인간의 뇌: 우주의 가장 복잡한 신경망

인간의 뇌는 정말로 경이로운 존재입니다. 무게는 평균적으로 약 1.4kg밖에 안 되지만, 그 안에는 약 860억 개의 신경세포(뉴런)가 들어있어요. 이 뉴런들은 마치 우주의 별들처럼 서로 얽히고설켜, 전기적 신호를 주고받으며 생각하고, 느끼고, 행동하게 만듭니다. 이 복잡한 시스템은 마치 우주에서 별들이 서로 중력으로 연결되는 것처럼 보이기도 하죠.

 

놀랍게도, 뉴런들끼리 연결된 시냅스의 총 수는 약 100조 개에 달합니다. 그만큼 뇌는 실시간으로 엄청난 양의 데이터를 처리하고 있는 셈이에요. 이를 이해하기 위해 하나의 흥미로운 비유를 들어볼게요. 만약 당신이 매초마다 한 개의 시냅스를 살펴본다고 가정하면, 모든 시냅스를 다 조사하는 데 약 3,170년이 걸립니다. 단 한 명의 인간 뇌에만요!

 

뇌는 스스로를 고칠 수 있을까?

 

이렇게 복잡한 뇌도 가끔은 고장이 나곤 하죠. 하지만 정말로 놀라운 점은, 뇌가 스스로를 회복시키는 능력을 어느 정도 가지고 있다는 사실입니다. 이를 신경가소성(neuroplasticity)이라고 부르는데, 이는 뇌가 손상되거나 새로운 경험을 통해 스스로 구조를 변경하고 재조정할 수 있는 능력을 의미합니다. 가령, 우리가 새로운 기술을 배우거나 새로운 환경에 적응할 때, 뇌는 기존의 연결을 재정비하고, 새로운 신경 경로를 만듭니다.

 

뇌졸중 환자들이 치료 후 서서히 다시 움직임을 회복하는 것도 신경가소성 덕분입니다. 손상된 신경 경로 대신, 새로운 경로가 만들어지면서 잃어버린 기능을 대체할 수 있게 되는 것이죠. 이것은 마치 댐이 무너진 강물이 새로운 길을 찾는 것과 같은 이치입니다.

 

꿈꾸는 뇌: 수면 중에 벌어지는 뇌의 신비

 

우리는 하루의 약 3분의 1을 자는 데 쓰고 있지만, 그 시간 동안 뇌는 마냥 쉬고 있지 않습니다. 오히려 수면 중에 뇌는 매우 활발하게 활동해요. 꿈을 꾸는 동안 우리의 뇌는 기억을 정리하고 감정을 처리하며, 심지어 창의적인 문제 해결까지 한다는 연구 결과가 있습니다. 특히 '렘수면(REM sleep)' 단계에서 뇌파가 깨어있을 때와 매우 유사하게 나타나는데, 이는 뇌가 이때도 상당히 활발하게 활동 중임을 보여줍니다.

 

한편, 꿈을 꾸는 동안 우리는 종종 아주 기묘하고 비현실적인 장면들을 목격하죠. 이러한 꿈들은 우리의 뇌가 과거의 경험, 감정, 그리고 상상력을 무작위로 조합한 결과물일 수 있습니다. 그 덕에 때로는 말도 안 되는 상황들이 펼쳐지기도 하고, 또 때로는 아주 혁신적인 아이디어가 떠오르기도 합니다. 유명한 예로, 드미트리 멘델레예프는 주기율표의 구조를 꿈에서 보고 완성했다고 전해집니다!

 

뇌는 언제까지 진화할까?

 

우리의 뇌는 끊임없이 변하고 있습니다. 진화적으로 봤을 때, 인간의 뇌는 아주 오랜 시간에 걸쳐 크기가 커지고, 더 복잡해졌죠. 약 200만 년 전의 호모 하빌리스의 뇌는 지금의 인간 뇌보다 2배나 작았다고 합니다. 그렇다면 앞으로 인간의 뇌는 더 커지거나 더 똑똑해질까요? 아니면 기술의 발달로 인공지능이 우리의 뇌를 대신할까요?

 

이 질문에 대한 답은 아직 명확하지 않지만, 한 가지 확실한 점은 있습니다. 인간의 뇌는 그 자체로도 충분히 놀라운 도구라는 것입니다. 우리가 현재 사용하고 있는 뇌의 잠재력은 사실 그리 크지 않다고 하죠. 일부 과학자들은 인간이 전체 뇌 기능의 약 10%밖에 사용하지 않는다고 주장하기도 하는데, 이는 신화에 불과합니다. 사실, 우리는 뇌의 대부분을 다양한 방식으로 항상 사용하고 있어요. 그러나 아직도 많은 부분이 미지의 영역에 남아있습니다. 이 미지의 영역이야말로 과학이 앞으로 밝혀내야 할 새로운 우주라고 할 수 있죠.