6장: 뇌과학에서 본 뇌의 정보전달 방법과 기능

2026.6.11 오후 2-4시 교구청 교육원 나동

뇌의 호르몬과 전기적 작용

뇌의 신경세포는 전기적 작용과 화학물질을 이용해 정보를 전달한다. 신경세포 내부에서는 전기 신호가 빠르게 이동하고, 신경세포 사이에서는 신경전달물질이 정보를 주고받는다. 이러한 전기·화학적 전달은 수많은 신경세포와 시냅스에서 끊임없이 이루어지며, 뇌는 외부 자극을 처리할 뿐 아니라 스스로 전기·화학적 신호를 생성하고 해석한다.

현대 뇌과학은 뇌 안에서 작용하는 신경전달물질, 수용체, 전달체계, 단백질 등의 기능을 연구하여 인간의 의식과 행동, 감정의 원리를 밝히고 있다. 특히 신경전달물질과 그 수용체는 뇌 기능을 조절하는 핵심 요소로 여겨진다.

뇌과학적 관점에서 인간의 생각과 행동은 선천적 요인과 후천적 경험이 축적되어 형성된 화학적 작용의 결과이며, 이 때문에 사람마다 고유한 성격과 사고방식을 갖는다.

1) 호르몬

1921년 신경전달물질이 처음 발견된 이후 200여 종이 넘는 물질이 확인. 이는 몸과 마음이 화학물질의 작용과 밀접하게 연결되어 있음을 보여주었다. 인체의 기관과 조직은 신경계와 내분비계를 통해 정보를 주고받는다. 신경계는 신경섬유를, 내분비계는 혈액순환을 이용해 정보를 전달하며, 면역계와도 긴밀히 연결되어 하나의 네트워크를 이룬다.

내분비계는 감정, 성장, 에너지 이용, 신진대사, 생식 등 신체 기능을 조절한다. 시상하부와 뇌하수체의 지시에 따라 분비된 호르몬은 혈액을 통해 표적기관의 수용체와 결합하여 세포를 활성화시키고, 그 결과 생성된 호르몬은 다시 여러 조직의 생리 기능을 조절한다. 또한 호르몬은 뇌와 뇌하수체에도 영향(feedback mechanism)을 주어 내분비계의 균형을 유지한다. 이처럼 내분비계는 시상하부와 뇌하수체의 지배를 받으며, 뇌는 직접 호르몬을 생성하는 동시에 신체 각 기관의 호르몬 분비를 조절하는 중심 기관이다.

뇌의 모든 기능은 다양한 신경전달물질에 의해 이루어진다. 인간의 생각, 감정, 행동을 이해하기 위해서는 신경전달물질 연구가 필수적이지만, 고등 정신기능과 감각·운동 기능에 얼마나 많은 신경전달물질이 관여하는지는 아직 완전히 밝혀지지 않았다.

신경전달물질은 특정 수용체와만 결합하여 정보를 전달한다. 정보 전달은 신경전달물질과 이를 받아들이는 수용체의 상호작용을 통해 이루어지며, 이러한 과정이 사고·행동·감정 등 다양한 정신 활동의 기초가 된다. 따라서 신경전달물질과 수용체의 특성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

신경전달물질은 신경세포 사이에서 정보를 전달하는 화학물질로, 현재 200종 이상이 알려져 있다. 대표적으로 글루타민산, 아세틸콜린, 도파민, 세로토닌, 노르에피네프린 등이 있으며, 각각 운동, 기억, 감정, 각성 등 다양한 기능에 관여 한다.

이들 물질은 뇌의 신경회로를 통해 작용하며 인간의 사고, 감정, 행동을 조절한다. 예를 들어 아세틸콜린은 기억과 학습, 도파민은 쾌감과 동기, 세로토닌은 감정 조절과 관련된다. 신경전달물질의 불균형은 우울증, 불안장애 등 여러 정신적·신경학적 문제와 연관될 수 있다.

도파민은 즐거움과 보상, 운동 조절에 관여하며, 부족하면 우울감이나 무기력감이 나타날 수 있다. 스트레스를 받으면 뇌와 신체는 이를 완화하기 위해 다양한 신경전달물질을 분비한다. 대표적인 물질인 β-엔도르핀은 뇌하수체(腦下垂體)와 시상하부에서 분비되는 천연 진통·쾌감 물질로, 통증을 줄이고 행복감과 안정감을 높여 준다. 운동, 웃음, 긍정적 경험 등은 β-엔도르핀 분비를 촉진하여 스트레스 해소와 정신 건강 유지에 도움을 준다. 이처럼 신경전달물질은 감정, 행동, 건강 상태와 밀접하게 관련되어 있으며, 현대 뇌과학은 이들의 작용 원리를 밝히기 위해 활발히 연구를 진행하고 있다.

뇌의 바닥, 시상하부 바로 아래에 매달려 있는 작은 내분비 기관. 크기는 완두콩 정도(1cm)에 불과하지만, 여러 호르몬을 분비하여 다른 내분비 기관을 조절하기 때문에 흔히 “내분비계의 총사령관”이라불린다.

2) 사랑에 관여하는 호르몬

사춘기는 여성은 대체로 9~14세, 남성은 11~13세에 시작된다. 이 시기에는 성호르몬의 작용으로 신체적 변화가 나타난다. 남성은 테스토스테론의 영향으로 골격과 근육이 발달하고 목소리가 굵어지며, 여성은 에스트로겐의 영향으로 유방과 골반이 발달하고 피부가 부드러워진다.

학자들의 연구에 따르면 사랑과 관련된 감정도 여러 호르몬과 신경전달물질의 영향을 받는다. 지적·정신적인 사랑은 도파민과 관련되며, 열정적이고 감정적인 사랑은 주로 페닐에틸아민(PEA)에 의해 촉진된다. 뇌에서 이러한 물질이 많이 분비될수록 사랑의 열정과 흥분이 강해진다. 따라서 사랑은 단순한 감정이 아니라 성호르몬과 신경전달물질이 복합적으로 작용하여 나타나는 생리적·심리적 현상이라고 할 수 있다.

사랑은 여러 호르몬과 신경전달물질의 상호작용으로 이루어진다. 엔도르핀은 즐거움과 행복감을 주어 사랑을 안정되고 지속적으로 유지하게 하며, 옥시토신은 친밀감과 애착을 높여 상대방과의 유대감을 깊게 만든다.

세로토닌은 만족감과 안정감을 높이고, 에피네프린과 노르에피네프린은 심장 박동을 빠르게 하여 흥분과 설렘을 유발한다. 또한 산화질소는 혈관을 확장시켜 성적 반응과 관련된 생리 작용을 돕는다.

생물학적으로 사랑은 도파민, 페닐에틸아민, 옥시토신, 엔도르핀 등의 조화로운 작용으로 설명된다. 일반적으로 사랑은 세 단계로 진행되는데, 첫 단계는 도파민에 의한 호감 형성, 두 번째 단계는 페닐에틸아민과 옥시토신에 의한 사랑과 애착의 형성, 세 번째 단계는 엔도르핀에 의한 안정적이고 성숙한 사랑의 유지이다.

연구에 따르면 설렘과 열정이 강한 사랑은 보통 18~30개월 정도 지속되며, 이후에는 관련 호르몬의 분비가 감소하여 초기의 강한 감정이 약해지는 경향이 있다. 그러나 사랑은 단순히 호르몬만으로 결정되는 것이 아니라 개인의 판단, 의지, 가치관 등 여러 요소가 함께 작용한다. 다만 특정 호르몬의 증가나 감소가 인간의 욕구와 행동에 영향을 미칠 수 있으며, 정신질환 치료에 약물이 사용되는 것도 이러한 원리에 근거한다.

3) 전기적 작용

한편 신경세포는 외부 자극을 전기 에너지로 바꾸어 전달하는 기능을 지닌다. 촉각, 시각 등으로 들어온 자극은 전기 신호로 변환되어 신경세포 사이를 이동하며 정보를 전달한다. 이때 전기 신호의 주파수와 파장은 자극의 종류와 특성에 따라 달라지며, 이를 통해 뇌와 신경계가 다양한 감각 정보를 처리한다.

외부 자극은 각각 고유한 파장과 주파수를 지니며, 감각세포는 이를 전기 신호로 변환하여 신경섬유를 통해 뇌로 전달한다. 뇌세포는 지속적으로 미약한 전류를 발생시키며, 이를 기록한 것이 뇌파이다.

뇌파는 개인의 유전적 특성, 생활환경, 경험, 신경세포의 연결 상태 등에 따라 다르게 나타난다. 일반적으로 뇌파는 주파수에 따라 델타파(0.5~3Hz), 세타파(4~7Hz), 알파파(8~13Hz), 베타파(14~30Hz), 감마파(30Hz 이상)로 구분된다. 뇌파는 출생 후 성장 과정에 따라 변화한다. 신생아 시기에는 델타파가 우세하지만 성장하면서 세타파와 알파파가 증가하고, 성인이 되면 알파파가 지배적인 뇌파가 된다. 특히 40~60대에는 알파파 패턴이 가장 안정적으로 나타난다.

뇌의 휴식과 안정에는 알파파 상태가 중요하며, 산책·명상·기도 등은 잡념을 줄이고 정신을 집중시켜 알파파를 증가시킨다. 알파파 상태에서는 마음이 안정되고 기억력과 창의성이 향상될 수 있다.

뇌의 전기적 활동은 잠을 자는 동안에도 계속된다. 수면은 크게 NREM 수면과 REM 수면으로 나뉘며, 두 단계가 번갈아 반복되어 약 90분 주기를 이룬다. 특히 REM 수면에서는 뇌파가 깨어 있을 때와 비슷하게 나타나고 눈동자가 빠르게 움직이며, 이 시기에 주로 꿈을 꾼다.

REM 수면은 건강한 수면에 필수적이며, 정보의 정리와 저장, 장기 기억 형성에 중요한 역할을 한다. 따라서 수면은 단순한 휴식이 아니라 뇌 기능 유지와 기억력 향상에 필요한 적극적인 활동 과정이라고 할 수 있다.

2. 뇌의 기능

인간의 뇌는 외부 정보를 받아 생각하고 판단하며 행동하게 하는 기관이다. 먹고 마시기, 호흡, 체온 조절과 같은 생명 유지 기능뿐 아니라 감각·지각·감정·기억·이해·사고·판단·의지적 행동을 담당한다. 또한 언어를 구사하고 추상적으로 사고하며, 학습과 계획, 추리 활동을 수행하고 수의적·불수의적 운동과 감정을 통제한다.

뇌는 컴퓨터처럼 정보를 순차적으로 처리하는 것이 아니라 수많은 신경 통로를 통해 동시에 정보를 처리한다. 따라서 인간은 예술과 자연을 감상하고 다양한 정신 활동을 할 수 있다. 그러나 뇌가 외부 자극을 어떻게 받아들이고 기억하는지, 그리고 의식과 마음이 어떻게 발생하는지는 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 인간의 마음·두뇌·행동의 관계는 단일 학문으로 설명할 수 없으며, 신경생물학·인지과학·정신의학·심리학·사회학·철학·종교학·신학 등 여러 분야의 종합적 연구가 필요하다.

1) 의식

의식(consciousness)은 인간 정신의 가장 복잡한 기능으로, 인간을 다른 존재와 구별하는 중요한 특징이다. 의식은 행동·사고·정서의 주체가 되며, 특히 자기 자신을 인식하고 성찰할 수 있게 한다.

그러나 의식이 뇌에서 어떻게 형성되는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았으며, 학자들 사이에서도 정확한 정의에 대한 합의가 없다. 일반적으로 의식은 특정 대상에 얽매이지 않고 깨어 있는 상태를 의미하고, 인식(awareness)은 그 상태에서 특정 대상에 주의를 기울이는 것을 뜻한다. 의식은 우리가 일상적으로 경험하는 현상이지만, 그 본질을 명확히 규정하기 어려울 만큼 여전히 많은 신비를 지닌 연구 대상이다.

의식이 뇌에서 어떻게 생성되는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았지만, 일반적으로 대뇌피질, 특히 전두엽이 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 의식은 전두엽의 신경망과 뇌간(腦幹)의 망상체(網狀體)가 협력하여 만들어지며, 망상체가 기능하지 못하면 컴퓨터의 전원이 꺼진 것처럼 의식이 발생하지 않는다.

대뇌와 척수를 연결하는 뇌의 중심 부분으로, 생명 유지에 필수적인 기능을 담당하는 영역이다. 흔히 ‘생명의 중추’라고 불린다.

뇌간 내부에 그물망처럼 퍼져 있는 신경세포들의 집합체.

감각기관을 통해 들어온 정보는 시상을 거쳐 대뇌피질에 전달되어 분석·판단되고, 그 결과에 따라 행동 명령이 내려진다. 이 과정에서 망상활성화계(그물활성화계)가 지속적으로 대뇌피질을 각성 상태로 유지하여 의식을 명료하게 만든다. 따라서 이 체계가 손상되면 의식을 정상적으로 유지할 수 없게 된다.

2) 감각

감각수용기(눈, 코, 혀, 귀, 피부)는 외부의 자극을 전기 신호로 바꾸어 뇌에 전달하며, 뇌는 이를 빛·소리·열·냄새·맛 등으로 해석한다. 각 감각은 특정한 신경로를 통해 뇌의 해당 영역에서 처리되며, 사람은 외부 정보의 약 70~80%를 시각을 통해 얻는다.

오감을 발달시키기 위해서는 적절한 자극과 강한 호기심, 의욕이 필요하다. 여러 감각을 함께 활용하면 뇌가 더욱 활성화되어 학습 효과가 높아진다. 옛 선비들이 소리 내어 읽거나 손으로 필사한 것도 이러한 원리를 활용한 것이다. 또한 몸을 움직이며 학습하면 내용이 더 잘 기억되고 사고가 명료해진다. 노래를 쉽게 기억하는 이유도 가사뿐 아니라 멜로디, 박자, 율동 등 여러 감각이 동시에 작용하기 때문이다.

3) 감정

감정은 기쁨, 슬픔, 사랑, 미움, 분노, 두려움 등 다양한 형태로 나타나며, 기억·판단·학습과 같은 이성적 사고와 밀접하게 연결되어 있다. 감정은 뇌의 여러 영역이 함께 작용하여 만들어지는 전체적인 뇌의 상태이다.

학자들은 고등 정신활동은 대뇌피질에서 이루어지지만, 본능과 감정은 보다 오래된 뇌 구조인 변연계(邊緣系)에서 주로 발생한다고 본다. 공포나 놀람 같은 원시적 감정은 하위 뇌에서 즉각적으로 나타나며, 고차원적 감정은 복잡한 신경회로를 통해 사고 기능과 긴밀하게 연결된다. 따라서 감정은 단순한 느낌이 아니라 생각을 유발하고 행동을 결정하는 중요한 기능이다. 감정적 요소를 무시한 채 지식만 주입하면 효과적인 학습과 사고가 이루어지기 어렵다.

감정, 기억, 동기, 본능적 행동을 조절하는 신경계의 집합체. 대뇌와 뇌간 사이에 위치하며, 인간의 정서 생활과 깊은 관련이 있다.

최근 뇌과학 연구는 감정이 이성보다 더 인간의 행동을 좌우하는 중요한 요소임을 보여주고 있다. 과거에는 감정을 이성보다 열등한 것으로 여겼지만, 감정을 담당하는 뇌 부위가 손상된 사람들은 논리적 사고 능력은 유지하면서도 실제 생활에서 합리적인 판단과 행동을 제대로 수행하지 못한다.

감정 기능에 문제가 생기면 일을 꾸준히 수행하거나 끝까지 마무리하지 못하고, 다른 사람과의 협력과 대인관계에도 큰 어려움을 겪는다. 이는 감정이 의사결정과 사회적 행동에 필수적임을 의미한다.

또한 뇌의 편도핵(扁桃核)은 감정을 조절하는 중요한 기관으로, 사람은 이를 통해 쾌감과 불쾌감을 느끼며 본능적으로 즐거운 경험을 반복하고자 하는 경향을 갖는다. 따라서 감정은 인간의 행동과 동기를 이끄는 핵심적인 역할을 한다.

변연계의 핵심 구조 중 하나로, 측두렵 안쪽에 위치한 아몬드(편도) 모양의 신경세포 집단,

최근 정서신경과학 연구에 따르면 감정은 뇌의 특정 한 부위가 아니라 여러 영역이 함께 작용하여 형성된다. 특정 감정과 특정 뇌 부위의 관련성은 밝혀지고 있지만, 왜 특정 뇌 활동이 공포나 사랑 같은 감정을 만들어 내는지는 아직 완전히 설명되지 못하고 있다. 다만 감정과 마음이 뇌의 작용과 깊이 연결되어 있다는 점은 분명하다.

감정은 이성과 마찬가지로 학습과 경험의 영향을 받는다. 같은 대상이나 상황이라도 개인의 과거 경험에 따라 쾌·불쾌, 사랑·미움 등 서로 다른 감정을 느낄 수 있다. 즉, 감정은 단순히 타고나는 것이 아니라 뇌의 작용과 개인의 학습·경험이 결합되어 형성되는 복합적인 정신 현상이다.

4) 기억

기억은 뇌의 중요한 기능으로, 감각을 통해 들어온 정보 가운데 일부만 저장된다. 기억은 단기기억과 장기기억으로 나뉘는데, 단기기억은 쉽게 사라지는 기억이고 장기기억은 오랫동안 유지되는 기억이다. 강한 인상을 받거나 반복적으로 경험한 정보는 장기기억으로 전환된다.

기억은 인간의 인지 활동의 중심이며, 새로운 정보를 입력(기억 형성)하고 저장하며 인출(회상)하는 세 단계로 이루어진다. 이 과정 중 어느 하나에 문제가 생기면 정상적인 기억이 어렵다. 인간의 사고는 기억을 바탕으로 이루어진다. 사람은 과거의 기억들을 연결하고 재구성하여 새로운 생각을 만들어 내며, 이러한 고차원적인 사고와 정보 분석은 주로 대뇌피질에서 수행된다.

기억은 신경세포들 사이의 전기·화학적 변화로 저장되며, 새로운 정보는 기존 기억과 통합되어 보존된다. 기억 형성에 가장 중요한 기관은 양쪽 측두엽의 해마(海馬, Hippocampus)로, 해마가 손상되면 과거 기억은 남아 있어도 새로운 기억을 형성하지 못한다.

시각·청각·촉각 등을 통해 들어온 정보는 해마를 거쳐 기억으로 저장된다. 해마는 기억을 분류하고 필요한 정보는 남기며, 비교적 최근의 기억은 해마 주변에, 오래된 기억은 측두엽·전두엽 등 대뇌피질에 저장된다.

인간의 기억 가운데 시각 정보가 가장 강력하고 풍부하며, 해마는 한 번에 처리할 수 있는 정보량에 한계가 있어 너무 많은 정보가 동시에 들어오면 기존의 단기기억이 사라질 수 있다. 따라서 효과적인 기억을 위해서는 정보를 적절히 정리하고 반복하는 것이 중요하다.

장기기억은 특정한 장소에 저장되는 것이 아니라 신경세포 사이의 연결(시냅스)에 흔적으로 남아 오랫동안 유지된다. 따라서 뇌를 자주 사용하고 반복적으로 학습하면 시냅스가 강화되어 기억력이 향상된다. 나이가 들수록 기억 유지에는 더 많은 노력과 반복 학습이 필요하다.

기억력은 일반적으로 성장기인 18세까지 발달하고, 18~45세에는 비교적 안정적이며, 45세 이후에는 점차 감소하는 경향이 있다. 그러나 기억력은 나이뿐 아니라 유전, 성격, 집중력, 태도 등에 따라서도 크게 달라진다.

기억의 회상에는 감정 상태가 영향을 미친다. 긴장, 동요, 과도한 흥분은 기억을 떠올리는 데 방해가 되며, 좋은 기억력을 위해서는 집중해서 잘 듣는 습관이 중요하다. 결국 기억력이 좋은 사람은 사물과 정보에 깊은 관심을 가지고 집중하는 능력이 뛰어난 사람이라고 할 수 있다.

다시 말해 기분이 좋고 즐거울 때는 신경세포 간 정보 전달이 원활하여 집중력과 문제 해결 능력이 높아지지만, 우울하거나 불안할 때는 기억과 사고 능력이 떨어진다. 따라서 좋은 기억력을 유지하려면 정서적으로 안정되고 학습에 흥미를 느끼는 것이 중요하다.

또한 감정과 함께 저장된 기억은 더 오래 남고 창의성 향상에도 도움이 된다. 기억은 좌뇌에서는 논리적으로, 우뇌에서는 영상과 심상 중심으로 저장되므로 효과적인 기억을 위해서는 좌뇌와 우뇌가 함께 활용되어야 한다.

5) 지능

지능은 뇌에서 나오는 능력으로, 단순한 기억력만이 아니라 창의력, 판단력, 분별력 등 여러 요소가 결합되어 형성된다. 지능에는 유전적 요인이 영향을 미치지만, 특정한 지능 유전자가 명확히 밝혀진 것은 아니다.

학자들은 지능이 기억력·창의력뿐 아니라 통찰력, 인내력, 사고의 유연성, 정보처리 속도 등 다양한 능력이 서로 작용한 결과라고 본다. 즉, 지능은 하나의 능력이 아니라 여러 정신 기능이 종합적으로 결합된 복합적인 능력이다.

지능의 차이는 단순히 뇌의 크기나 무게 때문이 아니라, 신경세포들이 얼마나 복잡하게 연결되고 효율적으로 정보를 처리하느냐에 달려 있다. 신경세포 간 연결이 많고 활발할수록 지적 능력이 높아질 수 있으며, 뇌의 크기와 지능은 직접적인 관계가 없다.

지능의 정확한 본질과 측정 방법에 대해서는 아직도 논란이 있다. 20세기 초 비네(Binet)의 지능검사에서 시작하여 IQ 개념이 발전했지만, IQ 검사는 지능의 일부 측면만 측정할 뿐 인간의 지능 전체를 평가하지는 못한다.

따라서 지능은 단순한 IQ 점수로 설명될 수 없으며, 동기 부여, 사고력, 인내심, 문제 해결 능력, 목표를 세우고 성취하는 능력 등 다양한 요소를 함께 고려해야 하는 복합적인 능력으로 이해해야 한다.

지능은 유전과 환경이 함께 작용하여 형성된다. 어느 정도는 유전적으로 결정되지만, 다양한 경험과 학습, 개인의 노력을 통해 향상될 수 있다. 새로운 경험은 뇌의 신경회로를 더욱 복잡하고 정교하게 만들어 지적 능력 발달에 도움을 준다.

그러나 지능 향상에는 한계가 있으며, 추론 능력이나 IQ가 단기간에 크게 높아지지는 않는다. 나이가 들면 일부 인지 기능은 감소하지만, 새로운 환경에 적응하는 능력은 비교적 오래 유지된다. 따라서 일반인도 꾸준한 노력과 학습을 통해 지능을 향상시킬 수 있다.

6) 언어

언어는 말과 글로 이루어진 정보 체계로, 현대인의 사고 활동에서 매우 중요한 역할을 한다. 언어는 단순히 생각을 표현하는 수단이 아니라 인간의 내면세계를 형성하고 조직하는 기능을 한다. 즉, 인간은 언어를 통해 생각하고 이해하며, 언어는 인간의 사고와 정신세계를 만들어 가는 핵심적인 도구이다.

언어 능력은 성장과 함께 발달하며, 어휘가 풍부할수록 생각과 표현이 더욱 정교해지고 다른 사람의 말도 잘 이해할 수 있게 된다. 따라서 언어 능력은 사고력과 이해력 향상에 중요한 역할을 한다.

뇌의 언어 기능은 주로 브로카 영역(말하기와 언어 표현)과 베르니케 영역(언어 이해)이 담당한다. 언어 영역은 어린 시절부터 발달하며, 특히 아동기는 새로운 단어를 빠르게 습득할 수 있는 시기이다. 그래서 외국어 학습과 독서는 어릴 때 시작할수록 효과적이며, 풍부한 독서는 사고력과 이해력을 높여 준다.

또한 인간의 언어는 단순한 신호 전달이 아니라 사고와 지능이 반영된 체계이다. 데카르트는 동물의 의사소통이 제한된 신호에 가깝지만, 인간은 언어를 통해 복잡한 생각과 의사를 표현할 수 있다고 보았다. 즉, 언어는 인간의 고등 정신 활동을 보여 주는 중요한 특징이다.

인간의 언어는 단순한 신호 체계가 아니라 복잡한 사고와 의사소통을 가능하게 하는 능력으로, 동물의 의사 전달 방식과 질적으로 다르다. 인간은 언어를 통해 생각을 표현하고 사회를 유지하지만, 유인원의 의사소통은 주로 본능적 욕구를 전달하는 수준에 머문다.

언어 능력은 출생 전부터 뇌에 형성되어 있으며, 인간은 어떤 언어든 습득할 수 있는 선천적 능력을 지니고 태어난다. 촘스키는 언어의 기본 문법 구조가 뇌의 언어 영역과 관련되어 있으며, 어린이는 언어의 기본 구조에 대한 선천적 지식을 갖고 있다고 보았다.

인간과 동물의 가장 큰 차이는 언어 능력에 있다. 어린아이는 언어를 빠르게 습득하고 끊임없이 질문하며 세상을 이해해 가지만, 원숭이는 언어를 통한 추상적 사고와 질문 능력이 부족하여 새로운 상황에 적응하는 데 한계가 있다. 따라서 언어는 인간의 사고와 학습을 가능하게 하는 핵심 능력이다.

7) 좌뇌와 우뇌

인간의 대뇌는 좌뇌와 우뇌로 나뉘며, 각각 담당하는 기능이 다르다. 좌뇌는 언어, 읽기·쓰기, 계산, 논리적 사고를 주로 담당하고, 우뇌는 공간 인식, 시각 정보의 종합적 처리, 음악·미술 등 예술적 능력과 감성적 기능을 담당한다. 또한 좌뇌는 신체의 오른쪽을, 우뇌는 신체의 왼쪽을 지배한다.

좌뇌와 우뇌는 뇌량을 통해 정보를 주고받으며 하나의 기능 체계로 작동한다. 오른손잡이의 경우 일반적으로 좌뇌가 더 발달해 있으며, 좌뇌가 손상되면 언어장애가, 우뇌가 손상되면 그림·도형 인식이나 음악적 능력에 문제가 생길 수 있다.

그러나 두 반구는 완전히 독립된 것이 아니라 서로 협력하며, 한쪽이 손상되더라도 다른 쪽이 일부 기능을 보완하는 보상 작용이 가능하다. 따라서 인간의 다양한 능력은 좌뇌와 우뇌의 협력에 의해 이루어진다. 특히 어린아이일수록 이러한 능력이 뛰어나다. 건강한 뇌 기능을 위해서는 한쪽만이 아니라 좌뇌와 우뇌를 균형 있게 발달시키는 것이 중요하다.

좌뇌는 논리와 분석을 중시하여 정확한 판단에 강하지만 결정에 시간이 걸리는 반면, 우뇌는 직관과 감정에 의존하여 빠르게 판단하는 경향이 있다. 과학기술의 발전은 좌뇌적 사고의 발달과 관련이 있지만, 어느 한쪽 기능에만 치우치는 것은 바람직하지 않다. 인간은 좌뇌와 우뇌를 균형 있게 발달시켜야 보다 온전한 사고와 판단이 가능하다.

우뇌는 주로 자연환경과 감성적 경험의 영향을 받아 발달하고, 좌뇌는 언어·과학 교육과 같은 인위적 환경의 자극으로 발달한다. 따라서 언어 학습과 논리 훈련뿐 아니라 예술·감성 활동도 함께 이루어져야 뇌의 균형 있는 성장이 가능하다.

또한 사람은 자신의 활동에 따라 좌뇌와 우뇌를 적절히 활용해야 하며, 최근에는 감정 역시 우뇌에만 국한되지 않고 좌뇌와도 관련된다는 견해가 제기되고 있다. 즉, 뇌 기능은 단순한 좌·우뇌 이분법만으로 설명하기 어렵다.

- 좌뇌·우뇌에 대한 다른 견해--> 하루야마 시게오(『뇌내혁명』의 저자) “감정도 좌뇌의 영역에 넣어야 한다” “우뇌는 인류가 축적해 놓은 지혜를 전달하는 先天腦”

8) 남성의 뇌와 여성의 뇌

남성과 여성은 체격과 행동, 사고방식에서 차이를 보이며, 이는 뇌 기능과 생물학적 요인에 일부 영향을 받는다. 남녀의 뇌는 태어날 때부터 기본적인 차이가 있으나, 뚜렷한 차이는 대체로 4세 이후부터 나타난다.

남녀 차이는 주로 유전적 성별(X·Y 염색체)과 뇌의 성중추, 그리고 이에 의해 분비되는 호르몬의 영향으로 형성된다. 이러한 생물학적 차이는 신체적 특징뿐 아니라 성격과 행동 양식에도 일정한 영향을 미친다.

남성과 여성의 뇌 차이가 성호르몬과 뇌 구조의 차이에서 비롯된다고 한다. 사춘기가 되면 성호르몬이 분비되어 신체 변화뿐 아니라 감정과 행동에도 영향을 미치며, 같은 자극에 대해서도 사람마다 성적 반응의 정도가 다르게 나타날 수 있다.

일반적으로 여성은 감정과 감각 자극에 더 민감하고, 남성은 호기심과 탐구 성향이 강하다고 설명한다. 또한 남성과 여성의 뇌는 기능 분화에서도 차이가 있어, 남성은 수학·추상적 사고·공간 인식에 상대적으로 강하고, 여성은 언어 능력과 섬세한 운동 조절 능력이 더 일찍 발달하는 경향이 있다고 본다.

9) 연령에 따른 뇌의 능력 변화

인간의 뇌는 원래 유연성이 커서 어린 시절에는 손상 회복과 새로운 환경 적응이 쉽다. 그러나 나이가 들수록 뇌세포와 신경 연결이 약해지고 혈액 공급도 감소하여 뇌 기능이 점차 저하된다. 다만 이러한 변화는 매우 서서히 진행되며, 축적된 경험이 이를 상당 부분 보완한다.

특히 19~24세는 지적 성장과 사고의 변화가 가장 활발한 시기로, 기존의 생각과 가치관을 재검토하고 새로운 원리를 받아들여 자신의 지적 세계를 재구성하는 “패러다임의 전환기”라고 할 수 있다. 이 시기를 통해 개인은 이전과 다른 수준의 사고와 인식을 갖게 된다.

인간의 뇌 기능은 일반적으로 20세 전후에 가장 왕성하며, 이후에는 뇌세포가 점차 감소하고 뇌의 무게도 조금씩 줄어든다. 나이가 들면서 감각 능력과 공간 인식 능력은 약해지지만, 언어 능력과 경험에 기반한 이해력은 오히려 향상될 수 있다. 50세 이후에는 사고 방식도 변화하여 젊을 때처럼 논리와 경쟁을 중시하기보다 이해와 타협을 선호하는 경향이 강해진다. 또한 단기 기억력은 감소하지만, 오랜 경험을 바탕으로 한 종합적 판단력은 70세 정도까지 계속 발달할 수 있다.

한편 뇌는 노화에도 불구하고 새로운 신경세포를 만들어 내는 능력을 유지한다. 따라서 꾸준한 학습과 건강한 생활을 통해 뇌 기능을 유지하고 정신적·인격적으로 계속 성장할 수 있다. 노년은 단순한 쇠퇴의 시기가 아니라 성숙과 성장의 시기가 될 수도 있다.