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뇌를 구성하고 있는 세포에 관한 연구는 우선 현미경을 사용하여 행해졌다. 세포가 가지는 돌기, 즉 ‘신경 섬유’가 발견되고 더욱이 세포 본체도
자세히 관찰되었다. 이러한 특징을 가진 뇌의 세포에 ‘뉴런(neuron)’이라는 이름이 붙여진 것은 1881년의 일이었다.
뉴런의 어원은 그리스 어로 ‘건(腱;힘줄)’, ‘강(綱;밧줄)’을 나타내는 말이다. 1873년에 이탈리아의 신경학자 골지(C.
Golgi;1843 ~1926)에 의하여 질산은으로 세포를 염색하는 방법이 고안되자, 뉴런을 더욱 자세히 관찰할 수 있게 되었다. 골지와
에스파냐의 동물 조직학자 카할(S. R. Cajal;1852~1934)은 뉴런의 구조를 현미경으로 상세히 조사한 연구로, 1906년 동시에 노벨
의학 생리학상을 받았다. 비록 두 사람이 모두 상을 받았지만 각기 주장하는 바는 전혀 달랐다.
현미경으로 포착한 뉴런을
보고, 골지는 ‘세포끼리 돌기에 의하여 이어져 네트워크를 형성하고 있다’고 생각하였다. 이에 대하여 카할은 ‘각각의 세포는 독립된 존재로서 직접
연결되어 있지 않다’는 설을 제창하였다. 골지의 생각은 ‘망상설(網狀說)’, 카할의 생각은 '뉴런설’이라 불리고 있다. 1906년 당시는 아직
‘망상설’과 ‘뉴런설’ 가운데 어느 것이 옳은지 판단할 수 없었다. 그래서 카할과 골지 모두에게 노벨 상이 주어진 것이다.
‘망상설’과 ‘뉴런설’의 논쟁에 결말을 내린 것은 바로 전자 현미경이었다. ‘뉴런설’을 주장하고 있던 카할은, 1911년에 출판한 저서에서 놀랄
만큼 정밀한 뉴런의 현미경상을 발표하였다. 그러나 광학 현미경에는 한계가 있어서, 빛의 파장보다 작은 것을 볼 수 없었다. 뉴런의 더욱 자세한
구조를 조사하기 위해서는 광학 현미경을 넘는 장치가 필요하였다. 그것을 가능하게 한 것이, 1932년에 발명된 전자 현미경이다. 전자의 파장은
매우 짧아서 광학 현미경보다 훨씬 작은 것까지 볼 수 있었다. 전자 현미경으로 뉴런을 자세히 관찰한 결과, 세포끼리는 이어져 있지 않은 것으로
밝혀졌다. 결국 카할의 ‘뉴런설’이 옳았다는 것이다.
이러한 연구로 뉴런은 인간의 몸을 구성하는 다른 세포와는 다른 특징을
가지고 있음을 알았다. 즉 뉴런의 세포체에서는 ‘축색(軸索)’과 ‘수상 돌기(樹狀突起)’라는 돌기가 뻗어 있었다. 그리고 이들 돌기를 통하여
다른 뉴런과 정보를 주고받고 있었던 것이다. 이 정보의 교환이야말로 뇌의 기본적인 기능이고, 인간다운 활동의 원천이다.
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