호두껍데기처럼 주름진 뇌 모양 비밀은 무엇일까?
아주 오래전부터 인간은 항상 뇌에 관해 더 많은 것을 알려고 노력해왔다. 양쪽 뇌 반구의 역할을 아는 것도 무척 흥미롭지만 이번 글에서는 호두껍데기처럼 주름진 뇌 모양 비밀에 관해 이야기해보겠다.
동물학적 관점에서 보면 뉴런과 학습력은 비례하여 뇌 표면이 넓을수록 학습력이 뛰어나다.
인간은 뇌 이랑 같은 주름 덕분에 협소한 공간을 효율적으로 활용하여 가장 넓은 뇌 면적을 자랑하는 동물로 꼽힌다.
뇌 주름이 적은 동물은 주름이 많은 동물에 비교하면 학습력이 떨어지는 편이다. 동물 중에서 뇌 주름이 가장 많은 종은 인간이고 그다음이 거대 유인원이다.
“언어와 청각 기능을 포함하는 대뇌 피질은 여러 층의 회백질로 뇌 표면을 포장지처럼 감싸고 있다.”
-마이클 핀켈-
주름진 뇌 모양: 인간과 침팬지 차이점
미국 캘리포니아대 생물 통계학자인 캐서린 S. 폴라드가 2009년 5월, ‘사이언티픽 아메리칸’에 컴퓨터 프로그램으로 인간과 침팬지의 차이점을 비교했다는 글을 기고했다.
폴라드는 뉴클레오타이드 118개를 포함한 인간 가속 영역인 HAR1에서 침팬지와의 차이점을 발견했다.
HAR1은 인간을 포함한 척추동물의 뇌에 존재하지만, 인간의 진화 속도가 가장 빠르다.
닭과 침팬지 유전자 배열 차이점은 두 가지인 반면, 인간과 침팬지의 차이점은 18개나 됐다.
유전자 발현을 조절하는 HAR1은 대뇌 피질이 발달할 때 활성화하는데, HAR1이 손상된 세포에서 활성화하면 대뇌 피질이 비정상적으로 발달한다.
지능의 해부학적 특징은 뇌의 무게 아닌 주름 개수에 따라 달라진다.
뇌 주름은 어떻게 생길까?
인간의 뇌는 대뇌 피질의 크기와 호두껍데기 같은 주름이 가장 큰 특징이다.
뇌가 큰 동물은 대부분 뇌에 주름이 많고 뇌가 작은 동물은 뇌 주름이 거의 없는 편이다.
대뇌 피질 상단에 있는 뉴런은 뇌의 다른 부분에 있는 뉴런과 연결되어 있다.
뇌가 큰 동물은 두개골보다 뇌 표면적이 넓어서 풍선처럼 팽팽하게 펴진 대신 주름으로 두개골에 맞게 그 면적을 줄인다.
빅토르 보렐 연구팀은 뇌 주름을 연구하여 방사형 아교 세포(bRG)가 대뇌 피질을 넓히는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.
뉴런의 이주 과정에서 안내자 역할을 하는 방사형 아교 세포는 대뇌 피질 주름을 만들어서 대뇌 피질 면적을 늘리는 데 관계한다.
뇌 주름이 부족하면 어떻게 될까?
대뇌 피질 주름은 자궁에서부터 생성되는데 임신 20주 차부터 시작하여 아이가 1.5세일 때 멈춘다.
뇌 주름은 뇌 기능과 연결 향상에 중요한 역할을 하며 좁은 두개골에 맞게 뇌 크기를 조절해준다.
다왜소뇌회증 같은 질환은 정상보다 많고 적은 주름이 분포하며 뉴런이 측뇌 주변에 몰려서 결절을 형성하고 간질 증상을 유발할 수 있다.
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