 몸이 하나의 장치로 작용하기 위한 필요조건이 된다.

뇌과학의 모든 것은 이 흐름을 따르고 있다.

1장 신경으로 온몸을 연결하다 - 척수와 신경 은 이 내용을 고스란히 담고 있다. 70조 개의 세포로 이루어진 우리 몸을 하나로 연결하는 것은 70조 개의 세포가 유기적으로 작동하기 위한 조건을 설명하는 것과 같다.

그림을 유심히 살펴볼 필요가 있다. 그림은 종이 위에 그려지기에 하나의 단면만을 보여줄 수 밖에 없다. 그래서 화가는 원근법과 혹은 입체화 등을 발명해내며 사물을 표현하려고 하였다. 나는 이 책을 보면서 그런면을 발견한다. 척수신경의 구조와 함께 기능을 설명하기 위해 2차원인 그림과 3차원 그림, 각 기능의 관계성을 알리기 위한 도표가 친절하게 들어가 있다.

이미지를 다양한 각도와 방향으로 바라보게 되면 이미지는 구체적으로 뇌에 기억화 된다. 

이 책은 이 방법을 처음부터 끝까지 노리고 있다. 보여줄 것 다 보여 줄테니 모를테면 몰라봐라.라고 말하고 있는 듯 하다.  

2장 움직임 이전에 의식이 있었다 - 뇌간과 그물형성체 에서는 몸을 움직인다는 것은 모든 세포가 깨어있어야 가능하다. 이것이 각성이며 이를 담당하는 기관이 그물형성체이다. 뇌의 기억방식은 주소기억방식이다. 반도체가 입력의 위치와 출력의 위치가 정해져 있다면 뇌는 각각의 기억이 영역을 구분하여 입력되어 있다. 그리고 입력된 부위는 각각의 연결망을 통해 형성된다. 사과라는 단어를 떠올리면 사과의 색깔, 크기, 모양, 맛, 손에서 만져지는 감각, 사과나무, 나무가 심어져 있는 땅, 땅을 내어놓은 하늘 등의 모든 내용이 포함되어 있다.

뇌에서 사과를 떠올리기 위해서는 시각, 청각, 체감각, 사과를 먹었을 때의 상황 등이 모두 함께 작용해야 한다. 뇌에서는 이 모든 영역이 한꺼번에 작용해야 가능하다. 결국 각각의 뇌의 기억영역은 연결되어 있어야 하고 한꺼번에 깨어 있어야 연결된다. 이 모든 뇌를 깨우고 활성하게 만드는 것을 각성이라고 한다. 이 연결망의 중심이 그물형성체이다.

3장 더 자연스러워지고 더 정교해지는 움직임 – 소뇌

사과를 알고 있다면 그 이후에 손을 뻗어 잡아야 한다. 이중에 운동에 대한 타이밍을 관장하는 부위가 소뇌이다. 소뇌는 근육의 타이밍을 조절한다. 근육은 주동근과 길항근이라는 형태의 움직임으로 움직인다. 팔을 구부리는 동작을 굴곡이라하고 이 굴곡을 가능하게 하는 근육이 상완이두근이다. 그러나 상완이두근이 움직이기 위해서는 반대편의 상완삼두근이 잡아줘야 가능하다. 마치 절벽을 내려가는 사람을 위에서 줄로 잡아 주는 것과 같다. 상완이두근이 너무 강하거나 상완삼두근이 너무 강하게 작용하면 움직임은 정지한다. 이 타이밍을 조절하는 부위가 소뇌이다.

이를 가능하게 하기 위해서는 몸에서 올라오는 정보와 뇌에서 기억된 정보가 서로 비교되어 측정되어야 한다. 이 모든 과정은 매우 복잡하다.

4장 신경이 근육을 만나 몸을 움직이다 - 근육운동의 생화학적 메커니즘

모든 움직임은 뇌에서 일어나는 것이 아니라 근육의 활동으로 일어난다. 근육을 움직이는 과정은 그리 간단치가 않다. 근육 섬유를 모두 조절하는 것이 아니라 척수신경에서 뻗어 나온 말초신경의 작용을 받는다.

계속..............