우리 몸에는 뇌가 몇 개나 있을까요? 대부분의 사람이 “하나”라고 말할 것입니다. 그런데 사실 우리 몸에는 뇌 외에도 신경 세포들로 이루어진 신경계가 여러 개 있습니다. 그중 하나에는 신경 세포가 매우 광범위하게 분포해 있어서 어떤 과학자들은 이 신경계를 가리켜 “제2의 뇌”라고 부르기도 합니다. 이것이 무엇입니까? 우리 머리가 아니라 배 속에 있는 ‘장 신경계’입니다.

우리 몸이 음식물을 에너지로 전환하려면 여러 기관들이 일사불란하게 협력해야 합니다. 이것은 복잡하고 어려운 일입니다. 우리의 몸에서는 이러한 소화 과정을 제어하는 일을 주로 뇌가 아니라 장 신경계가 담당합니다.

뇌만큼은 아니지만 장 신경계 역시 매우 복잡하게 구성되어 있습니다. 소화 기관에 위치해 있는 장 신경계는 인간의 경우 대략 2-6억 개의 신경 세포로 이루어져 있습니다. 과학자들은 만약 뇌가 장 신경계의 기능을 담당한다면 뇌와 소화 기관을 잇는 신경이 훨씬 두꺼워져야 할 것이라고 말합니다. 그러므로 「제2의 뇌」(The Second Brain)라는 책에서는 “[소화 기관]이 직접 소화 기능을 제어하는 것이 더 안전하면서도 효율적”이라고 기술합니다.

음식물이 소화되려면 꼭 알맞게 혼합된 여러 화학 물질이 제때에 생성되어 정확한 위치로 전달되어야 합니다. 따라서 게리 마웨 교수는 소화 기관을 가리켜 “화학 공장”이라고 부릅니다. 소화 기관에서 일어나는 화학 작용은 놀라우리만큼 정교합니다. 예를 들어, 장의 벽에는 화학 성분과 맛을 감지하는 특수 세포들이 있습니다. 그 세포들은 우리가 섭취한 음식물에 어떤 화학 성분이 들어 있는지를 알아냅니다. 이 정보를 바탕으로 장 신경계는 음식물이 체내에 흡수되도록 분해하는 데 필요한 소화 효소를 분비하게 합니다. 또한 장 신경계는 분해된 음식의 산성도와 화학 성분을 확인하고, 그에 따라 소화 효소를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.

소화관은 주로 장 신경계의 통제를 받으면서 마치 공장의 컨베이어 벨트처럼 움직입니다. “제2의 뇌”인 장 신경계는 소화관의 벽을 이루는 근육들을 수축하게 만들어서 음식물을 소화 기관 내에서 이동시킵니다. 이때 근육들이 수축되는 정도와 횟수를 조절해서 소화 기관이 컨베이어 벨트처럼 작동하게 합니다.

또한 장 신경계는 신체를 보호하는 기능도 수행합니다. 우리가 섭취한 음식물에는 때때로 해로운 세균이 들어 있을지 모릅니다. 따라서 우리 몸의 면역 방어 체계에서 중추적인 역할을 하는 림프 세포의 약 70-80퍼센트가 배 속에 있는 것도 이상한 일이 아닙니다! 우리가 먹은 음식에 해로운 병원균이 많이 있으면 장 신경계는 몸을 보호하기 위해 근육을 강하게 수축시킵니다. 그래서 대부분의 독소가 구토나 설사의 형태로 배출되게 만듭니다.

장 신경계가 뇌와는 독립적으로 기능을 수행하는 것처럼 보이지만, 사실 이 두 신경 중추는 서로 끊임없이 정보를 주고받습니다. 예를 들어 장 신경계는 특정한 호르몬들을 조절하는 일에  관여하는데, 그 호르몬들은 언제, 얼마만큼의 음식을 먹어야 하는지에 대한 정보를 뇌에 전달합니다. 또한 음식물을 충분히 섭취했을 경우 장 신경계에 있는 신경 세포들은 배가 부르다는 신호를 뇌에 전달하며, 과식했을 때는 메스꺼운 증상을 유발하는 것 같습니다.

당신은 이 기사를 읽기 전에도 소화관과 뇌가 어떤 식으로인가 정보를 주고받는 것 같다는 생각을 했을지 모릅니다. 예를 들어 특정한 음식을 먹었을 때 기분이 좋아지는 경험을 해 본 적이 있습니까? 연구가들에 따르면 장 신경계가 뇌에 ‘행복 신호’를 전달하고 뒤이어 일련의 연쇄 반응이 일어나 기분이 좋아지게 되는 것 같습니다. 사람들이 스트레스를 받을 때 특정한 음식을 즐겨 찾는 것은 그런 이유 때문일 수 있습니다. 따라서 과학자들은 장 신경계를 인위적으로 자극하여 우울증을 치료하는 것이 가능한지 연구하고 있습니다.

뇌가 긴장감을 느끼거나 스트레스를 받을 때 속이 불편한 증상 역시 뇌와 소화 기관이 의사소통한다는 증거입니다. 이러한 증상은 장 신경계가 피를 위에서 다른 곳으로 돌린 결과로 나타나는 것 같습니다. 또한 스트레스를 받으면 메스꺼움을 느낄 때도 있습니다. 뇌가 장 신경계로 하여금 장을 비정상적으로 수축하게 만들기 때문입니다.

장 신경계가 감정에 어느 정도 영향을 미칠지는 모르지만 우리를 대신해 생각을 하거나 결정을 내리지는 못합니다. 다시 말해 실제로 뇌 역할을 하는 것은 아닙니다. 따라서 장 신경계가 작곡을 하거나 은행 계좌를 관리하거나 숙제를 하는 데 도움이 되지는 않습니다. 하지만 과학자들은 연구를 하면 할수록 장 신경계가 매우 복잡하게 구성되어 있다는 점에 경탄을 금치 못합니다. 사실 지금까지 알게 된 점도 빙산의 일각에 불과할 것입니다. 다음번에 식사를 할 때는 잠깐 멈추어 장 신경계가 곧 수행하게 될 일을 생각해 보면 어떻겠습니까? 음식물에 들어 있는 화학 물질을 파악하여 정보를 처리하고 전달하는 그 복잡하면서도 일사불란한 과정에 대해 말입니다!