학습에 있어서 신경계에서 가장 놀라운 능력은 뉴런들 간의 상호작용이며, 이를 통해 정보를 처리하고 종합화 한다. 신경계에서 시냅스 간의 정보 전달에 관여하는 5가지 종류 이상의 신경전달물질에 대해 설명하시오.
서론
인간의 뇌는 뉴런이라는 신경세포가 발달해 있어, 특정한 정보들을 받아들이게 되었을 때, 이들을 부호화하고 다른 세포에 전달하는 과정에서 뉴런들이 전기신호로 변환하고, 전달된 정보들은 행동이나 생리적인 반응을 유발하게 된다. 우리가 스트레스를 받는다고 느꼈을 때, 갑자기 두통이 느껴지는 것들도 외부 자극에 의해 인식한 정보가 뉴런에 의해 전달된 효과라고 이해할 수 있을 것이다.
문제는 설명을 쉽게 했지만, 뉴런이 전달되는 신경계는 뉴런들 간의 네트워크로써 굉장히 복잡하게 구성되어 있는 회로이다. 자극과 반응들을 기억하며, 경험했던 다른 자극들과 비교하면서 더 나은 선택을 하게 이끄는 ‘아주 빠른 정보처리 계산기’가 신경계이다. 이 신경계 안에는 우리가 감정이라고 부르는 것, 성품, 자아의식, 사랑하는 마음과 미워하는 마음 등이 모두 포함되어 있다.
흥미로운 사실로, 신경계는 자포동물인 말미잘 등도 가지고 있다는 점이다. 즉, 뇌가 없거나 아주 작다 하더라도 위험요인을 감지하기 위한 ‘감각의 기억’ 수단으로써 신경계가 즉각적인 반응 요건으로 작용한다는 것이다. 이 과정은 주제에서 제시된 어휘처럼 ‘종합화’라고 정의하는데,
본론
아세틸콜린
가장 먼저 발견된 신경전달 물질로써, 말초신경계에서 골격근, 내장근육 운동을 조절하는 기능을 한다. 뇌에서도 아세틸콜린의 기능이 작용되는데, 인간이 수면상태에 빠져 있는 동안 렘수면 상태에 빠져 꿈을 만드는 역할을 한다. 이와 함께 학습, 기억과 연관되어 아세틸콜린의 수준이 높으면 높을수록 높은 학습 능력을 보여준다.
아세틸콜린은 포스파티딜콜린으로부터 합성된다. 그러므로 아세틸콜린 수준을 높이고자 한다면, 주기적으로 콜린을 섭취하는 게 좋다. 우리가 자주 먹는 달걀, 간, 생선, 우유, 치즈 증에 풍부하게 함유되어 있다. 만약 아세틸콜린이 부족하게 된다면, 치매와 같이 점차 기억력을 상실하며, 뉴런들이 죽어가는 진행성 알츠하이머가 발생하게 된다.
도파민
도파민은 한 번 분비되면 멈추지 않는 창조, 열정, 쾌감의 신경전달물질이다. 일을 할 때 느끼는 몰입감이나 창의성이 높은 사람들은 대체로 높은 도파민 분비성을 보여준다. 하지만 너무 과잉하게 도파민이 분비될 경우, 정신적 귢ㅇ이 무너져 환각, 망상을 보는 등 꿈 – 현실을 구별하지 못하는 정신분열 문제를 경험하곤 한다.
노르아드레날린
노르아드레날린은 수면, 위기 순간을 관리하는 생명 리듬의 근원적인 신경전달물질이다. 이와 함께 사람을 용감하게 만들어주는 물질이기도 하다. 위기 상황에서 가지게 되는 적개심이나 피가 끓는 듯한 힘, 분노 등은 모두 노르아드레날린의 작용이다. 원리는 간단하다. 인간이 위기를 느끼게 되면, 심장 박동과 혈압, 혈당이 순식간에 높아져 짧은 순간에 큰 힘을 낼 수 있도록 해준다. 때문에 화가 나면 평소보다 훨씬 더 강한 힘을 발휘한다. 하지만 과잉되면 이 역시 인체에 매우 치명적인 영향을 준다. 노르아드레날린은 독성이 있는 신경전달물질로, 복어독과 병독 다음으로 강하고, 분비량이 많다. 대사 작용으로 이것이 체내에서 사라지기까지는 약 8시간 정도 소요된다. 그러므로 분노를 가라앉히는 등 평소 감정조절과 스트레스 관리가 무엇보다 중요하다.
세로토닌
세토로닌은 인간의 감정을 억제하는 신경전달물질이다. 세로토닌이 일단 분비되면, 휴식과 안정의 감정을 가진다. 노르아드레날린과는 정반대의 성질을 가진 물질이다. 어두운 밤이 찾아와 잠을 자야 한다고 느낄 대면, 세로토닌이 멜라토닌 분비를 촉진하여 충분한 숙면을 취할 수 있도록 도움을 준다. 즉, 세로토닌이 고갈되거나 부족하면, 불면증 증상이 나타난다.
세로토닌을 활성화하기 위하여 약물 등을 이용할 수도 있지만, 평소 비타민D 섭취를 하거나 햇볕을 쬐는 일, 규칙적인 운동을 하는 일, 탄수화물 및 비타민 B6, 마그네슘, 나이아산 등을 섭취하는 것으로 이를 보완할 수 있다. 단, B6와 나이아산은 통풍 질환자들에게는 극약이므로, 되도록 운동을 통해 체중 조절 및 세로토닌 분비를 촉진하는 것이 가장 이상적이다.
포스파티딜콜린
포스파티딜콜린은 포유류 세포막에 가장 많은 인지질 성분 중 하나로, 계란의 난황에서 분리해낸 물질이다. 계란의 난황, 대두 등에 많이 포함되어 있다. 본래 난황의 어원이 레시틴이므로, 포스파티딜콜린을 이를 때, 레시틴으로 부르기도 한다.
포스파티딜콜린의 구조는 지질 이중층으로 구성되어 있다. 구조는 다음의 그림처럼 인산 및 콜린, 2분자의 지방산 글리세롤과 결합된 구조이다.
포스파티딜콜린의 효과로, 포스파티딜콜린으로부터 콜린이 분해된 이후, 아세틸콜린이 합성된다. 아세틸콜린은 우리 뇌의 신경 전달 물질로 작용하며, 최근 치매를 완화 혹 예방하는 데 있어 핵심적인 물질로 주목을 받고 있다. 오래된 뇌세포 및 암세포 제거, 박테리아, 바이러스에 감염된 세포를 자멸 및 자가포식 과정을 지원하는 기능을 한다. 만약 포스파티딜콜린이 결핍된다면, 신경의 퇴화를 불러온다. 이외 간 기능을 회복하는 데 큰 효과가 있다고 하며, 번외로 최근 유행하고 있는 지방 분해 주사(의료용)으로 활용되기도 한다. 단, 그 효과성 및 위험성에 대한 연구가 부족해 권장하지는 않는다.
결론
결론적으로 신경전달물질은 우리의 감정 및 정신적인 상태를 관여하는 정보 전달체계라고 이해할 수 있을 것이다. 때문에 뇌과학자들은 우리가 영혼이라고 느끼는 모든 순간들이 뇌 안에서 일어나는 전기신호일 뿐이라고 일축하곤 한다. 즉, 이데아 혹 천국, 지옥 등 사후세계는 없으며, 신적인 존재는 인간이 만들어 낸 허상이라고 보는 것이다. 나는 개인적으로 그것에 반대한다. 뇌과학을 믿지만, 인간이 만들어낸 신이라 하더라도 그것을 믿고 의지할 만한 대상이 있다는 것만으로도 인간은 삶에 대한 의지를 느낀다. 약물로도 조절될 수 없는 삶에 대한 동기는 종교 혹 기타 다른 동기부여 요인을 통해서만 얻을 수 있는 것이다. 때문에 그것의 존재 유무를 따지기보다는 인간이 보여주는 놀라운 신경전달체계가 우주와 어떤 모습으로 닮아 있는지, 과학혁명적 패러다임 전환에 관심을 기울이는 게 적합하지 않은가 생각해본다.
참고자료
정미경. (2017). 『심리학개론』. 서울: 양서원.
관련 페이지
