지능이 높은 사람일수록 신경 세포 연결은 단순하다

인간에게 지능의 개인차는 왜 생길까? 인류는 아주 오래전부터 이 점을 궁금해 했다.

19세기 무렵부터 제창되고, 현대의 과학 연구를 통해 밝혀진 점은 '지능은 뇌의 크기에 비례한다'는 것이다. 이 경우의 지능이란 사건을 이해하거나 추론할 수 있는 능력인데, 지능은 도형과 기호를 이용한 테스트를 통해 수치화된다. 대뇌의 크기는 두개골의 크기를 말하는 것이 아니라, MRI(핵자기공명 장치) 등으로 측정 한 대뇌의 부피이다. 즉 쉽게 말하면, 대뇌가 클수록 지능이 높다고 할 수 있다.

신경 회로의 형태에 차이가 있었다

큰 뇌에는 보다 많은 신경 세포가 빈틈 없이 빽빽하게 채워 있을 것이다. 연구자들도 오랫동안 그렇게 생각했다.

그런데 그런 예상과는 다른 사실이 최근 밝혀졌다. 지능이 높은 뇌는 비교적 '틈이 많았다'고 한다.

2018년에 발표된 논문에 따르면 총 757명의 지능 테스트 결과와 각 사람의 뇌 모습을 분석했다. 그리고 뇌 모습은 '확산강조 MRI(diffusion- weighted magnetic resonance imaging, DW-MRI)'라는 기법으로 측정했는데, 뇌 안의 물 분자 움직임을 영상으로 포착하는 방법이다.

세포 안에 있는 물 분자는 세포 밖에 있는 물 분자에 비해 움직임에 제한이 있기 때문에, 물 분자의 움직임을 보고 세포 안인지 밖인지를 구분할 수 있다.

연구자가 주목한 것은 신경 세포의 세포체에서 뻗은 '가지 돌기'와 '신경 돌기(축삭)'이다. 신경 세포는 이런 돌기를 통해 다른 신경 세포와 연결되어 신호를 전달한다.

지능 테스트 점수가 낮은 그룹은 신경 세포 돌기의 밀도가 높고 이곳저곳 여러 방향으로 뻗어 있는 게 특징이다. 반면에 지능 테스트 점수가 높은 그룹은 신경 세포 돌기의 밀도가 낮고 뻗는 방향의 분산 정도가 적다(많은 방향으로 뻗지 않는다). 언뜻 보아 지능이 높은 그룹은 신경 회로가 단순했다.

혼잡한 신경 회로는 노이즈에 휘말린다

신경 회로의 밀도가 낮고 뻗는 방향이 단순한 것은 정보 전달의 높은 효율성과 관련된다고 생각된다. 

지능이 높은 그룹은 대뇌가 클 뿐만 아니라 정보가 낭비 없이 효율적으로 전달된다. 신경 세포 돌기의 밀도가 높고 여러 방향으로 뻗어 있으면 노이즈를 분리하기가 어렵다고 생각된다. 이것은 정보 전달의 효율성을 떨어뜨릴 것이라고 이 논문의 저자들은 말한다.

신경 세포 돌기의 밀도와 방향성의 차이가 어떻게 생기는지는 확실히 밝혀지지 않았지만 논문에서는 생후 약 20년에 걸쳐 일어나는 신경 세포 돌기의 성장과 불필요한 신경 세포 돌기의 제거가 영향을 미칠 것이라고 본다.

출처: 뉴턴-2025-09