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태뇌의 발달
성인의 뇌 무게는 자기 체중의 2-3%에 불과하지만 태아의 뇌 무게는 자기 몸무게의 10%가 넘는다. 성인은 이미 뉴런의 대부분이 세포분열을 끝낸 상태지만 태뇌는 세포분열이 왕성히 이루어지고 있다. 태뇌는 임신 개월 수가 많아지면서 모양과 기능이 급격히 변화한다. 미국 신경해부학 갈렌(Gallen)박사는 태뇌의 구조를 관찰해 평평하던 뇌 표면이 임신 24주 정도가 되면 주름살이 생기기 시작한다는 사실을 알아내고, 임신 20주부터 출생시까지 약 2주 간격으로 변화하는 뇌의 겉모양으로 임신 주수를 추정할 수 있다고 하였다.
난자와 정자가 수정하는 순간부터 출생하는 순간까지 태아가 겪는 약 10개월은 지구에서 생명체가 처음 출현한 이후 약 36억년의 모든 진화의 과정을 온전히 겪어낸다. 그 기간 동안 태뇌는 원시적인 뇌에서 인간의 뇌로 진화하며, 출생후 36개월까지 5천 년 인류 역사의 발전 과정을 습득한다. 아이는 이 시기에 언어가 없던 원시문화에서부터 현대문화까지 습득하며, 걷는 것은 물론, 말하기와 읽기까지 익히는 것이다.
태뇌는 그저 발달만 하는 것이 아니라 스스로 기능을 한다. 임신 초기 뉴런의 생성은 신경관이 만들어진 직후부터 이루어지는데, 1분에 50만개, 하루에 7억 2천만 개의 새로운 뉴런들이 만들어진다. 태뇌는 임신 2개월부터 본격적으로 분화하기 시작한다. 임신 3개월에 척수의 뉴런은 손과 발의 말단까지 이어지고 근육과도 결합한다. 임신 4개월이 되면 간뇌, 중뇌, 연수 등의 뉴런이 완성되고 대뇌에서도 부지런히 뉴런이 만들어진다. 임신 5개월에 인간이 평생 가지고 살아가게 되는 1천 억개의 뉴런이 대부분 만들어지는 것이다. 또한 뉴런은 네트워크를 형성하여 정보를 처리하고 저장한다. 이때 본격적으로 뇌 뉴런을 연결하는 가지를 뻗기 시작하는데 이 가지 뻗기가 바로 시냅스이고, 이 시냅스는 정보 전달의 핵심적인 역할을 한다. 완성된 뉴런의 연결 가지는 1,000조 개에 육박한다. 태뇌는 임신 6개월 무렵 그 무게가 400g 정도에 이르는데 이때 뇌를 제외한 몸무게는 350g에 불과하다. 머리가 몸집보다 더 큰 셈이다.
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태아의 학습
최근 연구에 의하면 태아가 학습을 할 수 있다는 것은 분명하다. 태아가 기억을 한다는 것은 엄마의 자궁 안에서 뇌가 상당 부분 발달한다는 것을 의미한다. 태아는 수정 후 4주가 지나면 뇌의 기본 구조가 만들어진다. 임신 3개월이 되면 엄마를 통해서 외부의 자극에 반응하기 시작한다. 임신 5개월에는 이미 정신 활동을 하는 하나의 인격체가 된다. 임신 6개월에는 귀모양이 형성되면서 바깥에서 나는 소리를 들을 수 있는데, 이는 뇌가 기능하고 기억할 수 있다는 뜻이다.
연구에 의하면 임신 7개월 이후 태아의 기억력이 크게 발달한다. 프랑스에서 자폐증에 걸린 아이를 치료하는 과정에서 의사가 우연히 영어로 이야기를 했는데 아이가 알아들었다는 예가 있다. 영어로 말을 했더니 반응이 없던 아이가 대답을 했다는 것이다. 물론 이 아이는 영어를 배운 적이 없었다. 조사한 결과 아이의 엄마가 임신 중에 무역회사를 다니면서 영어만 사용한 것이 밝혀졌다. 비슷한 사례들은 이외에도 많다. 태어나서 한 번도 들어보지 못한 바이올린 연주곡을 아이가 정확하게 흥얼거리는 것을 보고 놀랐다는 예도 있다. 이것 역시 출산 전에 엄마가 그 음악을 자주 들었던 경우였다.
태아의 학습은 REM수면과 관련이 있다. REM수면은 연습하는 수면으로 단기기억을 장기기억으로 조직화하고 체계화하기 때문에, REM수면을 방해하면 암기, 기억 등의 학습효과가 떨어진다. 뇌과학자들은 태뇌도 내용이 쉽고 단순한 학습 후에는 REM수면에 별다른 변화가 없으나 내용이 복잡하고 생소하며 중요한 학습을 한 후에는 크게 증가한다는 사실을 밝혀냈다. 태뇌도 학습을 하는 것이다.
태아는 오감을 느낄 뿐더러 불완전하지만 기쁨, 불안 등의 감정도 생기고, 엄마 목소리와 타인의 목소리도 구별할 수 있으며, 엄마의 목소리가 더 좋다고 표현하기도 한다. 엄마 뱃속에서 느끼던 미각에 따라 맛의 선호가 달라지며 IQ도 뱃속 환경에 의해 좌우될 수 있다.
뇌의 기본적인 발달이 이루어지는 이 때에 인성의 기본 바탕도 이루어진다. 중요한 것은 태아기부터 만 3세까지의 뇌 발달이 평생의 건강과 인성, 지능을 결정한다는 사실이다. 그 중에서도 뇌 발달의 밑그림을 그리는 중요한 시기가 바로 태아기이다.
태아에게 가장 중요한 감각은 청각이다. 태아는 임신 3개월이면 외이, 중이, 내이가 생기고 소리자극을 느낄 수 있다. 임신 6개월에는 청각 기관이 거의 완성되어 엄마 몸 밖에서 발생하는 대부분의 소리를 들을 수 있고 큰 소리에 반응을 보이기도 한다. 임신 8개월에는 소리를 구분하고 소리의 강약, 고저 등을 알 수 있으며 임신 10개월에는 특정 소리를 듣고 좋고 싫은 감정을 나타내기도 한다. 태아가 엄마의 목소리를 구별한다는 것은 지극히 당연한 것으로, 엄마의 목소리를 기억할 뿐만 아니라 시끄러운 소리, 불쾌한 소리, 짜증나는 소음 들을 모두 구별한다.
청각보다는 늦게 발달하지만 시각의 발달도 때아 때 이루어진다. 임신 7개월 이후에는 눈을 감거나 뜰 수 있고 안구운동도 활발해진다. 이 시기에는 외부의 빛에 반응하며 꿈틀거리기도 하는데, 엄마가 산책을 나가 일광욕을 하면 아기도 느낄 수 있다.
미각과 후각도 일찍부터 발달한다. 임신 7주에 태아는 벌써 혀에 맛을 느끼는 꽃봉오리 모양의 미각기관인 미뢰가 약 1만 개 나타나고, 임신 7개월에는 단맛이나 쓴맛을 느낄 수 있다. 실제 초음파를 통해 엄마가 단 것을 먹으면 태아도 양수를 계속 삼키는 것을 볼 수 있다. 태아는 임신 7주가 되면 코 안에 후각 상피세포가 자리를 잡고 4-5개월이면 냄새를 맡는 후모와 그 신호를 받을 뇌의 부분이 만들어진다. 이에 따라 임신 6개월이면 양수를 통해 냄새를 맡고 뇌로 인지하는 것이 가능해지며, 임신 8개월에는 엄마 냄새도 기억할 수 있다. 미국의 피터 해퍼 박사는 갓 태어난 신생아의 후각 실험을 통해 태뇌가 활발히 활동하고 냄새를 기억하는 것을 증명하였다. 마늘을 즐겨먹던 산모의 아기를 대상으로 아기의 양쪽에 마늘 향과 다른 향을 묻힌 거즈를 놓고 반응을 살폈더니 아기는 마늘 향이 나는 쪽으로 고개를 돌렸다. 아기가 기억하고 있다는 것은 자궁 안에서부터 학습을 하고 있다는 증거이고 이는 자궁 속에서의 경험에 의해 아기에게도 좋고 싫음, 즉 선호가 생겼음을 의미한다.
태아의 감각발달에 있어서 촉각은 중요한 역할을 한다. 임신 10주에 태아의 피부에 촉각 전달 신경이 나타나기 시작한다. 임신 4개월에 손가락과 입술 감각이 발달하고 임신 5개월이면 손가락을 입으로 빤다. 서서히 촉각을 담당하는 뇌가 기능을 개시해 임신 6개월에는 양수의 움직임을 피부로 느낄 수도 있으며 임신 9개월이면 외부 자극에 반응을 보이기도 한다. 엄마가 움직이거나 가벼운 운동을 하면 양수의 파동으로 인해 태아도 촉감의 자극을 받을 수 있다.
태아도 통증을 느낀다. 태아는 임신 26주에서 34주 사이에 통증을 느끼는 신경회로가 형성되는데, 태아에게 바늘이 닿을 때의 탯줄 혈액검사를 해보았더니, 베타-엔돌핀이라는 호르몬이 증가되었다. 베타-엔돌핀은 진통효과를 내는 호르몬으로 인체가 통증을 느낄 때 저절로 분비된다.
태교의 핵심은 태담이다
태뇌는 출생시까지는 유전자프로그램에 따라 자동적으로 구성되는데, 이 프로그램은 탄력적이고 융통성이 있어서 외부와의 상호작용에 따라 어떤 환경에서도 자라날 수 있다. 이 때 엄마 아빠가 할 수 있는 가장 중요한 일이 바로 태아와의 상호작용, 즉 교감이다. 이 교감을 위해서는 태아에 대해 제대로 알아야 한다. 기본적인 지식을 알아야 이해할 수 있고, 이해해야 공감하고 실천할 수 있다.
태아는 임신 23주 무렵에 소리를 감지한다. 1988년 프랑스 케르뢰(Querles) 교수는 자궁 내 태아가 외부의 대화 내용을 감지한다는 사실을 발표하였다. 이러한 사실은 2001년 이스라엘의 소머(Schmer)박사에 의해 증명되었는데, 외부에서 나는 소리가 양수에 파동을 만들고 이 파동이 태아 두개골의 내이를 자극함으로써 태아가 소리를 듣게 된다는 것이다. 최근 연구에 의하면 태아는 외부 음향 중 음성의 약 30% 정도를 인식하며 특히 억양을 거의 모두 구별한다고 한다. 이러한 현상은 음악의 멜로디와 외국의 억양을 구별하는 것과 같다. 또한 태아는 엄마의 목소리는 물론, 목소리를 다르게 내도 이를 모두 알아낸다고 한다. 이는 태아가 임신 말기에 자궁 내부는 물론 자궁 외부의 소리를 기억한다는 뜻이다.
열 명의 건강한 산모에게 출산하기 1개월 전부터 두 가지 소리를 준비하여 매일 일정한 시간에 자궁 속 태아에게 들려주었다. 하나는 아름다운 차임벨 소리이었으며 또 다른 하나는 약간 시끄러운 자명종 소리였다. 소리를 들려줄 때마다 자궁 속 태아의 심박동 변화를 특정하였더니 소리에 따라 약간 다른 반응을 보였다. 이후 아기가 태어난 다음 같은 소리를 들려주고 반응을 살폈다. 신생아들은 모두 자궁 속에서 보였던 것과 동일한 심박동 변화를 보였으며, 동물 실험에서도 같은 결과를 얻었다. 즉 신생아들은 자궁 속 태아 시절에 들었던 소리를 태어난 후에도 기억한다는 것이다.
태담은 태아와의 상호작용과 의사소통에 중요한 의미를 갖는다. 태아는 소리를 들려주면 태아의 움직임이 증가하거나 눈 깜박이기, 심장박동의 증가 등이 관찰됐다. 과학자들은 임신 18주에서 39주 사이의 임신부들에게 일정한 소리를 들려주고 태아가 어떤 경로로 느끼는지를 살펴보았다. 그 결과, 태아는 성인과 마찬가지로 청각 경로 및 진동 경로 두 가지를 모두 사용하고 있었다. 단, 만삭 때는 청각경로가 진동 경로보다 다소 우세한 것으로 나타났다.
부모는 ‘아기가 더 똑똑해진다’, ‘상상력이 풍부해진다’, ‘음악성이 발달한다’ 등의 이유로 태교를 한다. 하지만 태아는 아주 중요하고 힘든 과정을 겪고 있는 데다 아직 외부의 자극 등을 받아들일 수 있는 시스템도 완전하지 않다. 따라서 태아에게 직접적인 영향을 미칠 수 있는 교육프로그램은 제한적이다. 그러나 태담에 대해서는 태뇌의 발달에 미치는 효과가 입증되었다.
태아에게 가장 익숙하고 편안한 영향을 주는 청각자극은 엄마와 관련된 소리들이다. 목소리는 물론이고 특히 엄마의 심장박동은 태아가 가장 좋아하는 소리다. 조산아들을 대상으로 한 실험에서 인큐베이터 속의 아기에게 엄마의 심장박동을 녹음해서 들려준 후 24개월이 되었을 때 IQ를 검사하면 심장박동소리를 듣지 못한 아기에 비해 IQ가 높다는 연구결과가 밝혀지기도 했다. 엄마의 편안한 몸과 마음의 상태야말로 태아에게 가장 좋은 자극과 환경이 된다.