신경가소성

신경가소성(Neuroplasticity)은 인간의 두뇌가 경험에 의해 변화되는 능력을 말한다. 즉 뇌가 성형적(plastic)이고 순응성이 있다(malleable)는 것이다. 이러한 두뇌의 특징은 꽤 현대에 와서야 발견되었다. 우리의 뇌는 경험에 대한 반응으로 자기 스스로를 (한계 내에서) 재설계할 수 있는 능력을 진화시켜 왔다 (Shatz 1992^[1]). 해부학적 뇌 구조의 가소성 덕분에 개개인의 활동에 적합하도록 뇌를 맞춤 설계를 하는 게 가능해졌다. 뇌는 신경세포(뉴런)와 신경교세포가 연결되어 구성된다. 학습은 신경세포 연결 길이의 변화, 연결의 추가 또는 제거, 그리고 새로운 신경세포의 형성을 통해 일어날 수 있는데, 가소성은 바로 이러한 학습과 관계가 있다.

뇌 신경가소성이란 뇌의 신경경로가 외부의 자극, 경험, 학습에 의해 구조 기능적으로 변화하고 재조직화 되는 현상이다. 신경경로는 일생을 통해 끊임없이 변하며, 새로운 언어나 운동기능의 습득이 왕성한 유년기때 사용되는 새로운 신경경로의 활동성이 최대치를 보인다. 성년기나 노년기에는 그 잠재성은 약간 감소하지만, 여전히 새로운 언어나 운동기술을 어느 정도의 수준까지 습득할 수 있는 일정한 수준의 뇌신경 가소성을 일생동안 유지한다.(Azari & Seitz 2000^[2]).

과거 과학자들 사이에서 두뇌는 유년기 같은 초기 단계의 중요한 기간 이후에는 변경되지 않는다고 믿어졌다. 1800년 말엽까지는 척추동물의 뇌에 있는 모든 뉴런들이 배아 발생기 동안이나, 아무리 늦어도 유아기 동안 다 형성된다고 생각되었다. 감각 경로는 중요한 시기 이후로 고정되어 있고, 그 시점을 지나면 뇌는 뉴런을 상실할 수만 있을 뿐 절대로 다시 만들 수는 없다는 전통적인 믿음을 가졌던 것이다.

20세기에 들어와서도 뇌의 하부 신피질 영역의 구조는 아동기 이후로 불변 이라는 생각은 변함이 없었다. 그러나 의미 있는 학습은 연결 길이의 변화에 의해서 이뤄지고, 해마와 치상돌기 회와 같이 기억의 형성에 관련된 영역과 성인기까지 새로운 뉴런들이 계속해서 생성되는 곳은 큰 가소성을 지닌다는 것이 대다수의 의견이었다. 그러나 점차 예외가 발견되었다. 여러 연구들은 환경적인 변화가 현존하는 뉴런 사이의 연결을 수정하고, 해마와 소뇌를 포함한 다른 뇌 부분의 신경조직발생을 통해서 행동과 인지를 바꿀 수 있다는 것을 밝혀내었다.

여러 분야의 전문가들을 연구해 온 인지심리학자들은 서양장기 두기나 십자단어 맞추기 같은 특정 기술을 열심히 연습하는 사람은, 비록 다른 기술도 반드시 그렇게 되는 건 아니지만, 그 열심히 연습한 기술에 더욱 더 숙달되게 됨을 보여주었다(Ericsson & Charness 1994^[3]). 아마도 무언가에 대한 전문지식을 발달시키는 것은 뇌를 변화시켜 그 필요한 능력들을 향상시키게 되는 것 같다. 몇몇 사례를 통해 특정 종류의 전문지식과 관련된 뇌의 변화가 확인되었다.

수세기에 걸친 연구는 신피질 처리 영역에서 실질적인 변화가 일어남을 보여주었고, 이러한 변화들은 경험에 대한 반응으로 신경적인 활성화를 변경시키는 것으로 나타났다. 신경가소성에 관한 이론에 의하면, 경험은 실질적으로 두뇌의 물리적 구조와 기능적 조직 모두를 변화시킬 수 있다. 최근 신경과학자들은 발달 이후의 불변성이 어떻게 변화 되는지와 중대한 시기가 언제인지에 대한 연구적 일치에 몰두하고 있다.