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뇌의 발달에서 환경이 미치는 영향

뇌의 발달에서 환경이 미치는 영향

뇌의 발달에서 환경이 중요한 역할을 한다는 사실은 이미 오래전에 입증되었다. Riesen(1947)은 그의 실험에서 감각 자극이 극단적으로 감소되었을 패 침팬지의 시각발달에 심각한 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 그는 생후 개월 동안을 어둠 복에서 양육된 침팬지는 망막구조가 적절히 발달하지 못했다는 것을 발견하였다. 특히, 망막에 신경절 세포가 상실되었으며 또한 망막과 신경계를 연결하여 시신경을 형성하는 축색돌기를 가진 세포가 없었다. 더욱이 빛이 있는 환경으로 돌아온 후에도 망막은 회복이 안 되고 영구히 시력을 상실하였다는 점이다. 다른 연구들에서도 같은 결과를 제시하였다. 중추신경계의 해부학적 구조조차도 적절히 발달하기 위해서는 일정량의 환경적 자극이 필요하다는 것은 명백하다.
Riesen 이후, 연구자들은 뇌의 크기와 기능이 경험에 의해 수정될 수 있다는 것을 입증하였다. 이것은 Rosenzweig의 연구(1966)에서 잘 볼 수 있다. 이 연구에서는 두 개의 매우 다른 실험상황이 만들어졌다. 이 실험에서는 어린 쥐들의 뇌가 가장 적응적인 초기에 실험상황에 쥐를 넣고 상당 기간 동안 그 상황에 넣어두는 것이었다. 이 동물들을 이유시기인 생후 諒일경에 실험상황에 넣고 80일 동안 넣어 두었다. 한 상황은 복잡한 자극과 훈련이 제공된 풍요로운 환경이었고, 다른 상황은 실조된 상황이었다. 풍부한 상황이란 이들 동물들이 10-12마리씩 무리를 지어 살 수 있게 했고 또 사다리, 바퀴, 상자와 같은 장난감이 주어졌다. 장난감은 매일 바뀌었다. 더 자극을 주기 위해 이 동물들은 매일 30분씩 5, 6마리씩이 함께 장애물이 있는 약 90x90cm 장에서 탐색시간을 가졌다. 短일 후에는 일련의 미로 학습훈련을 하였다. 반면에 실조상황에서의 동물은 딱딱한 벽이 있는 개별 방에서 살았고 서로 볼 수 있거나 접촉을 할 수 없었다. 이들 각각의 방은 분리되어 있었으며 조용하고 어둡게 되어 있는 방인 데 반해, 풍요로운 조건의 방은 크고 밝으며 여러 가지 활동을 할 수 있게 마련되어 있었다.
이렇게 다른 환경조건은 뇌의 발달에 어떠한 영향을 미칠 것인가? 연구결과, 2년쯤 되었을 때는 환경적 차이가 동물 뇌의 실제적인 무게에 분명히 영향을 준다는 것이 발견되었다. 대뇌피질과 기타 뇌를 분석한 결과, 피질영역에 영향을 주어서 풍부한 환경에서 자란 동물의 뇌의 무게는 실조된 상황에서 자란 동물의 뇌 무게보다 약 4%더 무거웠다. 또한 뇌의 피질에서 시각을 통제하는 시각영역의 무게가 가장 크게 변화하여 실조상황에서 자란 경우와 비교해서 약 6%더 많았으나 촉각영역은 무게가 단지 2%만 증가하였다.
이 외의 다른 연구에서도 환경과 뇌 피질의 특정 영역과는 체계적인 관계가 있을 것이라는 것을 보여 주었다. 어둠 속에서 키운 쥐들이 시각영역의 피질이 수축되는 결과를 초래하였는데, 이러한 현실은 인간에게서도 유사한 결과를 가져
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