마리안 다이아몬드, 뇌 가소성 연구의 선구자

 

 

뇌는 변하지 않는 기관이라는 통념을 깨다

 

20세기 중반까지만 해도 과학계에서는 인간의 뇌가 성인이 되면 더 이상 발달하지 않고, 고정된 구조와 능력을 유지한다고 믿었습니다. 뇌세포는 태어날 때 대부분 형성되며, 손상되면 회복할 수 없다는 것이 정설이었지요. 그러나 미국의 신경과학자 **마리안 다이아몬드(Marian Diamond, 1926~2017)**는 이 오래된 통념을 무너뜨린 인물입니다. 그는 뇌가 끊임없이 변하고 환경에 반응한다는 사실을 밝혀내며 ‘뇌 가소성(Neuroplasticity)’이라는 개념을 과학적으로 확립했습니다. 단순히 학문적 발견을 넘어, 교육·심리학·의학 전반에 새로운 가능성을 제시한 그의 연구는 오늘날 뇌 과학의 기초가 되었습니다. 특히 다이아몬드가 강조한 것은 “풍부한 환경”이 뇌 발달에 직접적인 영향을 준다는 점이었습니다. 이는 교육 정책, 학습법, 노화 연구까지 이어지며 세상을 바라보는 방식을 바꾸어놓았습니다.

 

풍부한 환경과 빈곤한 환경 실험

 

마리안 다이아몬드의 가장 유명한 연구는 쥐를 대상으로 한 **‘환경 풍부화 실험’**입니다. 그는 동일한 나이와 조건의 쥐들을 두 집단으로 나눈 뒤, 한쪽은 단순하고 자극이 없는 작은 우리에, 다른 한쪽은 장난감·사다리·미로 같은 다양한 자극이 있는 환경에 살게 했습니다. 일정 기간이 지난 후 뇌를 분석하자 놀라운 차이가 드러났습니다. 풍부한 환경에서 지낸 쥐의 대뇌피질은 두꺼워져 있었고, 시냅스 연결도 더 활발했습니다. 반면 자극이 없는 환경에서 자란 쥐는 뇌 발달이 제한되어 있었습니다. 이 연구는 뇌가 단순히 유전적 요인에 의해 결정되는 것이 아니라, 경험과 환경적 자극에 따라 구조적·기능적 변화가 가능하다는 것을 보여준 결정적 증거였습니다. 당시로서는 혁명적인 발견이었고, 인간의 학습 능력과 교육 환경에 대한 과학적 근거로 활용되었습니다. 특히 “뇌는 평생 학습할 수 있다”는 주장은 교육계와 심리학계에 큰 반향을 불러일으켰습니다.

 

아인슈타인의 뇌 연구와 대중적 관심

 

마리안 다이아몬드는 학계 밖에서도 대중의 주목을 받은 순간이 있었습니다. 바로 알버트 아인슈타인의 뇌 연구입니다. 그는 아인슈타인의 뇌 일부 샘플을 확보해 대조군과 비교 연구를 진행했습니다. 결과는 흥미로웠습니다. 아인슈타인의 뇌에서는 특정 부위, 특히 사고와 공간적 추론과 관련된 영역에서 더 많은 신경교세포(glial cells)가 발견된 것입니다. 이 발견은 단순히 천재의 뇌가 ‘크다’는 수준의 이야기에서 벗어나, 지능과 뇌세포 간의 관계를 탐구하는 계기가 되었습니다. 물론 아인슈타인의 뇌만으로 일반화할 수 없었지만, 이 연구를 통해 다이아몬드는 대중과 언론의 관심을 받으며 뇌 연구를 보다 폭넓게 알릴 수 있었습니다. 그의 이름은 단순한 학문적 권위자에서, 뇌과학의 대중화에 앞장선 과학자로 자리 잡게 되었습니다.

 

여성 과학자로서의 도전과 교육자의 역할

 

다이아몬드의 길은 순탄치 않았습니다. 20세기 중반 과학계는 남성 중심적인 문화가 지배적이었고, 여성 연구자는 종종 실험실 문턱조차 넘기 어려웠습니다. 그러나 그는 연구자로서의 끈기와 열정으로 학계에서 입지를 다졌습니다. 캘리포니아 대학교 버클리에서 오랫동안 교수로 재직하며 수많은 학생들에게 뇌과학의 매력을 전했습니다. 특히 그는 **“사랑, 운동, 식사, 도전, 새로운 학습”**이라는 다섯 가지 요소가 건강한 뇌를 유지하는 핵심이라고 강조하며, 단순히 실험실에 머무르지 않고 학생과 대중에게 뇌 건강의 중요성을 적극적으로 전했습니다. 이는 단순한 연구자의 역할을 넘어 교육자이자 과학 커뮤니케이터로서의 그의 면모를 잘 보여줍니다. 실제로 그는 강의 중 직접 보관 중이던 인간 뇌 샘플을 꺼내 학생들에게 보여주며, 뇌 연구를 눈앞에서 체험할 수 있도록 했습니다. 이러한 독창적인 교육 방식은 많은 이들에게 뇌 과학에 대한 흥미를 불러일으켰습니다.

오늘날에 남긴 유산과 뇌과학의 미래

 

마리안 다이아몬드의 연구는 단순한 실험 결과에 머무르지 않았습니다. 그의 발견은 노화 연구, 정신 건강, 교육 방법, 신경재활 등 다양한 분야에 응용되고 있습니다. 뇌 손상 환자가 재활 훈련을 통해 기능을 회복할 수 있다는 사실, 고령층이 새로운 학습을 통해 인지 능력을 유지할 수 있다는 연구들은 모두 그의 가설에서 출발했습니다. 또한 오늘날 신경과학이 주목하는 인공지능 연구와의 연결고리 역시 ‘학습 가능한 뇌’라는 개념에서 출발했다고 볼 수 있습니다. 다이아몬드의 업적은 뇌를 단순히 ‘기계적 장기’로 보는 관점에서 벗어나, 인간의 가능성을 확장하는 무한한 장치로 바라보게 했습니다. 그는 2017년 세상을 떠났지만, “환경이 곧 뇌를 만든다”는 메시지는 여전히 과학자와 교육자들에게 중요한 통찰을 제공하고 있습니다. 그의 삶과 연구는 여성 과학자의 저력이 얼마나 학문과 사회를 변화시킬 수 있는지를 보여주는 대표적 사례라 할 수 있습니다.