신경과학(neuroscience)이란?

 

'신경과학'의 궁극적인 목표는 전기 신호가 뇌 회로를 통과하면서
어떻게 정신 활동이 발생되는지 이해하는 것 이다.

- Eric R. Kandel(미국 신경생리학자, 노벨생리의학상 수상자) -

 

 

'신경과학'의 궁극적인 목표는 전기 신호가 뇌 회로를 통과하면서 어떻게 정신 활동이 발생하는지 밝혀내기 위함이다.

인간의 행동, 정신 질환이나 뇌의 변화에 따른 신경 기전의 변화를 관찰하는 학문이 바로 '신경과학'이다.
'신경과학'이라는 용어는 과거에는 '뇌과학'과 용어가 혼용되어 사용됐으나, 현대에 들어 '신경'이라는 주제로 뇌과학, 생물학, 심리학, 컴퓨터과학, 인지과학, 철학, 경제학, 인류학 등의 다양한 학문적 접근을 넘어, 융합학문 형태로 정신 활동의 메커니즘을 밝히기 위한 시도가 계속되고 있어, 현대는 '신경과학'이라는 용어로 통일하여 사용되고 있다. 

 

미국의 신경생리학자이자, 노벨생리의학상 수상자인 Kandel의 저서 "Principles of neural science" 서문에 인간의 정신 활동의 메커니즘이 밝혀내고자 하는 과학자의 5가지 질문이 담겨져 있다. 

 

1. 뇌는 어떻게 발달하는가?

2. 뇌의 신경 세포들은 어떻게 서로 communication 되는가?

3. 서로 다른 연결 패턴은 어떻게 다른 인식(perception)과 운동 행위(motor act)를 유발하는가?

4. 뉴런 간의 communication은 경험에 의해서 어떻게 변화되는가?

5. 뉴런 간의 communication은 질병에 의해 어떻게 변화되는가?

 

이 질문에 대한 과학계의 대답은 1980년대 세포 생물학적 수준이었지만, 20년이 지난 2000년 분자 생물학 수준으로 발전시키며, 다양한 신경학적 기전을 밝혀내 왔다. 유전자변형 지렁이, 파리, 쥐를 이용하여 신경 질환의 원인이 되는 변이 유전자를 통해 신경 전달과 행동을 연결 지어 설명할 수 있게 되었고, 더불어 새로운 분자의 발견이나 광학적 기법의 발전을 유도하여 뇌의 개별 뉴런 활동을 이미지화하고, 뉴런 및 뇌 회로의 전기 활동을 조작하여 행동을 변경하는 것이 가능하게 되었다.

 

'똑똑한 과학자의 호기심을 채워 주는것 이외에... '신경과학' 연구의 결과물은 일반인에게 어떤 이득을 줄까? '

 

인간 유전자 시퀀싱 기술의 발전으로 ' 신경과학'은 임상 신경과학과 정신과의 미래가 되었다고 해도 과언이 아니다.

신경계에 영향을 주는 모든 질병은 어떤 유전적 요소를 갖고 있으며, 인간 유전체의 2만 개의 유전자가 시퀀싱되었기 때문에 특정 장애에 민감한 유전자를 식별하고 개인의 특정 질병에 대한 소인을 예측할 수 있게 되었기 때문이다. 

다시 말해, 신경계 특정 질환에 민감한 유전자를 식별하고 개인의 특정 질병에 대한 소인을 예측할 수 있게 되면서, 신경학 및 정신과 질환에 대한 개인적인 위험을 상세하고 복잡하게 측정하고, 더불어 이를 조절할 수 있는 약물 연구로 발전하는 형태로 연구개발의 흐름이 진행되고 있기 때문에  '임상 신경과 및 정신과적 질환 치료 수준은 신경과의 발전과 그 속도를 같이 한다고 해도 과언이 아니게 되었다.

 

분자 생물학의 발전으로 뉴런의 복잡한 행동 메커니즘에 대한 많은 정보가 밝혀졌으나, 여전히 뉴런이 참여하는 회로의 분석이 복잡한 행동을 생성하는 메커니즘에 대한 추가적인 연구는 필요하다. 인간(동물..) 지각, 행동, 생각, 학습 및 기억을 이해하려면 단일 신경 세포에서 인지의 기반이 되는 회로에 이르기까지 다양한 시스템의 행동을 이해하기 위해 새로운 접근 방식과 개념적 체계에 의한 지속적인 연구가 이뤄지고 있다.

결국 신경과학의 궁극적인 목표는 우리 가 느끼고, 행동하고, 배우고, 기억하는 뇌 과정을 이해하는 것이며, 향후 포스팅에서는 지난 수십 년 동안 이 큰 도전을 해결하기 위 발판을 마련한 신경과학의 흥미로운 연구 결과들을 소개하겠습니다.