혈액 뇌 관문(뇌 혈관 장벽)은 글루탐산 같은 물질을 차단해 혈액을 통해 뇌로 들어가지 않도록 하는 것이다. 반면에 뇌의 유일무이한 에너지 성분인 포도당은 적극적으로 받아들이려는 메커니즘이 작용한다. 약도 선택받은 것만 지나갈 수 있다. 그런데 중요한 약일수록 뇌에 보내기 어렵다.

예를 들어 기껏 알츠하이머병에 효과 있을지 모르는 약을 발명하더라도 그것을 뇌에 전달하는 과제를 해결해야만 사용할 수 있다. 그렇다 보니 약학 연구 분야 중 약을 뇌에 전달하는 메커니즘을 전문적으로 연구하는 ‘약물 전달’ 분야가 따로 있을 정도다. 현재 매우 작은 나노 캡슐에 담아서 뇌에 전달하는 방법이라든가, 코를 통해 전달하는 방법 등 다양한 연구가 진행되고 있다.

반면에 알코올이나 카페인, 니코틴, 마약 등과 같이 뇌에 전달되지 않았으면 하는 물질은 잘 전달되니 참으로 얄궂다.
---「뇌는 소중하게 보호받고 있다」 중에서

별 세포는 뉴런의 활동을 뒷받침하는 숨은 일꾼이다. 따라서 별 세포가 기분 상해 “나 이제 일 그만할래”라고 하면 뉴런은 난감한 상황에 처한다. 실제로 신경 질환과 정신 질환은 대부분 이 별 세포의 기능 부전이 원인이 되어 발생한다는 사실이 밝혀지기 시작했다.

게다가 뉴런이 방출한 신경 전달 물질에 활성화된 별 세포는 글리아 전달 물질이라는 독자적인 전달 물질을 통해 시냅스 전달의 효율을 변화시킨다는 사실도 밝혀지기 시작했다. 요컨대 뉴런과 별 세포는 밀접하게 상호작용하며, 별 세포가 신경 활동에도 관여할 가능성이 있다. 지금까지는 별 세포를 단순한 보조 역할로 생각했으나, 실제로는 뇌의 정보 처리에도 중요한 역할을 하고 있었던 것이다.
---「별 세포(성상 세포)는 뇌의 보호자다?」 중에서

왜 잠을 잘 때 꿈을 꿀까? 뇌 속에는 현실 세계를 바탕으로 구축한 내부 모델이라는 세계가 존재한다. 그리고 이것이 예측이나 정보의 보완에 도움을 주는 것으로 여겨지고 있다.

인간은 태어날 때부터 시행착오를 반복하며 이 내부 모델을 구축하려 열심히 힘쓴다. 예를 들어 근육을 이렇게 움직이면 손이 어떻게 움직일 것이라든가, 공을 이 정도 힘으로 던지면 어떤 궤도를 그리며 떨어지리라는 것 등이다. 특히 시각 회로에는 뇌로 들어간 정보의 10배가 넘는 신호가 뇌에서 돌아와 정보를 보완한다는 이야기도 있다.

캄캄한 공간에 있으면 생생한 환각을 보거나 유체 이탈을 하거나 임사(臨死) 체험을 하는 것은 이 내부 모델의 이미지를 보았기 때문으로 여겨진다. 우리가 매일 꾸는 꿈도 이 뇌의 내부 모델 세계일지 모른다.
---「꿈은 왜 꾸는 걸까?」 중에서

불필요한 시냅스가 제거되는 과정을 ‘시냅스 가지치기(synaptic pruning)’라고 한다. 어떠한 이유로 이 시냅스 가지치기가 정상적으로 진행되지 않은 것이 발달 장애로 생각된다. 남들보다 신경 회로의 수가 많고 복잡한 상태라고 할 수 있다. 뇌는 불필요한 신경 회로를 제거함으로써 에너지 절약을 실현한다. 건강한 뇌 기능을 위해서는 높은 에너지 효율이 필요하다. 그런데 발달 장애인의 뇌는 에너지 효율이 낮은 편이다.

한편 발달 장애 혹은 지적 장애를 안고 있는 사람 중에 ‘서번트 증후군(savant syndrome)’을 가지고 있는 사람도 있다. 그런 사람은 경이로운 기억력을 지녀 과거에 딱 한 번 본 거리의 모습을 건물 하나하나까지 그림으로 완벽하게 재현하는 등 천재적인 능력을 발휘한다. 이에 관해서도 아직 밝혀지지 않은 것이 많지만, 정상?장애?천재의 경계가 모호하다는 것은 분명하다.
---「‘개성’과 ‘장애’의 모호한 경계선」 중에서

인간의 별 세포는 생쥐의 별 세포에 비해 훨씬 크고 복잡하다는 사실이 밝혀졌다. 인간의 별 세포에는 다양성도 있다. 당연히 인간과 생쥐가 공통적으로 가진 별 세포도 존재하지만, 인간과 침팬지 중 일부에게만 존재하는 별 세포도 있다. (…) 만약 정말 인간의 뇌에서는 별 세포가 대뇌 피질에 있는 뉴런의 활동을 종횡무진으로 중개하고 있다면, 전혀 관계없는 뉴런이 함께 활동하도록 유도해 시냅스를 형성시키거나 여러 영역의 신경 회로를 동시에 활성화해 뜬금없는 아이디어가 떠오르게 할 수도 있는 것이다.
---「‘뉴런 이외’의 세포가 좋은 두뇌의 열쇠다?」 중에서

언뜻 생각하면 머리가 좋은 사람은 머릿속에 신경 회로가 가득 차 있을 것 같지 않은가? 나도 그렇게 생각했다. 그런데 연구 결과, IQ가 높을수록 신경 회로가 단순하다는 것이 판명되었다. 반면에 IQ가 낮은 사람은 신경 회로가 더 복잡했다.

나도 직감과 정반대 결과여서 놀랐다. 그런데 이 결과를 해석하면, 뇌과학적으로 볼 때 머리가 좋다는 것은 에너지 효율이 좋은 상태, 다시 말해 효율적으로 뇌를 작동시킬 수 있는 상태라고 할 수 있다. 이렇게 생각하면 이해된다.