마음챙김명상, 집중명상, 자비명상, 모두 해마의 BDNF를 증가시킨다. BDNF는 신경발생의 핵심성장인자이다.
▲마음챙김명상, 집중명상, 자비명상, 모두 해마의 BDNF를 증가시킨다. BDNF는 신경발생의 핵심성장인자이다.

“여호와의 자비와 긍휼이 … 아침마다 새로우니 …” -예레미야 애가 3장 22~23절

새로운 신경세포가 태어나는 것을 신경발생이라고 한다. 즉, 신경발생(Neurogenesis)은 신경줄기세포(Neural stem cell) 또는 신경전구세포(Neural progenitor cells)로부터 새로운 뉴런이 생성되며 기존 신경회로에 기능적으로 통합되는 메커니즘을 말한다. 이는 단순한 세포분열이 아니라 줄기세포의 증식, 신경세포 계통으로의 분화, 이동 및 성숙, 시냅스 통합을 포함하는 단계적·생물학적 절차를 포함하는 과정이다.

신경발생은 태아 및 출생 직후에 대규모로 신경세포가 생성된다. 신경발생은 단순히 새로운 뉴런을 생성하는 과정이 아니라 뇌 기능의 적응과 유지, 정보 처리 능력 강화에 중요한 역할을 한다. 오랫동안 과학자들은 뇌는 고정되어 있으며 태어날 때 생성된 뇌세포는 변함이 없고 나이가 먹을수록 소실된다고 여겨왔다. 신경세포가 뇌의 근본적인 세포임을 밝혀냄으로써 1906년 노벨상을 받은 스페인의 저명한 신경해부학자인 산티아고 라몬 이 카할(Cajal)도 놀라운 연구 업적을 남겼음에도, 신경발생을 알아내지 못했다.

20세기 후반에는 주로 쥐, 새, 영장류에서 뇌세포의 재생을 시사한 극소수의 발견이 있었다. 이 시기에 과학자들은 일단 뇌가 손상되거나 퇴화하기 시작하면, 간세포나 피부 세포 등 다른 종류의 세포들과 달리 새로운 세포를 재생할 수 없다고 믿었으며 어른 뇌에서 새로운 뇌세포의 생성은 불가능하다고 여겼다.

이후 성인의 뇌에서 신경발생이 일어나는 뇌 영역을 발견하게 되었다. 1962년에 조셉 알트만(Joseph Altman)이 처음으로 성체 포유류 뇌의 해마에서 신경발생을 발견하였으며 1998년에 에릭슨(Erikson)이 인간에서의 신경발생을 직접 입증하였다. 성인 뇌에서 주로 해마 치상회와 측뇌실 하대(subventricular zone, SVZ)의 두 영역에서 신경발생이 지속적으로 일어나는 것으로 확인된 것이다.

해마는 기억과 학습, 그리고 정서를 조절하며 측뇌실은 후각과 환경 적용에 기능하는 곳이다. 해마 치상회(Subgranular Zone, SGZ)는 성체 신경발생이 가장 활발히 일어나는 영역이다. 여기서 생성된 신경세포는 치상회과립세포(dentate granule cell)로 분화되어 해마의 기억회로에 통합한다. 측뇌실 하대에서도 신경발생이 일어나며 주로 후각망울(olfactory bulb)로 이동하여 사이뉴런으로 분화한다.

줄기세포가 뉴런이 되도록 유도하는 핵심 유전자가 있는데 NeuroD1, Proxl, 그리고 Mash1이다. 이 유전자들은 줄기세포를 ‘전기신호로 전달할 수 있는 흥분성 뉴런’으로 전환시키는 유전적 스위치 역할을 한다. 새로 생성된 뉴런은 기존 뉴런과 시냅스를 통합하거나 행동이나 기억, 정서 활동에 사용될 때 생존하게 된다. 사용되지 않은 뉴런은 아폽토시스(Apoptosis)로 제거된다. 이 현상은 경험의존성 생존(Experience-dependent survival)이라고 부른다.

운동을 하면 기억에 관여하는 측두엽과 계획 및 판단에 관여하는 전전두엽에서 새로운 신경세포를 형성시킨다.
▲운동을 하면 기억에 관여하는 측두엽과 계획 및 판단에 관여하는 전전두엽에서 새로운 신경세포를 형성시킨다.

현재 신경과학계에서는 인간의 해마는 고령기까지도 제한적이지만 기능적으로 의미 있는 신경발생을 유지한다는 것이다. 신경발생은 단순한 세포생성이 아니고 기억, 정서, 치유를 담당하는 해마 신경회로를 실제로 재구성하는 생물학적 메커니즘이다. 이는 심리치료, 뇌치유상담, 트라우마회복, 신경신학적 조형의 물질적 기반에 해당한다.

신경발생에는 신경전구세포의 증식과 생존에 핵심적인 역할을 하는 단백질이 있는데 그것이 바로 BDNF(뇌유래 신경영양인자)와 FGF2(Fibroblast growth factor 2)이다. 신경발생을 촉진시키는 핵심 전략에는 심리치료, 뇌치유상담, 명상, 영성 활동, 운동, 인지치료, 영양, 사랑 등 다양한 활동이 있다. 또한 스트레스 신경측(HPA축)을 억제하고 BDNF를 증가시켜 신경발생을 촉진시킨다.

* 심리치료나 뇌치유상담은 신경발생을 촉진시킨다. 만성외상, 불안, 우울상태에서는 HPA축이 과잉활성화되어 코르티솔이 지속적으로 분비된다. 코르티솔은 해마줄기세포를 직접 억제한다. 즉 외상상태의 뇌는 생물학적 환경이 된다. 심리치료나 뇌치유상담은 코르티솔을 낮춘다. 그러면 편도체 활동이 감소된다. 전전두엽-해마 연결이 회복되고 HPA축이 진정된다. 그 결과 코르티솔이 감소하고 해마줄기세포억제가 해제된다. 이는 심리치료가 신경발생의 생물학적 ‘브레이크’를 해제하는 작용임을 의미한 것이다.

* 명상이 신경발생을 촉진시킨다. 마음챙김명상, 집중명상, 자비명상, 모두 해마의 BDNF를 증가시킨다. BDNF는 신경발생의 핵심 성장인자이다. 명상 수련자에게서 해마 BDNF 상승과 회백질 증가가 관찰된다, BDNF는 세포핵에서 CREB를 활성화하고 CREB는 Neuro D, 유전자를 켜서 줄기세포를 뉴런으로 바꾸는 역할을 한다. 즉, 명상→BDNF→CREB→Neuro D→신경발생이라는 분자연쇄가 작동된다.

* 영성 활동이 신경발생을 촉진시킨다. 기도, 찬양, 경외, 감사, 믿음, 초월 경험은 도파민, 세로토닌, 옥시토신을 증가시킨다. 이 신경전달물질들은 모든 해마신경 발생을 촉진시키는 기능을 한다. 도파민은 줄기세포 증식을, 세로토닌은 뉴런 분화, 옥시토신은 신경회로 통합에 관여한다.

* 영적 체험이 신경발생을 유도한다. 강력한 영적 몰입은 해마-전전두엽 네트워크를 강화하며, 이는 신경발생 뉴런의 생존을 증가시킨다. 즉 영성은 인지 의미가 아니라 신경세포가 살아남도록 만드는 최초 사용 신호를 제공한다. 뇌에서 새로운 신경세포가 생성된다는 사실은 계속 증명되고 있는데, 해마와 측뇌실뿐만 아니라 편도체, 대뇌피질과 같이 새로운 학습에 관여하는 영역에서 새로운 신경세포를 형성하는 능력을 유지하고 있다는 것이다.

한국상담개발원 원장 손매남 박사
▲한국상담개발원 원장 손매남 박사

* 운동이 신경발생을 촉진한다. 운동을 하면 기억에 관여하는 측두엽과 계획 및 판단에 관여하는 전전두엽에서 새로운 신경세포를 형성시킨다. 운동은 새로운 뇌세포의 발생과 성장에 중요한 역할을 하고 BDNF를 증가시킨다. 새로운 신경세포는 신체적인 운동을 할 때, 다양한 경험을 할 수 있는 환경이 있을 때 활발하게 형성된다. 신경발생을 방해하는 요인은 만성 스트레스이다. 반복되는 우울증과 스트레스는 코르티솔 수치를 높여 신경발생을 방해한다. 또한 노화, 방사선, 외상, 뇌 손상 등도 신경발생을 방해한다. 그러므로 만성 스트레스에 노출되지 않도록 운동이나 산책, 취미 생활 등으로 정신 건강을 돕는 것이 바람직하다.

성인의 뇌는 환경 변화에 따라, 사용하는 방식에 따라 계속 변해간다. 신경발생의 발견은 뇌치유상담학의 치유 원리의 기본이 된 것이다.

손매남 박사
한국상담개발원 원장
경기대 뇌심리상담전문연구원 원장
美 코헨대학교 국제총장
국제뇌치유상담학회 회장