뇌에 지속적으로 전기자극을 주면 성능이 향상될까요?

안녕하세요? 아하(Aha) 의료 분야 지식답변자 홍연채 의사입니다.
질문하신 내용에 대하여 아래와 같이 답변 드립니다.

흥미로운 호기심입니다. 이 부분에 대해 많은 지식이 있지는 않지만 한번 설명드려보겠습니다.

일단 뇌에 전기자극을 주어 기억력, 학습능력과 같은 뇌 기능을 향상시키는 연구는 꾸준히 연구되어지고 있습니다.

다만 질문자님께서 말씀하신 것처럼 전류의 세기를 무작정 높이는 식으로는 하지 않습니다.

어떠한 역할을 담당하는 뇌의 일정 부분을 지속적으로 약하게 전기자극을 주면 시냅스간의 연결성이 강화되어 뇌의 기능이 향상될 수 있다고 합니다.

만약 뇌에 가해지는 전류의 세기를 높여 임계치 이상으로 넘어가게 되면 뇌는 그 전류를 감당하지 못하고 뇌 전체에 전류가 무분별하게 흘러 신체에 발작을 일으키게 됩니다.

이러한 것을 일부러 유발해 우울증, 조현병 등 정신과적 질환의 치료로 사용하긴 합니다.

그리고 인간의 뇌의 성능이 높아지게 하기 위해서 신경 전달 속도를 높여야 한다는 전제에 대해서도 생각해보셔야 하는게

신경 전달 속도를 빠르게 하는 것 자체가 물리적으로 힘듭니다.

뉴런에서 흥분의 전도는 이온채널을 통한 이온의 이동에 의한 전기적신호에 의해 발생하는데 축삭의 지름 및 말이집 여부에 따라 전도 속도가 결정이 됩니다.

역치가 넘는 전기자극이 가해져서 뉴런이 탈분극이 되면 그 안에서의 전도 속도는 물리적으로 정해진 속도 이상으로는 빨라질 수는 없습니다. (총을 쏠 때 방아쇠를 빨리 당기던 천천히 당기던 총알 날아가는 속도와는 관계가 없듯이)

따라서 뇌의 성능이 높아지기 위해서는 신경전달 속도를 향상시킬 수는 없고, 뉴런의 수가 늘어나고 시냅스의 연결성이 강화되어야 합니다.

이는 뇌에 지속적인 자극을 주면 가능합니다. 이를 신경가소성(neuroplasticity)라고 합니다.

우리가 학습이 가능한 이유이기도 하고 노화되어 뇌세포가 죽어가는 노인들에게 치매예방을 위해 화투라도 치면서 머리를 쓰라고 하는 이유입니다.

결론은 전류로 뇌의 일정부분을 약한 전류로 지속적으로 자극한다면 우리가 외부자극을 통해 뇌에 자극을 주는 것처럼 뇌의 시냅스의 연결성을 강화시킴으로써 뇌의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

다만 그 정도가 구구단 외우던 초등학생이 수능 수학 30번 문제를 풀고 그렇게 극적으로 좋아지는 것은 절대 아니고 기억력이 약간 향상될 수 있다.. 이정도가 아직까지의 연구 결과입니다.

안녕하세요? 아하(Aha) 의료 분야 지식답변자 서민석 의사입니다.
질문하신 내용에 대하여 아래와 같이 답변 드립니다.

아이디어는 참 좋은 것 같습니다. 이미 전기자극을 통해 신경과, 정신과 질환에 대한 치료에 적응하고 있는 경우가 있습니다. 다만 정상적인 뇌에 전기자극을 주었을 때 뇌의 기능이 개선된다는 보고는 많지 않아 보입니다. 앞으로 연구를 통해서 뇌의 기능에 도움이 되는 방법이 개발될 수도 있겠지만, 아무래도 뇌의 기능이 단순하지는 않기 때문에 많은 노력이 필요하겠지요.

서민석 드림

안녕하세요? 아하(Aha) 의료 분야 지식답변자 정진석 의사입니다.
질문하신 내용에 대하여 아래와 같이 답변 드립니다.

간단히 예를 들어 110V 전기 콘센트에 220V를 꽂으면 어떻게 되나요? 전자기기가 고장이나죠? 마찬가지입니다. 뉴런의 정보 전달 체계는 전기신호가 맞으나 정해진 전류 신호가 존재합니다. 외부에서 다른 전기 자극으로 전류 신호를 보내게 되면 뉴런의 신경계가 교란되어 심한 경우 발작 및 쇼크가 올 수 있습니다.

아무쪼록 저의 답변이 문제 해결에 작게 나마 도움이 될 수 있기를 기원드립니다. 항상 건강하고, 행복하세요^^

정진석 치과의사 드림