사이언스 올제

뇌과학 백색질

과학자들은 그 동안 뇌의 백색질은 특별한 기능이 없는 구조로 생각해 왔다. 그러나 새로운 연구결과에 따르면 백색질은 학습과 정신질환에 활동적인 영향을 미치는 것으로 보인다.

글 : R. 더글러스 필즈

사람마다 뇌의 지능에 차이가 나는 원인을 밝히기 위해서 두개골을 살짝 들여다 볼 수 있다고 가정해보자. 아니면 알려지지 않은 형질에 의해서 정신분열증이나 난독증과 같은 병증이 유발되는지 여부를 확인한다고 해보자. 새로운 종류의 촬영 기법을 통해서 과학자들은 이러한 증거들을 관찰할 수 있게 되었으며 그 결과 놀라운 사실들이 드러나고 있다. 지능이나 다양한 정신 질환들이 뇌의 백색질 내부에 존재하는 신경 다발에 의해 영향을 받을 수 있다는 것이다.

당신이 선생님들의 꾸중을 받아들였을 양쪽 귀 사이에 존재하는 회색질이라는 부위는 머리 속에서의 숫자 계산과 기억 저장을 담당하는 곳이다. 이 피질부위는 뇌의 “상층토”로서 신경세포 혹은 뉴런에서 의사결정을 담당하는 부위인 신경세포체가 빽빽하게 밀집된 형태로 구성되어 있다. 그러나 그 밑에는 “백색질”이라는 기반층이 자리하고 있으면서 인간의 뇌의 거의 절반을 채우고 있다. 이러한 비율은 다른 동물의 뇌에 비해 훨씬 더 큰 것이다. 백색질은 수백만 개의 의사소통 케이블로 구성되어 있으며 각 케이블들은 하나의 길고 개별적인 선, 즉 축색돌기를 가지고 있다. 축색돌기는 백색의 지방성 물질인 미엘린으로 덮여있다. 전국의 서로 다른 지역을 전화로 연결시켜주는 중계선과 같이 이러한 백색의 통신선은 뇌의 각 부위에 존재하는 뉴런들을 연결하고 있다.

수십 년 동안 신경과학자들은 백색질에 대해 거의 관심을 보이지 않았다. 미엘린은 그 동안 단순한 절연체이며 그 내부의 케이블들은 수동적인 통로 이외에는 큰 기능이 없는 것으로 여겨졌다. 학습, 기억 및 정신질환에 대한 이론들은 주로 뉴런 내부와 잘 알려진 시냅스-뉴런 사이의 작은 접촉 부위-에서 일어나는 분자수준의 활동에 초점이 맞춰져 있었다. 하지만, 과학자들은 현재 뇌의 영역 중에서 정보를 적절하게 전달하는데 있어서 그 동안 평가절하되어왔던 백색질의 중요성을 새롭게 인식하고 있다. 새로운 연구결과에 따르면 백색질의 크기는 각 개인의 정신적인 경험이나 특정 기능이상 보유 여부에 따라 사람마다 다른 것으로 알려져 있다. 또한 한 사람의 경우에서도 피아노를 연주하는 것과 같은 기술 습득 여부에 따라서 그 크기가 변한다고 한다. 회색질 안에 있는 뉴런들이 정신 및 신체적인 활동을 조절하기는 하지만, 백색질의 역할도 그에 못지않게 정신적 사회적 기술을 체득하는 과정에 필수적인 것으로 보인다. 또한 나이 든 개가 새로운 기술을 습득하는데 어려움을 겪는 이유도 백색질과 관련된 것이다. .