[뇌치유상담/신경신학편(18)] PNN은 뇌의 가소성과 기억을 조절하는 핵심 조절 시스템이다(1)

손매남 박사의 당신의 뇌는 안녕하십니까

현대 뇌과학은 뇌 속에 PNN이라 불리는 그물망 구조를 발견했다. 이는 신경세포를 감싸안아 보호하는 튼튼한 성벽과 같아서, 한 번 형성된 우리의 신념과 성품에 쉽게 흔들리지 않도록 고정하는 역할을 한다. ©pixabay

“또 새 영을 너희 속에 두고 새 마음을 너희에게 주되 너희 육신에서 굳은 마음을 제거하고 부드러운 마음을 줄 것이며” -에스겔 36:26

PNN의 주요 기능과 역할

성경은 ‘무릇 지킬만한 것보다 더욱 네 마음을 지키라’고 권면한다. 우리 마음에는 보이지 않는 성벽(단단한 마음)이 있어 외부의 충격으로부터 자신을 보호하기도 하지만, 때로는 이 성벽이 너무 높아 변화를 거부하는 완고함이 되기도 한다.

놀랍게도 현대 뇌과학은 우리 뇌 속에 실제로 존재하는 이 성벽의 실체를 찾아냈다. 바로 PNN(Perineuronal Net, 뉴런주위망)이라 불리는 그물망 구조이다. 이는 마치 신경세포를 감싸안아 보호하는 튼튼한 성벽과 같아서, 한 번 형성된 우리의 신념과 성품에 쉽게 흔들리지 않도록 고정하는 역할을 한다.

∙ 성벽의 긍정적 역할(보호와 보전): 성벽이 도시의 안전을 책임지듯, PNN은 우리가 평생 쌓아온 거룩한 습관과 신앙적 가치관이 흩어지지 않게 보존한다. 이것이 바로 우리가 고난 속에서도 신앙을 지킬 수 있는 생물학적 인내의 근거가 된다.

∙ 성벽의 부정적 역할(교착과 폐쇄): 성벽이 너무 견고하면 외부와의 소통이 단절되듯, 트라우마나 왜곡된 신념 주위에 쳐진 PNN 성벽은 은혜의 말씀이 신경망 속으로 침투하는 것을 방해한다. 이것이 성경이 말하는 ‘목이 곧고 마음이 완고한 상태’의 뇌과학적 실체라 할 수 있다.

∙ 성벽의 재건과 유연화(성령의 역사): 치유란 이 단단한 성벽을 무너뜨리는 것이 아니라 성령의 조명(가소성)을 통해 낡고 병든 성벽을 허물고, 그 자리에 사랑과 희락의 새로운 성벽을 재건하는 과정이다.

PNN은 중추신경계의 특정 뉴런 주변을 둘러싸는 고도로 특수화된 세포외기질(Extracellular Matrix) 구조이다. 특히 뉴런의 세포체와 근위 수상돌기 주변을 망상 형태로 감싸며, 단순한 지지 조직이 아니라 회로 안정성과 기능 조절에 관여한다. 즉 가소성 조절과 시냅스 안정화, 그리고 기억 보존에 중요한 역할을 한다. PNN은 1893년 카밀로 골지(Golgi)에 의해 처음 발견되었다.

PNN은 악기 연주처럼 반복을 통해 몸에 밴 습관이 평생 유지되도록 돕는다. 특정 행동을 반복할 때 쓰이는 뇌 회로 위에 PNN이 덮이면서 그 길이 탄탄하게 포장되기 때문이다. ©pixnio

PNN은 뇌의 가소성과 기억을 조절하는 핵심 조절 시스템

(1) 가소성 조절 및 결정적 시기(critical period)의 종료

PNN의 가장 대표적인 역할은 신경가소성(Neuroplasticity)의 조절이다.

∙ 안정화: 뇌 발달 단계에서 ‘결정적 시기’가 끝나갈 무렵 PNN이 형성된다. 이는 형성된 시냅스 연결을 고정하고, 새로운 시냅스가 무분별하게 생기거나 기존 연결이 지워지는 것을 방지하여 회로를 안정화한다.

∙ 가소성 폐쇄: PNN이 활성되면 외부 자극에 의한 회로 재구성이 어려워지는데, 이를 통해 학습된 정보가 오랫동안 유지될 수 있도록 돕는다.

(2) 시냅스 안정성 유지 및 물리적 장벽 역할

∙ 물리적 차단: PNN은 신경세포 표면을 물리적으로 덮어 새로운 시냅스 입력이 들어오는 것을 차단하는 장벽 역할을 한다. 또 형성된 시냅스를 보존하고 안정화하며, 새 시냅스 형성은 줄이고 기존 회로는 유지한다.

∙ 수용체 이동 억제: 시냅스 후막에 있는 AMPA 수용체와 같은 수용체들이 세포막을 따라 측면 이동(lateral diffusion)하는 것을 제한하여, 시냅스 전달의 효율성을 일정하게 유지한다.

(3) 신경세포 보호(Neuroprotection)

∙ 산화스트레스 방어: PNN은 대사 활동이 매우 활발한 파발부민(PV) 중간 뉴런을 산화스트레스(Oxidative stress)나 철 이온 등 잠재적 독성 물질로부터 보호하는 완충지대 역할을 한다.

∙ 이온 항상성 조절: 음전하를 띤 당단백질(CSPGs) 성분이 풍부하여 신경세포 주위의 이온 환경(특히 칼슘 및 칼륨 이온)을 조절하고 전기적 흥분성을 적절히 유지한다.

(4) 기억의 저장과 인출

∙ 공포기억의 고착화: 편도체와 같은 부위의 PNN은 공포기억이 쉽게 지워지지 않고 머릿속에 깊게 뿌리내리도록 단단히 묶어둔다. 마치 생존을 위해 겪었던 강렬한 두려움이나 트라우마를 자물쇠로 채워두는 것과 같아서, 시간이 지나도 비슷한 위험 상황이 닥쳤을 때 즉각적으로 반응할 수 있게 만든다.

∙ 절차기억: 자전거 타기나 악기 연주처럼 반복을 통해 몸에 밴 습관이 평생 유지되도록 돕는다. 특정 행동을 반복할 때 쓰이는 뇌 회로 위에 PNN이 덮이면서 그 길이 탄탄하게 포장되기 때문에, 오랫동안 안 하다가 다시 해도 금방 몸이 기억하고 자동으로 움직일 수 있게 된다.

한국상담개발원 원장 손매남 박사

∙ 장기학습기억: 오랜 시간 공들여 학습한 중요한 지식이 매일 쏟아지는 새로운 정보에 밀려 덮어씌워지지 않도록 보호한다. 뇌 속에 일종의 ‘안전한 금고’를 만들어, 한 번 확실하게 저장된 핵심 기억들을 평생 꺼내 쓸 수 있도록 튼튼하게 지켜준다. <계속>

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