뇌의 가소성과 뇌의 생존력

목차
1. 뇌 없이도 살 수 있을까?
2. 뇌 가소성이란
3. 뇌의 생리학적 특성
4. 혈액-뇌장벽과 뇌척수액
5. 대뇌의 기능

 

 

우리는 종종 '생각 없이도 산다'는 말을 한다. 하지만 정말 뇌 없이 살 수 있을까? 현대 의학은 뇌에 대한 다양한 신화를 깨뜨리고 있다. 실제로 뇌의 특정 부위가 손상되었음에도 거의 정상적으로 살아가는 사례가 보고되고 있으며, 이는 뇌가 단순히 고정된 구조가 아닌, 변화하고 적응하는 유동적 시스템임을 보여준다. 이번에는 뇌의 생존력, 뇌 가소성, 대뇌 구조와 에너지 대사, 보호 시스템까지 포함하여 뇌가 정말 '절대적인 존재'인지에 대해 깊이 탐구해보는 시간을 가지려한다.

 

1. 뇌 없이도 살 수 있을까? – 1980년의 충격적인 사례

1980년, 프랑스에서 발표된 한 CT 촬영 사진은 전 세계 의료계에 충격을 안겼다. 수두증으로 인해 뇌 대부분이 소실되었음에도 정상적으로 생활하던 환자의 사례가 보고된 것이다. 이후 2007년, 권위 있는 의학 학술지에서도 이 사례를 MRI로 재조명하며 다시 한번 ‘뇌의 필요성’에 대한 논쟁이 불붙었다.

이 사례는 단순한 기적이 아니라, 뇌 가소성(neuroplasticity)이라는 생리학적 메커니즘의 극단적 사례로 이해되고 있다.

 

 

2. 뇌 가소성이란 무엇인가?

뇌 가소성이란 뇌가 환경, 학습, 손상 등에 따라 그 구조와 기능을 유동적으로 바꾸는 능력을 말한다. 과거에는 뇌 각 부위가 고정된 기능을 갖고 있고, 손상 시 복구가 불가능하다고 생각했다. 하지만 현대 뇌과학은 그 가설을 뒤엎었다.

뇌 가소성은 손상된 부위의 기능을 인접 피질이 대신 수행하고 학습에 따라 시냅스 연결이 강화 또는 약화시킨다. 또한 해마(hippocampus)에서 성인기에도 신경세포를 생성한다.

예를 들어, 언어 영역을 담당하는 브로카 영역이 손상되었을 때, 언어 기능이 점차 반대쪽 반구의 동일 부위로 이전되는 현상이 관찰되기도 한다.

 

 

3. 뇌는 얼마나 중요한가? – 뇌의 생리학적 특성

뇌의 무게는 약 1.2~1.4kg (체중의 1/40 수준)이고, 신경세포 수는 약 860억 개 이상의 뉴런을 가지고 있으며 대뇌(80%), 소뇌, 뇌간으로 구성되어 있다.에너지 소모는 산소 소비량이 전체의 20% 포도당 소비량이 전체의 25%, 에너지원은 거의 전적으로 포도당만 사용된다. (정상 상태에서 지방산 사용 X) 이처럼 뇌는 작지만 매우 고성능의 에너지 소비 기관으로, 다른 장기보다 훨씬 민감하게 혈류와 대사 변화에 반응한다.

 

 

4. 혈액-뇌장벽과 뇌척수액

 1) 혈액-뇌장벽(BBB)

뇌는 외부 독성 물질로부터 스스로를 보호하기 위해 매우 정밀한 혈액-뇌장벽을 갖고 있다. 이 장벽은 치밀하게 연결된 내피세포로 구성되어 있으며, 아래와 같은 특징이 있다. 포도당, 산소 등 선택적 물질만 통과하고 중금속, 병원체, 대부분 약물은 차단한다. 그리고 카페인, 알코올, 니코틴 등은 통과된다.

 

2) 뇌척수액(CSF)의 역할은 지주막과 연막 사이의 공간에 존재하며 뇌를 물리적 충격으로부터 보호한다. 그리고 맥락총(choroid plexus)에서 생성되어 하루 약 500mL 순환하고 뇌세포 외액과 물질교환, 항상성 유지, 부력을 제공한다.

 

 

5. 대뇌의 기능

대뇌는 좌우 반구로 나뉘며, 각각은 고유한 기능을 가진다.

전두엽 (frontal lobe)	운동 조절, 지능, 판단력, 도덕성, 브로카 언어 영역
두정엽 (parietal lobe)	체감각, 공간 인식, 감각 통합
측두엽 (temporal lobe)	청각, 기억, 베르니케 언어 이해 영역
후두엽 (occipital lobe)	시각 처리, 색감 인식

 

뇌가 손상되면 어떻게 되나?

중추신경계는 재생 능력이 매우 낮다. 특히 뇌는 다음과 같은 이유로 손상 후 회복이 어려운 기관이다

희소돌기아교세포의 재생 억제 단백질이 분비되고 복잡한 연결망은 잘못된 재연결 시 더 큰 문제 발생한다. 교세포에 의한 흉터(glial scar) 형성하여 축삭 성장을 막는다. 하지만 뇌 가소성 덕분에, 일부 기능은 다른 영역이 대신 수행하거나, 반대쪽 반구가 보완하기도 한다.

 

 뇌는 우리가 생각하는 것 이상으로 유연하고 적응력 있는 장기다. 그 구조는 매우 정밀하지만, 완전히 고정되어 있지 않으며, 학습과 환경, 손상에 따라 스스로를 조정하고 재조직할 수 있다. 그러나 동시에, 뇌는 다른 어떤 장기보다도 에너지와 보호가 절실히 필요한 취약한 기관이기도 하다. 결국 우리는 뇌 없이는 살 수 없지만, 뇌가 가진 탄력성과 회복 가능성 덕분에 ‘불완전함 속의 완전함’을 경험하며 살아간다.