<청년심리학> 청년기의 지적 변화-뉴런 시냅스 대뇌구조 가소성

 청년기는 급격한 신체발달과 더불어 지적 영역에서도 이전 단계인 아동기보다 더 유능하고 효과적으로 변화한다. 지금까지 청년기의 대뇌발달에 대해서는 연구가 거의 이루어지지 못했는데 최근 이 분야의 연구자들에 의해 청년기 동안에도 대뇌발달이 활발하게 이루어진다는 것을 확인하였다. 청년기동안의 대뇌발달과 관련해 지적 발달을 살펴본다.

 

1. 뉴런과 시냅스의 변화

 

 뉴런은 신경계의 기본단위로, 세포체, 수상돌기, 축색돌기로 구성된다. 세포체는 세포 유지에 필요한 영양물질을 합성하고, 수상돌기는 다른 뉴런으로부터 들어오는 정보를 받는 기능을 하며, 축색돌기는 세포체에서 다른 뉴런으로 정보를 보내는 역할이다. 축색돌기의 바깥으로 수초라 불리는 지방세포층이 둘러싸고 있는데 모든 축색돌기가 수초를 포함하는 것은 아니다. 수초는 절연물질로서 정보처리의 속도와 효율성을 증가시키는 역할을 한다. 지방세포 층이 축색돌기를 싸는 이러한 수초화 과정은 청년기동안 계속된다.

 

뉴런의 모습

 

 대뇌 발달의 또 다른 중요한 측면은 신경충동이 전달되는 메커니즘인 시냅스의 연결이다. 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스는 축색돌기 끝부분에 있는 종말단추와 다른 뉴런의 수상돌기의 끝부분 및 그들 사이의 틈의 세 부분을 포함한다. 뉴런의 수상돌기와 세포체를 거쳐 축색돌기를 따라 내려온 신경충동은 종말단추를 터뜨려 특정한 신경전달물질을 방출하고 이 물질들이 연접열구에 퍼져 인접한 뉴런의 수상돌기의 막에 전기적 변화를 일으켜 신경충동이 전달될 수 있도록 한다. 이러한 시냅스 연결의 생성은 영아기에 시작되어 청년기에도 계속 이루어진다.

 시냅스 연결은 실제 사용될 수 있는 양보다 두 배 정도 더 많이 만들어지므로 사용되지 않는 연결은 다른 경로로 대치되거나 사라진다. 학습, 기억, 추론 등 고차적 인지기능에 중요한 시각, 청각 그리고 전전두엽 피질에서의 연령에 따른 시냅스 연결의 변화를 보면 대뇌 부위마다 시냅스의 연결이 생성되고 사라지는 시기가 다르다. 시각 피질에서의 시냅스 생성은 임신 4분기에 절정에 달하고 이후 점차 감소하며, 듣기와 언어처리 중추인 청각피질의 시냅스 생성은 5세경 절정에 도달하고 이후 급격히 감소한다. 또한 고차적 사고와 자기 조절이 이루어지는 전전두엽피질에서의 시냅스 생성 역시 5세경 절정에 도달하지만 청년후기까지도 성인의 시냅스 밀도에 도달하지는 못한다.

 

2. 대뇌구조의 변화

 

 청년기에도 대뇌구조 변화가 일어나며 특히 뇌량과 전전두엽 및 편도핵에서의 변화가 두드러진다.

 뇌량은 좌/우반구를 연결하는 신경다발로서 청년기 동안 더 두꺼워져 좌우반구의 소통을 원활하게 함으로써 정보처리 능력을 개선시킨다. 또한 추론과 의사결정 및 자기통제를 담당하는 전전두엽의 발달은 25세 그 이후까지도 계속되지만, 정서처리 영역에 해당하는 변연계의 일부인 편도핵은 전전두엽보다는 훨씬 일찍 성숙을 완료한다.

 편도핵의 성숙은 청소년들이 강한 정서를 생성하게 하지만, 전전두엽피질의 미성숙으로 효과적인 정서통제는 이루어지기 어렵다. 다시말해, 청소년들은 강한 정서나 동기는 전전두엽피질과 편도핵의 발달에서의 시간차에 원인이 있으므로 전전두엽피질이 발달하면 청소년들의 정서문제도 점차 완화될 수 있다.

 

3. 가소성이란?

 

 청년기에도 대뇌는 가소성을 지니는가에 대한 대답은 yes이다. 가소성이란 특정 부위의 대뇌세포에 손상이 일어나면 대뇌의 다른 부위가 손상된 기능을 대신 담당하는 능력을 말한다. 그러나 대뇌손상의 발생은 인간의 생애에서 그 시기가 어릴수록  더 잘 회복될 수 있으므로 청년기에도 대뇌가 상당한 가소성을 보유하고 있다고 할지라도, 어린 연령에서만큼 크지는 않다. 7세~15세까지의 아동을 연구한 슬로민과 그 동료들은 대뇌손상이 더 이후에 일어날수록 언어과제나 인지과제의 수행이 효과적으로 이루어지지 못한다는 것을 확인하였다.

 20세기 말까지만 해도 과학자들은 인간의 대뇌가 아동초기 이후는 새로운 뉴런을 생성할 수 없다고 하였으나 최근 전생애동안 새로운 뉴런이 생성될 수 있음이 확인되고 있다. 여기서 더 나아가 과학자들은 운동과 풍요로운 환경적 경험에 의해 새로운 뉴런들이 생성될 수 있음도 확인하였다.