아인슈타인도 깜짝 놀란 뇌 연구소

2015.04.15 18:00
어린이과학동아 제공
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아주 오래 전부터 사람들은 뇌에 대해 궁금해 했어. 겨우 어른 주먹 두 개만 한 크기의 뇌에서 하는 일이 엄청 많으니까. 특히 나처럼 똑똑한 사람의 뇌는 더 궁금해 하는 사람들이 많았지. 천재 과학자로 손꼽히는 나, 아인슈타인의 뇌는 뭔가 특별할까? 나도 궁금해~.


● 천재 과학자의 뇌는 특별할까?


아인슈타인은 1955년 4월 18일에 76세의 나이로 세상을 떠났어요. 그리고 그는 자신의 뇌를 연구용으로 기증했지요. 이에 미국 프린스턴병원의 토마스 하비 박사는 아인슈타인의 뇌를 꺼내 240조각으로 잘라 연구를 진행했어요. 많은 사람들이 천재 과학자의 뇌는 보통 사람들과 어떻게 다른지 궁금해 했지만, 하비 박사의 연구 결과는 허무했어요. 아인슈타인의 뇌에서 특별한 점을 발견할 수 없었거든요.


1980년대에 하비 박사는 아인슈타인의 뇌를 공개했어요. 이후 한 과학자는 아인슈타인의 뇌에는 *신경세포에 필요한 물질을 공급하는 ‘신경교세포’가 많다는 연구결과를 발표했어요. 하지만 이후 사실이 아닌 것으로 밝혀졌지요.


이후 1999년에는 캐나다 맥매스터대학의 신경정신학자 산드라 위텔슨이 아인슈타인의 뇌에는 수학, 물리학적 사고를 하는 마루엽의 한 부분이 보통 사람들에 비해 15% 넓다고 주장했어요. 또한 마루엽을 가로지르는 깊은 주름이 일부 없다는 점도 발견했지요. 산드라 박사는 “깊은 주름이 없어 신경세포의 연결이 더욱 활발해졌을 것”이라고 말했답니다.


하지만 최근에는 보통 사람의 뇌와 거의 차이가 없다고 주장하는 과학자들이 많아요. 실제로 아인슈타인 뇌의 총중량은 1230g으로, 보통 사람과 크게 다르지 않거든요. 오히려 우리나라 남자 평균인 1350~1400g에 비해 가벼운 편이에요. 또한 뇌 주름의 수 역시 보통 사람과 비슷하답니다. 결국 아인슈타인의 지능과 뇌 구조의 관련성은 아직까지 찾지 못했어요.

 

*신경세포 : 전기적, 화학적 신호를 이용해 온몸의 기관들과 뇌를 연결하는 세포. ‘뉴런’이라고 부르기도 한다. 외부에서 주어지는 자극을 뇌로 전달하고, 반대로 뇌의 명령을 몸 곳곳으로 전달한다.

 

실제 아인슈타인의 뇌. - 어린이과학동아 제공
실제 아인슈타인의 뇌. - 어린이과학동아 제공

뇌를 과학의 마지막 미개척지이자 인체 속 우주라고 부른다고? 아주 마음에 드는 표현이군! 그런데 사실 뇌 연구는 내가 살던 때뿐 아니라 아주 먼 옛날에도 활발하게 진행됐어. 과거에 뇌 연구를 했던 방식은…, 놀라지 마! 바로 ‘해부’!


● 언어를 담당하는 뇌 부위 발견


어린이과학동아 제공
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과거에는 사람 뇌를 연구할 수 있는 방법이 많지 않았어요. 뇌를 직접 해부하는 방법밖에 없었지요. 우리 뇌에서 언어를 담당하는 부위도 해부를 통해 밝혀졌어요.


1860년대 프랑스 외과의사인 폴 브로카는 *뇌전증에 걸린 환자를 만났어요. 이 환자는 오른쪽 몸 전체가 마비됐고, 말을 제대로 하지 못했어요. 하지만 말을 듣고 이해하는 능력이나 지능은 보통 사람과 같았답니다. 브로카는 이 환자가 세상을 떠난 뒤에 뇌를 해부했는데, 왼쪽 뇌의 이마엽 아랫부분이 손상돼 있었어요. 그래서 뇌의 이 부분을 ‘브로카 영역’이라고 부르기 시작했어요.


1870년대 독일 신경정신과 의사 카를 베르니케는 뇌에서 언어를 담당하는 또 다른 부분을 발견해요. 왼쪽 뇌의 뒤통수엽에 위치한 ‘베르니케 영역’으로, 이 부분이 손상되면 겉보기에는 유창하게 말을 하지만 자세히 들어보면 의미를 알 수 없는 말들이에요. 다른 사람이 하는 말도 알아듣지 못하지요.

 

브로카 영역이 손상된 환자의 뇌. - 어린이과학동아 제공
브로카 영역이 손상된 환자의 뇌. - 어린이과학동아 제공

 *뇌전증 : 뇌의 신경세포들이 갑자기 흥분하면서 의식을 잃고 근육에 경련이 일어나는 등의 발작 증상이 반복적으로 일어나는 병.


● 뇌 수술하면서 만들어진 뇌지도


살아 있는 사람의 뇌를 직접 열어서 본 사례도 있어요. 1930년대 캐나다의 신경외과 의사였던 와일더 펜필드는 뇌전증 환자를 치료하고 있었어요. 발작을 일으키는 뇌의 특정 부분을 찾아 없애기 위해, 펜필드는 환자의 두개골을 열고 전극으로 뇌의 곳곳에 전기 자극을 주며 반응을 살폈어요. 그때마다 환자는 갑자기 팔을 움직이기도 하고, 머릿속에 있는 기억들을 반복해서 말하기도 했어요.


수술 중인 환자가 어떻게 말을 하냐고요? 뇌는 통증을 느끼지 못하기 때문에 수술할 때 부분 마취를 했거든요. 펜필드는 이렇게 뇌 수술 과정에서 전기 자극을 주고 환자의 반응을 살핀 결과를 뇌지도로 그렸어요. 펜필드는 뇌의 바깥 부분만을 전극으로 자극했기 때문에 정확도가 많이 떨어져요. 하지만 뇌의 위치에 따라 그 역할이 각각 다르다는 사실을 증명했다는 것만으로도 의미가 크답니다.

 

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