2) 뇌의 구조와 기능
뇌는 무게가 약 1.4kg에, 1천억개의 신경세포가 있으며, 서로 다른 신경세포와 연결되어 정보를 전달하면서 전체가 제대로 작동할 수 있게 해준다. 더군다나 뇌세포의 초당 정보처리능력은 초당 2000억 비트의 정보를 처리할 수 있다고 한다. 또한 2개의 대뇌반구로 나뉘어져 있으며, 서로 다른 능력과 기능을 발휘한다는 사실이다.
현대의 뇌과학은 양전자방출촬영술(PET) 영상장치에 의하여 뇌의 구조와 기능에 관한 연구가 이루어져 있다. 사람의 뇌는 전뇌, 중뇌, 뇌간이라는 세 부분으로 나눌 수 있다. 뇌간은 뇌의 줄기에 해당되는데, 척수를 전뇌와 중뇌에 연결하는 역할을 하며, 뇌와 척수는 우리 몸의 중추 신경계를 이루는 중요한 요소이다. 두정엽은 팔과 다리의 감각과 운동을 담당하며, 후두엽은 눈으로 들어오는 모든 자극을 분석하며, 전두엽은 계획․행동․감정을 조절해 추상적인 사고를 할 수 있게 해주며, 측두엽은 양쪽 귀에 가까운 부분으로 소리를 듣는 것과 단기기억을 담당하는 것으로 알려져 있다.
좌반구는 언어구사능력과 읽기 쓰기 산수 추상적 사고를 관장한다. 우반구는 본래 비언어적으로, 기하학적 형태 및 공간관계 처리, 음악의 곡조, 선율, 표현 그리고 사람의 얼굴 인식, 정서 탐지 등을 담당한다. 우뇌는 세상을 지각하는 일을 담당한다. 반면 좌뇌는 그러한 지각을 분석하는 일과 문제 해결, 외부 세계와의 소통, 특히 언어를 통한 의사소통에 치중한다.
중추신경계의 신경세포들은 신경전달물질이라는 전기를 띤 화학물질의 자극을 받아 활동한다. 이러한 신경전달물질이 존재한다는 것은 오스트리아 과학자 오토 뢰비(Otto Loewi)가 신경의 자극이 근육에 전달되는 것은 화학물질을 생산하기 때문이라는 사실을 발견하여 1936년 노벨 생리 의학상을 받기도 하였다. 그는 꿈속에서 개구리 심장으로 실험을 하는 꿈을 꾼 후에, 적어놓은 내용을 기반으로 실험을 통해 신경전달 물질을 발견하기에 이르렀다. 이로써 잠을 자고 깨어나게 하는데 있어서, 화학물질과 신경전달물질, 호르몬이 중요한 역할을 하고 있다는 사실이 분명해졌다.
우리가 어떤 것을 경험하거나 학습하는 경우 가장 먼저 해마에 구축된다. 뇌의 중앙에 있는 해마는 바깥쪽으로 휜 말굽모양의 구조로써 편도체와 연결되어 있으며, 기억 구축에 필요한 정보집배 센터이다. 기억을 만드는 해마는 대뇌변연계(limbic system)를 구성하는 한 요소로써 측두엽 안에 자리 잡고 있다.
해마는 새로운 사실을 학습하고 기억하는 기능을 하는 중요한 기관이다. 해마가 손상되면 새로운 정보를 기억할 수 없게 된다. 알츠하이머 같은 뇌질환이 진행될 때 가장 먼저 손상되는 곳이 해마이다. 해마 손상은 기억상실증으로 이어진다. 술을 많이 마시고 기억을 못하는 경우에는 알코올로 인해 해마의 신경세포가 마비되어 활동을 하지 못하는데에 기인한다. 반면에 명상의 순간에는 해마의 신경세포가 활발한 활동을 하고 있음을 알 수 있다. 해마에서 기억으로 영구 저장되기 위해서는 해마에 있는 정보가 신피질(新皮質)이라는 보다 수준높은 정보처리 시스템으로 이동 재생되어야 하는 바, 정보를 버리거나 저장하는 기억통합과정에서 뇌가 REM 수면기에 꿈을 통해 이뤄지는 것으로 추정되고 있다. 따라서 학습이나 작업 또는 업무 능률을 올리려면 꿈의 작업이 잘 이루어지도록 잠을 푹 자는 것이 좋다고 한다.
한편 영국의 ‘앤드류․테일리’ 박사는 실험을 통해 ‘꿈은 기억력을 확실하게 해준다’는 것을 발표해 주목을 끌기도 했다. 꿈꾸는 동안에 뇌의 영역이 활성화되는 것을 양전자방출촬영술(PET)의 뇌영상 연구에서 얻을 수 있는 바, 뇌영상 연구결과 정서기억 충추인 대뇌번연계가 낮의 각성시 상태보다 REM 수면기에 더욱 활성화되고 있음을 보여주고 있다.
