41. 도사는 억제성 신경계가 발달한 사람
인간은 태어나는 순간,외계의 공기를 접촉하면서 생명 탄생의 기쁨을 마음껏 울음으로 나타내지만 따뜻하게 감싸주던 엄마의 품을 벗어나 미지의 세계로 나온 것에 대한 두려움과 스트레스 때문에 몸을 움추리게 되고 일생 내내 못하고 욕구와 감정을 제어하게 된다.이처럼 과도하게 억제된 욕구와 감정을 불안과 초조와 같은 여러 가지 형태의 정신적 문제를 일으키게 되고,이 때문에 진정제나 항불안약들이 널리 사용되고 있다.

대뇌피질은 뇌간에 있는 A, B 신경계 특히, A6 노르에피네프린 신경계와 A10 도파민 신경계에 의해 쾌적하게 조절되어 활력과 각성작용을 나타내며, GABA라고 하는 억제성 신경전달물질계에 의해 활력과 각성작용이 억제된다. 억제성 GABA 신경계가 활성되면 옆에 있는 염소이온 채널이 열려서 음전하를 띤 염소이온이 신경세포 속으로 많이 들어가게 되고, 그 결과 평상시 음전하를 띠던 세포 속은 더 큰 음전하를 가진 나트륨이온이 신경세포 속으로 급속히 들어가면 세포 속이 양전하로 바뀌게 되어 신경세포는 흥분하게 되느데, 이 흥분을 억제하는 신경계가 GABA 신경계다. 불안이나 초조,긴장을 이완시키기 위하여 흔히 사용하는 벤조디아제핀계 진정제(항불안약)나 바비튜르산염계 진정수면제는 이 GABA 신경계를 활성시킴으로써 진정이완 효과를 낸다.

즉 벤조디아제핀계 진정제는 GABA 신경전달물질의 수용체와 결합하여 염소이온 채널을 활성화시킴으로써 진정효과와 항불안효과를 나타낸다. 외부에서 들어온 약물과 같은 작용을 하는 어떤 물질을 찾기 위한 연구가 활발하다. 그 결과 베타-카보린(뇌에서 불안을 일으키는 물질) 계통의 여러 가지 물질이 GABA 수용체에 강하게 결합한다는 사실이 알려지게 되었다. 그러나 이 베타-카보린계 물질은 억제성 GABA 수용체와 강하게 결합은 하지만 진정효과나 항불안효과는 나타내지 않고 오히려 초조나 불안을 나타내는 것으로 알려져 있다. 즉 우리 뇌에는 불안과 초조를 나타내는 물질이 공존하고 있으며, 이 두 물질의 조화 여부에 따라 불안이나 진정효과가 나타나는 것으로 생각된다.

가장 흔한 정신장애 가운데 하나인 불안장애나 불안과 우울, 공포 등을 동반한 공황장애는 이러한 진정, 항불안 신경계의 장애로 일어나는 것으로 생각되기 때문에 이 신경계의 조절을 통해 치료가 가능하리라 여겨지고 있다. 이와 같이 불안이나 초조를 느끼는 마음과 갈등을 벗어나 평온한 마음은 마음먹기에 달려 있는 것 같다. 인생을 달관한 도사들은 진정수면 물질의 효과적인 이용을 통한 억제성 GABA 신경계를 끈임없는 수양과 자기훈련을 통해 잘 활성화시킨 사람들이라고 할 수 있다. 억제성 GABA 신경계가 어떤 이유로 기능이 저하되거나 결핍되면 A계, B계, C계의 단가아민 신경전달물질계나 흥분성 신경전달물질계를 효과적으로 제어, 통제하지 못하게 되어 간질이나 무도병, 운동장애 등이 발생 할 수 있다.

인간의 문화가 바람직한 방향으로 찬란히 발달할 수 있었던 것은 인간이 가진 무한대의 자유의지와 행동을 적절히 제한하고, 억제함으로써 가능했던 것인지도 모른다. 이러한 제한이나 억제, 제어를 효과적으로 수행할 수 있는 주체가 바로 GABA 신경계인 것이다. 이와 같은 우리 뇌에는 앞으로만 나아가려고 자극하는 신경계와 이를 통제하려고 하는 신경계가 공존하면서 조화를 이루기 때문에 마음과 신체의 평화가 유지될 수 있는 것이다.

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42. 조미료를 많이 먹으면 머리가 좋아지는가


신경전달물질 가운데에는 항상 신경세포를 흥분시키는 것과 억제시키는 것 그리고 부위에 따라 흥분시키거나 억제시키는 혼합형이 있다. 말하자면 일을 강력하게 밀고나가려고만 하는 여당형과 이를 견제해서 못하게 억제하는 여당형 그리고 상황에 따라 결정적인 행동을 하는 중도형이 있다는 것이다.

지금까지 알려진 대부분의 신경전달물질들은 부위에 따라 흥분을 나타내기도 하고 억제를 나타내기도 하는 중도형이다. 이와는 달리 신경세포의 흥분을 억제시킴으로써 진정수면 효과를 나타내는 GABA는 대표적인 야당형의 억제성 신경전달물질이다. 그러면 우리 뇌에는 항상 신경세포를 흥분시키는 여당형의 흥분성 신경전달물질이 어느 정도 있는가.

함량으로 따져서 어느 신경전달물질보다도 뇌에 가장 많이 있을 뿐만 아니라 여러 가지 중요한 기능을 하는 것이 흥분성 신경전달물질이다. 여기에는 글루타민산과 아스파르트산이 있다. 이들은 비필수 아미노산으로 혈관뇌장벽을 통과하지 못하기 때문에 뇌 속에서 포도당이나 다른 전구물질로 부터 합성된다. 이 두 아민노산을 뇌에 주입하면 접촉하는 거의 모든 신경세포를 강력히 흥분시킨다.

즉 이 두 신경전달물질계는 외부의 자극이나 위험이 있을 때는 항상 신경세포를 흥분시켜를 흥분시켜 적극적으로 위험이 있을 때는 항상 신경세포를 흥분시켜 적극적으로 신경세포의 활동을 증가시킨다. 그러나 그 정도가 지나치게 되면 억제성 전달물질계가 발동이 되어 제어하게 되어 제어하메 되며, 여기에 중도형이 가세하여 적절한 균형이 유지함으로써 상황에 맞는 적절한 행동이나 반응이 나타나게 된다. 적절한 균형이 깨질 때 나타나는 대표적인 질환이 간질발작이다. 간질은 뇌의 특정 신경세포의 급격한 흥분은 흥분성 신경전달물질계인 글루타민산의 기능이 증가되거나 이와 균형을 이루고 있는 억제성 신경계인 GABA 신경계이 약화될 때 나타날 수 있다. 다시 말해서 흥분성 신경계인 글루타민산계와 억제성 신경계인 GABA계의 균형이 깨질 때 나타나는 질환이 간질인 것이다.

억제성 GABA 신경계를 억제하는 약물은 강력한 경련, 간질효과를 나타내지만 이 억제성 신경계를 자극하는 약물들인 페노바르비탈염, 벤조디아제핀계 약물들은 현재 항견련, 항간질, 진정수면 약으로 많이 사용되고 있다. 반대로 흥분성 글루탐산 신경계를 자극하는 약물들은 경련을 일으키지만, 이 흥분성 신경계를 강력하게 억제하는 약물들은 현재 널리 사용하고 있는 페노바르비탈염이나 벤조디아제핀계 약물보다 더 강력한 항경련, 항간질효괄 나타내고 있기 때문에 현재 항간질약의 개발목표가 되고 있다. 이들은 뇌혈관장벽을 잘 통과하지 못하는 등의 몇 가지 문제점만 개선된다면 새로운 항간질약의 대표주자가 될 가능성이 높다.

또한 흥분성 글루탐산은 학습과 기억을 매개하는 중요한 전달물질로 알려지고 있다. 글루탐산 신경계의 적절한 활동과 강화는 학습과 기억을 원할히 이루어지게 하고 오랫동안 기억을 보존하는 에 중요한 역활을 하고 있다. 그러나 글루탐산이 과도하게 많이 유리되어 나올때는 신경세포가 너무 흥분하여 지쳐서 죽게 된다. 즉 유용한 신경전달물질도 너무 많이 나올 때는 신경세포에 독으로 작용하는 것이다. 조미료의 주성분이 글루탐산나트륨이기 때문에 한때 조미료를 많이 먹으면 글루탐산나트륨이 뇌에 많이 들어가서 머리가 좋아진다는 말도 있었으나 글루탐산나트륨은 혈관뇌장벽을 통과해서 뇌로 들어가기가 힘들 뿐만 아니라 앞에서 말한 것처럼 신경세포에 독으로 작용해서 신경세포에 치명적인 손상을 입힐수도 있다.

뇌졸증과 같은 경우, 뇌혈류가 막히거나 터져서 주위의 신경세포가 죽게 되는데 이 때에도 글루탐산 신경전달물질이 과도하게 유리되어 신경세포에 독작용을 미치는 것으로 여겨지고 있다. 따라서 글루탐산 수용체를 선택적으로 차단할 수 있는 약제를 개발하고자 하는 연구가 집중적으로 이루어지고 있다. 이와 같이 글루탐산 신경전달물질은 지칠 줄 모르는 인간활동의 자그제이자 인류문화 발달의 근본을 이루고 있는 학습과 기억의 본체다.















Brain Facts

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43. 기억과 망각의 신비


고도의 사고기능과 학습기능은 기억을 바탕으로 하는 대뇌에서 이루어진다. 기억은 인간의 지적 발달과 인류문명의 창조를 가능케 해주는 가장 중요하고 기본적인 기능이다. 기억이란 어느 시점에서 뇌가 겪은 시간적, 공간적 무늬를 짜엮는 과정을 기억이라고 설명하였다. 그러나 아직도 우리는 기억의 자세한 정체를 모르고 있다.

기억에도 여러 종류가 있다. 몇 초나 몇 분 후에 사라지는 단기기억과 아주 오랫동안 남아 있는 장기기억이 있다. 한 신경세포에 강력한 자극을 반복적으로 가하면 그 신경세포에서 다음번 신경세포로 몇 초에서 몇 시간 동안 흥분전도가 점점 커지게 된다. 강력한 반복자극에 대한 이러한 흥분의 강화가 단기기억의 기초가 된다. 반복자극을 하면 신경세포가 그 자극을 기억해서 흥분반응을 더욱 크게 한다는 것이다. 이러한 현상은 흥분전도가 이루어지는 시냅스 부위에 있는 신경세포막의 이온투과성 증가로 생긴다고 여겨지고 있다. 그러나 흥분이 사라지거나 새로운 흥분파가 이 흥분전도를 방해하면 사라지게 된다.

이를 테면 더욱 큰 소리가 강한 감각경험으로 주의를 돌리게 되면 단기기억은 사라지게 되는 것이다.그러면 오랜 세월 후에도 어떤 일을 회상할 수 있는 장기기억의 원리는 어떤 것인가. 대뇌를 냉각시키거나 전신마취, 저산소증, 국소허혈(뇌혈류량 감소) 등으로 뇌기능이 일시 중단된 후에도 뇌활동이 다시 시작되면 장기기억은 앞에서 설명한 바와 같이 반복자극이 소실되면 없어지는 단기기억으로는 설명할 수가 없다. 장기기억은 어떤 형태로 어떤 곳에 저장이 되어 다시 회상이 되는지 확실히 알려진 바는 없다. 그러나 장기기억의 경우 신경세포나 시냅스에 어떤 구조적 변화 혹은 물리화학적 변화가 오는 것은 확실한 것 같다.

동물이 성장할수록 신경세포의 돌기와 가지 수가 많아지고 대뇌피질도 점차 두터워진다. 한편 대뇌피질 부위가 활발히 활동하면 그 부위의 피질이 두터워지면서 신경전도가 이루어지는 시냅스도 두터워지고 가지 수도 증가하게 된다. 다시 말해서 신경전도가 활발히 일어나고 있는 부위의 시냅스는 두터워질 뿐만 아니라 새로운 가지도 생겨 흥분전도가 훨씬 월활히 일어난다는 말이다.이 구조적 변화는 마침내 영구화하고 특수 뉴런회로를 활성화시킴으로써 기억의 흔적으로 이용된 회로를 흥분파가 쉽게 건널 수 있게 한다.이러한 방법으로 기억은 더 깊게 시냅수에 고정되어 기억의 흔적으로 아로새겨져 화상하기 쉽게 된다.일단 시냅스가 강화되면 훗날 광범위하게 들어오는 신호에 의해 다시 쉽게 흥분되므로 기억으로 남게 되는 것이다.

자꾸 사용하는 시냅스나 어렸을 때 반복자극을 받은 시냅스는 더욱 활성화되지만 쓰지 않는 회로, 시냅스는 가지도 없어져 점차 변성되어 사라지게 된다. 장기기억은 특수한 물질형태로 존재하기보다는 두터워진 시냅스부에 흔적으로 견고하게 아로새겨져 오랫동안 존재하게 되는 것이다. 따라서 뇌는 자꾸 사용할수록 좋아지며 좋은 기억을 오랫동안 유지시킬 수 있게 된다. 나이가 들어갈수록 뇌세포는 많이 파괴되기 때문에 같은 정도의 기억을 유지하기 위해서는 젊었을 때보다 더 많은 노력과 시간을 투자해서 자극을 자주 주어 시냅스를 강화시켜야 한다.

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