38. 뇌 속에 있는 생체리듬 시계
수백만년 전부터 모든 생물의 체내에서 작동해온 생체시계는 지금까지는 미지의 영역이었으나 과학자들의 연구로 점차 모습을 드러내고 있다. 우리 몸의 생체시 계는 낮과 밤의 주기나 계절의 변화에 맞춰져 있다. 수면과 각성상태, 음식을 섭취하는 일, 모발의 성장, 심장의 박동, 철새의 이동, 근로자의 작업능률등은 이 생체 시계의 영향을 받고 있다. 또한 생체리듬 때문에 약의 효과가 다르게 나타 나기도 하므로 약을 먹을 때는 생체 리듬 시계를 잘 이용하는 것이 좋다.

이와 같은 생체시계를 지배하는 기관은 뇌의 가운데 앞부분에 있는 시신경교차 상핵(상핵, 좌우시신경이 교차하는 부위 바로 위에 있는 핵)인 것으로 밝혀지고 있다. 따라서 시신경교차 상핵이 파괴되면 신체의 리듬도 사라지게 된다. 이와 같이 시신경이 교차하는 뇌부위는 생체의 리듬을 조절하는 중앙통제기관이다. 하루 24시간 동안 인간의 신체는 낮과 밤, 밝고 어두움의 주기에 맞추어 활동과 휴식듬을 되풀이한다. 우리의 사고와 행동, 감정을 조절하는 많은 신경전달물질은 각각의 특유한 생체 리듬을 가지고 있다. 이 때문에 인간의 사고와 행동, 특히 감정은 시간과 계절의 리듬에 따라서 변화한다. 혈액속의 각종 호르몬 양도 시간에 따라 변한다. 혈액 속의 각종 호르몬 양도 시간에 따라 변한다. 성장호르몬과 최유호르몬(프로락틴, 젖을 분비하게 하는 호르몬)은 수면시간에는 늘어나 고 낮에는 줄어드는 경향을 보이지만 스트레스 방어호르몬인 스태로이드나 카테콜아민은 활동하기 직전인 오전중에 가장 높다.
복잡한 현대생활에서 오는 스트레스는 여러 가지 중대한 질병을 초래하고 있다. 과학자들은 이러한 현대의 질병들이 외적 스트레스 때문에 내적 생체리듬이 파괴되어 나타난다고 믿고 있다. 일시적인 생체리듬의 파괴는 장거리 여행 (특히 비행기 여행)을 빠른 시간 내에 계속해서 했을 때 시차에 적응하지 못한 결과로 나타나기도 한다.
야간작업을 하는 사람들, 밤 늦게까지 공부에 몰두하는 학생들, 정신적 고민이 많은 사람들은 수면리듬이 깨져서 수면시간이 불규칙하게 될 뿐만 아니라 감정의 리듬과 균형까지도 영향을 받아서 정서가 불안하게 되는 경우가 많다. 최근에는 여러가지 원인으로 교란된 생체리듬을 정상화시켜주는 바이로리듬 요법으로 질병 을 치료하려는 시도들이 많이 이루어지고 있다. 여기서는 우리 몸의 생체리듬을 총괄하고 있는 시신경교차 상핵부의 기능조절이 아주 중요하다.



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39. 여자는 생각할 때 왼쪽 뇌와 오른쪽 뇌를 함께 사용해


남자와 여자의 차이는 타고나는 것인가, 아니면 후천적으로 길러지는 것인가. 남녀의 차이가 생물학적 차이에서도 비롯된다는 연구가 최근 생명과학의 거의 모든 분야에서 이루어지고 있다. 아직 결론이 난 것은 아니지만 1.4kg의 소우주, 즉 뇌에 관한 탐구에서 흥미있는 발견이 이루어졌다. 예를 들면 갖가지 심리학 테스트의 결과를 보면 남자와 여자는 사물을 인식하는 데 미묘한 차이가 있다는 것이다. 남자는 3차원의 물체를 머릿속에서 회전시키는 데 뛰어나며 여자는 사진 속 인물의 감정을 잘 읽는다는 것이 밝혀졌다. 이런 차이점이 남녀 뇌의 기능적 차이를 반영하는 것 으로 믿는 과학자들이 점점 늘어가고 있다.

남녀의 구별이 우선 염색체의 구성이 다른 데 있음은 이미 잘 알려져있다. 그 러나 염색체의 차이만이 남성다움의 결과를 자동적으로 가져오지는 않는다. 남성 이 남성으로 되기 위해서는 테스토스테론이라는 남성호르몬의 수준이 높아야 한다. 이 성호르몬은 신경체계에도 영향을 미친다. 태어나기 전에 테스토스테론이 너무 많으면 뇌의 오른쪽 반구가 여자아이보다 남자아이 쪽이 높은데 아마 그 때 문에 남자들 쪽이 왼손잡이가 많은지도 모른다. 남녀간의 성차를 명백히 보여주는 또 하나는 뇌의 시상하부다. 동물의 경우 이 기관의 앞부분이 성기능을 관장하고 있으며 암컷보다 수컷 쪽이 약간 크다. 그러 나 같은 성이라도 크기가 반드시 일정한 것은 아니다. 열대어를 대상으로한 스탠퍼스대학의 신경생물학자 러셀 퍼놀드의 연구에 의하면 어느 한 수컷이 한 무 리의 우두머리가 될 때 그 개체의 시상하부 부분이 눈에 띄게 커진다고 한다. 그러나 이 수컷이 지배권을 다른 수컷에 빼앗기게 되면 그 시상하부 역시 쪼그라 든다는 것이다. 많은 과학자들은 인간의 경우도 남녀의 취향차이가 시상하부의 지배를 믿는 것으로 보고 있다.

태어나기 이전부터의 이러한 차이가 남자아이들을 더욱 난폭한 행동으로 몰아갈 가능성이 있다. 미국 인디애나대학 킨제이연구소장 준라이니시는 6-18세의 형제 7쌍과 자매 17쌍을 상대로 호르몬과 공격성간의 복잡한 상호관계를 연구했다. 스트레스가 가해지는 상황에 대한 대응을 상상해보라는 다지선택형 실험에서 남자 아이들이 여자아이들보다 더 공격적인 대답을 했다. 상하부에 대한 연구와는 별도로 일단의 과학자들은 뇌의 또 다른 부분의 남녀 차이에 주목하기 시작했다. 최근 신경과학자들은 뇌의 좌반구와 우반구간의 의사소통을 담당하는 두꺼운 신경망인 뇌량(좌.우 뇌반구를 연결하는 신경섬유다발)이 남자보다 여자 쪽이 더 크다는 사실에 관심을 집중하고 있다. 여기서 여자가 남자보다 사람의 감정을 더 잘 읽는 수수께끼가 풀어질지도 모른다.

이러한 구체적 발견에 힘입은 많은 과학자들은 남녀간 기능의 차이에 대한 연구에도 눈을 돌리기 시작했다. 미국 노스캐롤라이나대학 연구팀에 의하면 남자 와 여자는 단어철자를 묻는 질문에 답할 때 뇌의 서로 다른 부분을 쓴다고 한다. 여자는 철자를 생각하는 데 뇌의 좌우 양쪽 모두를 쓰는 데 비해 남자는 주로 왼 쪽 뇌를 쓴다는 것이다. 뇌의 오른쪽은 감정을 이해하는데 쓰이는 부분이므로 여자들은 철자를 생각하는 데도 더욱 많은자신의 경험을 동원하는 셈이 된다. 과학자들은 여성의 뇌 양쪽간의 통화량이 많은 것이 오히려 여성의 시각적 공간 인식작업의 고도화를 방해하고 있는지도 모른다고 추측하고 있다. 예를들면 지도상의 방향을 일일이 실제로 돌려보지 않고도 상상할 수 있는 능력은 그 상상 과정을 뇌의 우반구에 맡기고 있는 사람이 월등하다는 것이다.

그러나 남녀간의 성차는 적어도 몇몇 정신분야에서는 줄어들고 있다는 연구도 있다. 미국 위스콘신대학의 하이드 교수에 의하면 지난 25년간의 자료를 볼 때 1974년 이후 말하는 기능과 수학적 기능에서 남녀간의 차이는 현저히 줄어들고 있다고 한다.따라서 남녀의 차이는 어디까지가 자연의 힘에 의한 것이고, 어디서부터가 사회적 양육에 의한 것인가를 구별하기는 불가능하다고 할 것이다. 그러나 노력에 의해서 뇌를 어느 정도 발달시킬 수 있는 것만은 확실하다.















Brain Facts

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40. 키스할 때 눈을 감는 이유


아프다고 느끼거나 음식을 먹고 맛있다고 느끼는 것은 피부나 혀의 작용이 아니라 뇌의 작용에 의한 것이다. 피부나 혀는 단순히 감각의 수용기에 지나지 않으며, 이 수용기에서 보내지는 신호가 뇌에 전달됨으로써 맛이나 통증을 느낀다. 생식기의 단순한 자극만으로도 척추동물은 발기할 수 있고 사정도 할 수 있다. 그러나 복잡한 성적 행동이 질서있게 일어나려면 이를 중앙에서 적절하게 제어 통제할 수 있어야 한다. 이와 같이 섹스에서도 뇌 속에 쾌감을 느끼는 중추가 성 적 쾌감을 느끼기도 하고 성행위에 대해 명령하기도 하는 것이다. 성행위는 어디까지나 그 결과에 지나지 않는다.

아직까지 인간의 경우 어느 부분을 자극하면 쾌감이 고조되어 오르가즘을 느낀다고 할 만큼의 확실한 쾌감중추는 밝혀지지 않았다. 하지만 가장 유력한 설로는 1차 중추는 A10신경에 있는 것으로 알려지고 있다. 이 A10신경의 말단은 시상하부와 대뇌 변연계 등 인간의 정신을 담당하는 신경계와 통한다. A10신경이 분비하는 신경전달물질은 도파민이다. 이 물질은 성적인 것뿐만아니 라, 모든 정신활동, 창조 및 쾌감과 관련되어 있기 때문에 일명 '정신 및 창조의 물질' 또는 '쾌감물질'이라고 하며 고도의 정신작용과 쾌감작용 및 각성작용을 한다. 여기서 말하는 쾌감작용은 단순한 육체적 흥분작용이라기보다는 고도의 정신적 성취감, 만족감 또는 희열을 통하여 얻어지는 최고경지의 감정적 흥분작용 을 말한다. 도파민의 분자구조가 각성제와 너무도 흡사하다는 사실로부터도 도파민의 역할을 추정할 수 있다.

정신 및 쾌감중추로 여겨지는 A10신경은 수백억 개에 이르는 인간의 뇌내신경 중 가장 밀접하게 정신계와 관련되어 있다. 바로 이 A10신경이 자극을 받아 도파민이 분비되는 과정이 쾌감의 메커니즘으로 생각되고 있다. 이 A10신경의 말단이 호르몬 조절중추가 있는 것으로 알려진 시상하부와 연결되어 있기 때문에 시상하부는 2차 중추라고 할 수 있다. 시상하부는 성중추, 식중추, 체온조절중추가 있는 중요한 뇌 부위다. 이 성중추에 성욕(성충동)을 주관하는 부위와 성행위를 주관하는 부위가 있다. 따라서 A10신경은 성욕을 불러 일으키는 중추와 성행위를 담당하는 부위와 직접 연결되어 있는 것이다.

시상하부를 파괴하면 바로 밑에 있는 뇌하수체 호르몬계가 차단되어 정자나 난자 생산이 억제될 뿐만 아니라 성선발육도 억제된다. 반면에 이 부위를 자극하 면 성기의 발기, 사정이 촉진된다. 따라서 시상하부 주변부를 성중추라고 한다. 이 성중추에는 성욕을 자극하는 흥분성 신경세포와 성욕을 억제하는 억제성 신경세포가 있다. 성욕을 자극하는 신경세포가 파괴되면 발정호르몬을 넣어주어 도 발정을 못하게 되고, 반대로 성욕을 억제하는 신경세포가 파괴되면 왕성한 성충동이 나타나서 지속적으로 발정하게 된다. 그러나 이러한 신경세포의 활동은 은 더욱 높은 곳에 있는 최고위중추인 대뇌피질에서 통합 조절된다.

즉 A10신경의 말단은 최종적으로 대뇌 신피질에 이른다. 대뇌 신피질은 인간에게 특히 발달된 고도의 정신 및 이성을 담당하고 있다. 여기에 A10신경이 연결되어 있으므로 본능뿐만이 아니라 창조나 깨달음으로도 쾌감을 느끼게 된다. 즉 성적 흥분에서도 본능적인 반사뿐만 아니라 정신적인 면이 아주 중요하다는 것을 알 수 있다. 외부세계로부터의 자극을 받아들이는 것은 시각과 청각, 촉각, 후각,미각이라는 오감이다. 성욕과 성행위를 담당하는 성중추나 정신적 쾌감물질을 분비하는 것으로 보이는 A10신경도 말초에 있는 오감으로부터의 신호 없이는 그 역할을 수행할 수 없다. 즉 오감은 인간이 쾌감을 느끼는 데 필요불가결한 역할을 하고 있는 것이다.

사람들은 키스할 때 대개는 자연히 눈을 감게 된다. 이것은 눈을 통해 들어오 는 불필요한 자극을 차단시킴으로써 사랑의 행위에 집중하기 위해서다. 어떤 일 에 집중하는 인간의 정신활동은 뇌에서 교묘히 조절된다. 다른 감각의 자극이나 흥분이 대뇌피질에 도달하지 못하도록 감각신경로의 시냅스를 통한 전달이 저지된 다. 이 경우 눈을 감음으로써 쾌감이 극대화되는 것이다.

또한 오감은 하나하나가 연상력이 있는 대뇌 신피질에 이어져 있다. 대뇌 신피질은 대뇌 변연계의 성중추를 통제하고 이성에 대한 흥미나 발정의 촉진, 또는 억제를 담당한다. 대뇌 변연계등을 고피질이라 하면서 주로 본능적인 욕구 에 대해 작용하는 '본능의 뇌' '생존의 뇌'인데 비해, 대뇌 신피질은 인간에게만 발달된 '지의 뇌''창조의 뇌'다. 보통때 만지면 간지럽거나 물리면 통증을 느끼지만 어떤 때는 성적 쾌감으로 바뀔 수 있는 것이다. 대뇌 신피질이 흥분하면 피부감각이 예민해져 피부 그 자체가 성기라고도 할 만한 상황으로 바뀐다. 여기에 자극을 가하면 통증이나 간지러움을 느끼면서도 신피질이 성경험 따위와 합해서 이를 증폭시킴으로써 상당한 성적 자극으로 받아들이기 때문이다.

정신병의 일종인 학대성 혹은 피학성 음란증을 가진 사람들은 이러한 피부자극 에 의해 대뇌 신피질이 과도하게 흥분하여 성적 쾌감을 느끼는 것이다 . 반대로 성적 불감증의 대다수는 대뇌 신피질을 억제하는 정신적 심리적 요인에 의해 일어난다. 심한 정신적 스트레스가 지속적으로 있게 되면 성기에서 일어나 는 성적 자극이 성중추로 올라오게 되는데 최고위중추에서 억제성 신경세포를 자극해서 이를 억제하기 때문에 성적행동으로 연결되지 못하는 성적 불감증이 되는 것이다.

이와는 달리 정신적 통제력이 약한 사람은 말초자극이 쉽게 성중추의 흥분성 신경세포를 일방적으로 자극하게 되고 이를 초고위중추에서 제어하지 못하기 때문에 흥분성 성행동을 쉽게 나타내게 되는 것이다. 중앙정부의 통제력이 약한 경우 지방정부의 권한이 강화되는 것과 같다. 더구나 환각제와 같은 약물을 복용하면 말초적인 물리적 자극에 하부위 성중추가 쉽게 흥분되어 흥분성 성행동 을 부끄럼없이 표출하게 된다. 그러나 정신적 수행이 고도로 이루어진 사람은 어떤 말초적 자극에서 쉽게 반응을 나타내기 않는다.

조선시대의 유명한 기생 황진이는 화담 서경덕을 유혹하기 위해서 모든 교태를 다 부려서 자극해 보았지만 화담의 발달된 대뇌피질이 이를 적절히 억제 통제하였기 때문에 결국 실패하고 말았다. 인간은 어떤 경우에는 동물적인 성적 행동을 절제하지 못하고 쉽게 표출해서 동물과 같은 존재로 떨어지기도 하지만 인간만이 가지고 있는 고매한 정신은 인간의 성을 고귀한 것으로 만들기도 한다. 한 마디로 정신적인 대뇌 신피질의 작용 없이 인간적인 사랑의 감정이 충만된 성적 쾌감은 결코 일어날 수가 없다. 말초적인 육체적 흥분에 사랑이 충만된 정신적 흥분이 합해질 때 인간은 지고의 쾌감을 느낄 수 있는 것이다.

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