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‘E=mc²’ 들어 있었나 - 아인슈타인 뇌연구 40년


14일로 ‘20세기 최고의 인물’이자 ‘역대 최고의 물리학자’로 꼽히는 알베르트 아인슈타인이 탄생한 지 125년이 됐다. 아인슈타인은 시간, 공간, 중력에 대한 기존 인식을 송두리째 바꾸는 상대성이론을 최초로 완성한 과학자이자 사후에 자신의 뇌가 연구대상이 된 최초의 천재 과학자다. 아인슈타인의 뇌는 일반인의 뇌와 어떻게 다를까.

▽무게는 오히려 170g 가벼워=1955년 아인슈타인이 76세의 나이로 숨을 거두자 그의 뇌는 연구용으로 쓰일 수 있게 미국 프린스턴병원의 병리학자 토머스 하비 박사의 손에 넘겨졌다. 하비 박사는 여러 해에 걸쳐 포름알데히드용액이 든 병 안에 그의 뇌를 보관했고 뇌의 조그만 부분을 잘라 몇몇 연구자들에게 제공했다.


알베르트 아인슈타인의 뇌 사진. 미국의 병리학자 토머스 하비가 촬영한 것으로 화살표 부분은 ‘실비우스 주름’. 이 주름은 일반인의 뇌에서보다 더 크다. -동아일보 자료사진

40년 동안 여러 학자들이 아인슈타인의 뇌를 연구했다. 서울대 의대 생리학교실 김전 교수는 “크게 보면 일반인의 뇌와 다르지 않지만 단지 몇 가지 특별한 점이 알려져 있다”고 말했다.

1996년 하비 박사가 브리트 앤더슨과 함께 ‘뉴로사이언스 레터’에 발표한 논문에는 아인슈타인의 뇌 무게가 1230g인 것으로 공개됐다. 이는 성인 남성의 평균치인 1400g보다 가벼운 것으로 대개 뇌가 무거울수록 지능 지수도 높은 경향이 있다는 최근까지의 연구결과를 감안하면 흥미로운 사실이다.

뇌와 물리학을 접목시켜 연구하는 고려대 물리학과 정재승 연구교수는 “뇌의 크기보다 신경세포(뉴런)간의 연결이 중요하다”며 “신경세포들이 네트워크로 많이 연결돼 있으면 뇌에서 더 많은 양의 정보를 동시에 처리할 수 있다”고 설명했다.





▽주름이 크지만 지능 관련은 미지수=아인슈타인의 뇌 주름에 대한 연구도 있었다. 1999년 6월에는 캐나다 맥매스터대 정신의학 및 행동 신경과학과의 샌드라 위틀슨 교수가 평균 57세인 35명의 남성 뇌와 비교해 연구한 결과를 영국의 의학전문지 ‘랜셋’에 발표했다.

논문에 따르면 아인슈타인의 뇌에서 위쪽 가운데 부분과 양쪽 옆부분을 가르는 커다란 주름인 ‘실비우스 주름’이 보통 남성들보다 커서 머리꼭대기의 돌출부인 ‘두정엽’이 상대적으로 크다. 위틀슨 교수는 논문에서 “실비우스 주름이 있는 지역이 수학적 사고와 공간 추론을 다루는 곳”이라고 주장했다.

하지만 위틀슨 교수가 주장한 실비우스 주름은 아직 지능과 관련된 영역이라는 보고가 없다. 아울러 뇌의 보관상태가 그리 좋지 못해 결과의 신빙성 자체에도 심각한 문제점이 제기됐다. 때문에 위틀슨 교수의 논문은 다른 과학전문지로부터 무려 5번이나 거절당했다.

▽천재성은 지지세포에서?=아인슈타인의 뇌 세포 수에 대한 20여년 전의 연구 결과가 최근 다시 주목받고 있다.

1985년 미국 버클리 캘리포니아대의 마리안 다이아몬드 박사는 아인슈타인의 뇌를 평균 64세에 죽은 11명의 남성 뇌와 함께 연구해 ‘실험 신경학’지에 발표했다. 각각 뇌의 4개 지역에서 신경세포와 교세포의 수를 세어 비교하자 복잡한 사고 작용에 관여하는 부분에서 의미있는 결과가 나왔다. 아인슈타인의 뇌에서 신경세포 하나당 교세포의 수가 일반 남성의 뇌에서보다 상대적으로 많았던 것.




신경교세포는 신경세포를 받쳐주고 영양분을 공급해주는 지지세포로 잘 알려져 있다. 아인슈타인의 뇌에 이런 교세포가 많았다는 점은 교세포들의 지원 하에 신경세포 하나하나가 활발히 활동했을 것이라는 의미다.

정 교수는 “최근 10년간 신경교세포에 대한 연구에 따르면 교세포가 신경세포들 사이의 정보처리를 도와준다는 사실이 속속 밝혀지고 있다”며 “교세포가 정보처리에 얼마나 관여하는지 알게 되면 아인슈타인의 천재성에 대한 실마리를 풀 수 있다”고 말했다.




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