인간의 뇌는 복잡하고 끊임없이 변화하는 환경에서 유연성 있게 정보를 처리한다. 이에 대한 메커니즘을 간단히 소개해달라

눈으로 들어온 빛이 망막에 상으로 맺히면 (이 부분은 카메라와 거의 같은 방식으로 이해할 수 있다), 망막의 특수 세포가 맺힌 상을 전기신호로 변환하고, 이 신호가 시신경·시교차·LGN(외측슬상체) 등을 거쳐 제1차 시각야로 전달된다. 제1차 시각야에서 맺힌 상에 대한 최초의 기초적인 분류가 이뤄진 다음 주위의 시각 연합야로 분류된 정보가 전달되면서 좀더 복잡하고 다양한 정보들이 해석돼 전달되어져 간다. 즉 운동(움직임)과 관련된 정보처리를 담당하는 부분, 주로 색깔과 관계하는 부분, 형태와 관계하는 부분 등이 각각 존재한다. 하지만 동시에 이러한 뇌의 각 영역들은 신호를 처리하는 매 단계에서 개별적으로 동작하는 것이 아니라, 다른 영역과 상호작용과 피드백(되먹임)을 통해 기능하게 된다. 게다가 망막에 맺혀서 들어오는 정보가 실제 대상세계를 충분히 설명할 수 있을 만큼 완벽하지는 않은 것으로 보이며, 인간의 경험과 상상 등이 그 불완전한 영상을 우리가 완벽하고도 생생하게 인식할 수 있도록 도와주게 된다. 즉 눈에서 받아들인 정보를 운반하는 각각의 신경 결합이 위와 같이 존재하지만, 실제 인간의 뇌는 이런 식의 일방향으로 정보를 단순히 전달만 하고 그 결과를 받아들이는 방식이 아니라, 고차원 기능을 담당하는 뇌의 다른 영역(논리와 추론을 담당하는 전두전야 같은)에서 반대 방향으로의 정보를 전달하는 신경결합 역시 존재한다는 것이다. 즉 우리가 자연스럽게 눈으로 들어오는 정보를 당연하게 처리하고 있지만 뇌의 많은 영역들이 동시에 관여하여 그 정보를 보다 정확하고 유연하게 처리할 수 있게 된다.

뇌 정보처리기능 연구가 발전할 수록 알츠하이머와 같은 뇌 질환 치료에도 도움이 될 듯. 어느 정도까지 연구가 진행되었는지

의학영상장비의 비약적인 발전으로 인간의 뇌의 각 부분이 수행하는 역할을 이해하는데 큰 진전을 이뤘다. 즉 인간의 시각과 관련된 영역·운동과 관련된 영역·인간의 고위 인지기능(추론·기억 등)을 담당하는 영역·언어와 관련된 영역 등을 구분하여 볼 수 있게 된 것이다. 그 전에는 뇌의 특정한 부위를 손상당한 환자의 사례를 통하여 추정하거나 동물 실험을 통하여 간접적으로 밖에 볼 수 없었던 반면에 이제는 아무런 해를 가하지 않고도 인간의 뇌를 보다 직접적인 방식으로 들여다 볼 수 있게 된 것이다. 의학영상기기를 통하여 인간의 뇌를 구조적인 면과 기능적인 면을 모두 직접적으로 관찰할 수 있게 되었으며, 이에 근거하여 뇌질환의 원인 규명과 조기 진단에 획기적인 발전을 이루고 있다. 알츠하이머를 보면 인간의 뇌의 전반에 걸친 신경세포의 손상이 일어나게 되는데, 이러한 손상이 특정한 영역에서 시작하여 점진적으로 전체 영역으로 확대된다. 따라서 이러한 특정영역-해마(hippocampus) 혹은 enthorhynal cortex 등-의 감소를 조기에 판단할 수 있다면 치료에 큰 도움을 얻을 수 있을 것이다.

신경퇴행성질환(알츠하이머·파킨슨병·헌팅턴 무도병 등)은 특정 뇌 영역의 손상 등으로 인한 신경전달물질의 불균형에 의한 것이며 유전적인 요소 혹은 환경적인 요소 등으로 그 원인을 밝히려는 노력을 하고 있으나 아직 완전한 이해를 하지는 못하고 있다. 즉 하나의 신경전달물질은 서로 다른 질환에서 정반대의 역할을 하는 경우도 있고 특정 뇌 영역이 특정 기능 혹은 신경전달물질의 생성에 관여하는 중추기관으로 확정지어서 말할 수 없다. 즉, 특정한 신경전달물질의 많고 적음으로 특정한 질환을 확정적으로 이해를 한다던지 하나의 국소화된 부분이 특정한 하나의 기능을 담당한다던지, 하는 것은 인간의 뇌를 지나치게 단순화시켜 이해한다는 단점이 있다. 따라서 현재 이뤄 놓은 신경과학의 발전이 눈부시기는 하지만 아직은 출발단계에 있다. 따라서 인간의 뇌 정보처리기능을 정확하게 이해하려면 더 시간이 걸릴 것이다.