아이의 머릿속에는 고속도로와 항구가 있다.(머릿속 정보 전달)

머릿속 고속도로의 차선이 많고 넓으면 정보는 빨리 달린다. 

뉴런 발달 전

 

뉴런 발달 후

뉴런 내부의 정보 전달 방식은 고속도로 위의 차들이 달리는 방식에 비유할 수 있다. 고속도로 차선이 많고 넓으면 교통체증이 줄어든다. 차들은 빠른 속도로 목적지를 향해 달려갈 수 있다. 물론 고속도로에는 제한 속도가 있지만, 주말이나 휴가철에 도로가 막히는 일이 없다. 제한 속도를 지키면서도 빠르게 목적지로 이동할 수 있다. 화물차는 시간에 맞춰 주문한 물량을 배달할 수 있다. 이렇게 되면, 국가 전체의 물류 시스템이 발달하고 경제 발달에도 이바지한다. 

이처럼 뉴런의 수상돌기와 축삭말단의 가짓수는 고속도로의 차선에 비유할 수 있다. 이들의 가짓수가 많은 것은 고속도로의 차선이 많아지는 것과 같다. 또 축삭돌기의 소시지 매듭이 굵어질수록 정보 이동 속도가 빨라진다. 이것은 고속도로의 차선이 많고 넓다는 뜻으로 해석할 수 있다. 차선이 많고 넓은 도로에서 차들이 안전하고 빠르게 물건을 실어나르는 것처럼 신경세포의 가짓수가 많아지면 정보 전달 속도가 빨라지고 양도 많아진다. 

그림 위쪽은 발달하기 전의 뉴런이다. 가지돌기와 축삭돌기 끝점의 가짓수가 아래쪽 뉴런보다 작다. 책을 읽기나 새로운 분야에 도전하는 일은 뇌 신경세포에 많은 자극을 준다. 뉴런의 가지돌기로 전기신호가 반복적으로 들어오면 새로운 가지돌기가 뻗어난다. 위쪽 뉴런처럼 가지돌기가 풍성해진다. 이렇게 되면 더 많은 전기신호를 받아들이게 되고 그만큼 많은 정보를 빠르게 분석할 수 있다. 

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뇌 신경세포의 핵에서는 쏟아져 들어오는 정보를 합산해서 임계치가 넘는 정보를 축삭돌기로 흘려보낸다. 이렇게 흘려보내는 전기신호의 양과 횟수가 많아지면 축삭돌기의 쏘시지를 굵게 만든다. 또 축삭말단에 한꺼번에 많은 전기신호가 도달하면 새로운 가지가 돋아난다. 오른쪽의 뇌 신경세포는 자극을 많이 받아 축삭돌기의 끝점의 가지가 많이 생성된 것을 보여준다. 

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접안 시설이 많은 큰 항구에서 배는 빨리 달린다. 

시냅스의 뉴런과 뉴런이 만나는 지점에서는 미세한 틈이 있다. 뉴런의 축삭돌기까지 내려온 전기신호는 이 뉴런의 틈새를 건너지 못한다. 말하자면, 내륙의 도로가 강을 만나 끊어진 상태와 같다. 자동차는 강을 건너지 못하는 것과 같다. 이제부터는 차를 배에 실어 날라야 한다. 강나루에 배를 대는 접안 시설이 많고 큰 배를 댈 수 있으면 한꺼번에 많은 를 실어 나를 수 있다. 시냅스가 강화된다는 것은 강나루에 대형 배를 댈 수 있는 큰 장소가 많아진다는 뜻이다. 

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이처럼 시냅스는 도시와 도시 사이를 오가는 화물차가 강과 만나는 지점이라고 보면 된다. 아무리 강폭이 좁아도 일정한 깊이가 있는 강이라면 차로 건널 수 없다. 뉴런과 뉴런의 접점인 시냅스는 끊어졌기 때문에 전기신호가 건널 수 없는 이치와 같다. 관건은 배를 댈 수 있는 장소가 많고, 또 큰 배를 댈 수 있을 정도로 시설이 크면 좋다. 그러면 많은 물건을 빠르게 옮길 수 있어 경제 발전에 이바지할 것이다. 시냅스가 강화될수록 정보의 전달 속도와 양이 많아지는 것이기에 정보 처리 능력이 향상한다. 이것이 머리가 좋다는 뜻이 된다. 

 

활발한 자극은 뉴런과 뉴런이 만나는 접점의 수와 폭이 증가하는 시냅스 강화가 일어난다. 시냅스 증가 전에는 아래 그림의 원안에는 정보를 전달하는 쪽의 축삭말단 하나에 정보를 전달받는 쪽의 수상돌기 하나가 대응한다. 자극이 반복되면 양쪽의 가지들이 하나씩 증가하고 정보를 내보는 통로도 많아진다. 이처럼 두뇌의 적절한 자극은 영양분을 잘 공급받은 나무줄기에서 새 가지가 솟아나는 것과 같은 이치다. 나뭇가지가 많아지면 잎이 더 풍성하고 과일도 더 많이 달리듯, 시냅스가 강화될수록 전달되는 정보의 양과 질이 좋아진다. 

 

 

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활발한 자극은 뉴런의 수상돌기와 시냅스를 강화한다. 

전기적 신호와 신경전달물질은 뉴런 구석구석을 자극한다. 자극을 받은 뉴런의 수상돌기와 축삭 말단에서는 없던 가지가 돋아난다. 머리가 좋아지는 생물학적 조건 두 가지를 충족한다. 뉴런이 튼튼해지고 시냅스가 강화한다. 가지 수가 많아지고 통로가 넓어진다. 한꺼번에 많은 정보를 소화할 수 있다. 이런 현상을 뇌 가소성(plasticity)이라 하고, 머리가 좋아진다는 뜻이다. 

 

인간은 태어날 때부터 두 팔과 두 다리로 일생을 살아간다. 오랜 세월 그렇게 적응되었기 때문에 살아가는 데 불편함이 없다. 만일 팔과 다리의 개수가 더 많으면 어떻게 될까? 신체가 온전히 제 기능을 하면서 팔이 많아지고 다리가 많아지면 운동을 하거나 일하는 데 도움이 될 것이다. 

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두 다리가 아니라 네 다리로 달린다면 속도가 더 빨라진다. 두 팔보다 네팔이나 여섯 팔로 농구를 한다면 남보다 더 자주 공을 만질 수 있다. 축구를 할 때도 네 다리나 여섯 다리가 되면 속도와 공 놀림에 감히 대적할 자가 없어진다. 운동능력은 팔과 다리의 수에 비례한다고 보면 된다. 근원적인 것은 운동 뉴런의 수상돌기와 시냅스의 수가 많은 것이다.

 

일할 때도 팔과 다리가 지금보다 많다면 작업 능력이 크게 향상된다. 바나나 농장에서 두 팔로 일하는 것보다 네 팔로 이용하면 바나나 수확량이 두 배로 증가한다. 물건을 고를 때도 팔이 많아질수록 속도가 빨라질 것이다. 팔을 사용하는 일들은 팔이 많아지면 자연히 동시에 많은 작업을 할 수 있고, 작업 능률이 지금보다 크게 향상될 것이다.