뇌 가소성(Brain Plasticity)

해당 글은 '박수원. (2016). 뇌가소성에 대한 이해와교육적 시사점. 교원교육, 32(1), 25-60.'을 참고하였습니다.

 

뇌 가소성은 뇌의 기능이나 구조가 경험이나 자극, 환경에 의해 변화하는 특성을 말합니다.

 

1. 구분

- 기능적 가소성    특정 기능을 담당했던 뇌 부위가 자극, 환경 등에 의해 다른 기능을 담당하게 되는 것

- 구조적 가소성    뇌를 구성하는 세포의 구조가 자극, 환경 등에 의해 변화하는 것

- 뇌의 기능적 변화는 세포의 구조적 변화와 함께 일어나기 때문에 둘은 밀접한 연관을 가지고 있음

 

2. 신경 가소성(Neural plasticity)    신경회로가 주변의 자극이나 경험에 의해 변하는 특성

- 신경세포의 활성이나 신경전달물질의 분비가 변화하는 것, 신경세포나 신경교세포가 구조적으로 변화하는 것, 시냅스가 형성되거나 제거되는 것 등을 포괄함 (뇌 가소성에 포함되는 개념)

- 사람은 결핍된 환경에 오래 노출되면, 뇌 피질이 얇아지고 미세아교세포의 활성도 줄어들게 됨

- 사람은 운동을 하면, 가지돌기(Dendrite)에 새로운 신경가시(Spine)가 생성되어 새로운 시냅스 형성이 유발되고, 또 기존의 불필요한 신경가시의 수가 사라짐

- e.g. 장기강화현상(LTP, Long-Term Potentiation), 장기저하현상(LTD, Long-Term Depression)이 있음

 

신경가소성의 예

 

3. 시냅스 가소성(Synaptic plasticity)    신경 가소성 중 신경세포 간 신호전달의 효율이 변하는 것

- 시냅스 전 신경세포(Presynaptic neuron)의 신경전달물질 분비가 변하거나, 시냅스 후 신경세포(Postsynaptic neuron)에 있는 신경전달물질의 수용체가 변화하는 등의 방법으로 일어남 (신경 가소성에 포함되는 개념)

- 뇌 발달은 시냅스형성(Synaptogenesis)과 시냅스가지치기(Synaptic pruning) 과정에 의해 일어남

  - 뇌 발달 과정에서 시냅스의 생성과 제거는 뇌 부위에 따라 서로 다른 속도로 일어남 (인간에게만 나타나는 뇌 발달 특징)

  - e.g. 시신경은 출생 초기 좌안과 우안에서 50% 정보를 받아 조합하지만, 이후 좌안에서 온 정보는 오른쪽 뇌로, 우안에서 온 정보는 왼쪽 뇌로 이동하도록 세부조정됨

 

4. 시냅스가지치기(Synaptic pruning)

- 사람은 과도하게 생성되어 제대로 기능을 하지 않거나 사용되지 않는 시냅스들 제거함

- 시냅스를 효율적으로 사용하고, 에너지 효율을 높이기 위함

- 대규모 가지치기(Rapid pruning)

  - 1차 대규모 가지치기는 영유아기에 일어나며 주로 시각, 청각과 같은 감각과 관련된 뇌의 영역에서 발생함

  - 2차 대규모 가지치기는 청소년기에 일어나며 의사결정, 성격의 발달 등을 담당하는 전전두피질에서 발생함

  - 즉, 다시 말해서 인간은 1차로 뇌의 일차적 기능이 발달한 후, 2차로 고등 사고 기능이 발달함

 

5. 수초화(Myelination)    희소돌기아교세포(Oligodendrocyte)가 중추신경계의 신경세포의 축삭돌기에 미엘린초를 형성하는 것

- 신호 전달 속도를 높여 신경전달의 효율성을 높이는 데 매우 중요한 역할을 함

 

6. 훈련에 따른 뇌변화

- 사람은 훈련을 통해 인지기능(Cognitive function)^[각주:1]과 실행기능(Executive function)^[각주:2]을 증진시킬 수 있음

- 유산소 운동 수행

  - 회색질과 백질의 부피가 증가함

  - 치상회(Dentate gyrus)^[각주:3]의 혈류량이 증가함 (치상회에서 일어나는 신경세포 생성과 연관)

 

7. 민감기(Sensitive period)     시냅스 가소성이 특별히 높은 영유아기

- 만 2세에서 시작되어 대략 만 6~7세 정도에 끝남

- 민감기 때 제대로 된 학습이 이루어지지 못하면, 나중에 배움에 어려움을 겪거나 아예 감각을 획득하지 못할 수도 있음

- 일차적인 기능이 아닌 고차원적인 인지기능에 대해서는 민감기가 존재하는지 아직 알 수 없음

 

 

 

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1. 기억력, 언어 능력, 주의집중력 등 사람의 인지와 관련된 능력 [본문으로]
2. 인간의 목표 지향적 사고, 행동, 정서를 통제하는 의식적 인지과정 [본문으로]
3. 대뇌변연계(Limbic System)의 해마(Hippocampus) 내부에 위치, 과립세포와 연합뉴런으로 구성됨 [본문으로]