발달 - 태내기

수정된 난자는 접합체라고 불리는데, 정자와 난자 양자로부터의 염색체를 담고 있는 단일 세포이다. 존재의 처음 순간부터 접합체는 그것이 궁극적으로 되려는 사람과 공통점을 갖는데, 그것은 성별이다. 인간의 정자와 난자는 각각 23개의 염색체를 갖는데, 염색체는 유전자를 담고 있으며, 유전자는 모든 생물학적 발달의 청사진을 제공한다. X염색체를 갖는 정자도 있고, Y염색체를 갖는 정자도 있다. 난자가 Y염색체를 가진 정자에 의해 수정되면 접합체는 남성이 되고, 난자가 X염색체를 가진 정자에 의해 수정되면 접합체는 여성이 된다. 수정 후 2주 동안은 접합기라고 알려져 있는데, 이 시기 동안 단일 세포인 접합체가 2개 세포, 4개 세포, 8개 세포 등등으로 계속 분열한다. 출생 시 접합체는 수조 개의 세포로 분열하고, 각 세포는 정확하게 정자로부터 한 세트 23개의 염색체와 난자로부터 한 세트 23개의 염색체를 담고 있다. 접합기 동안 접합체는 나팔관에서 이동해 내려와서 자궁벽에 착상한다. 이것은 힘든 여행이어서 모든 접합체의 약 절반이 실패하는데, 그 이유는 접합체가 결함이 있거나 혹은 자궁의 잘못된 부위에 착상하기 때문이다. 남성 접합체가 특히 이 여행에서 실패할 가능성이 높은데 아무도 그 이유는 모른다. 접합체가 자궁벽에 착상할 때 발달의 새로운 단계가 시작된다. 배아기는 2주부터 약 8주까지 지속되는 시기이다. 이 시기 동안 접합체는 계속 분열하고 그 세포들은 분화하기 시작한다. 이 단계의 접합체는 배아라고 하며 그 길이는 2.5cm 정도밖에 안 되지만, 그것은 이미 심장이 뛰고 팔과 다리와 같은 신체 부위를 갖는다. X염색체와 Y염색체를 갖는 배아는 테스토스테론이라는 호르몬을 생산하기 시작해서 생식 기관을 남성화하고, 2개의 X염색체를 갖는 배아는 그렇게 하지 않는다. 테스토스테론이 없으면 배아는 여성으로서의 발달이 계속된다. 태아기는 9주부터 출생할 때까지 지속되는 시기이다. 이 단계의 배아를 태아라고 하는데, 골격과 근육을 가지고 있어서 움직일 수 있다. 태아기의 마지막 3개월 동안 태아의 크기가 빠르게 증가한다. 태아는 피부 아래 지방층을 발달시키고, 소화기계와 호흡기계가 성숙한다. 뇌는 신체에서 가장 복잡한 기관이기 때문에 태내기 동안 발달하는 가장 민감한 구조이다. 뇌가 되는 세포들은 처음 3주와 4주경에 매우 빠르게 분화하며, 이 과정은 6개월까지 대체로 완성된다. 그다음에 두 가지 일이 일어나야 한다. 첫째, 뇌세포가 만들어질 때 뇌세포는 주로 세포체로 구성되어 있으며, 뇌의 특정 영역을 향해서 이동해 간 후에 비로소 축삭과 수상돌기가 생성된다. 둘째, 뇌세포의 축삭을 둘러싸는 지방 덮개를 형성하는 수초화라고 알려지는 과정이 시작된다. 전선의 플라스틱 덮개가 절연하듯이 수초는 뇌세포를 절연해서 축삭을 따라 이동하는 신경 신호의 누출을 막는다. 수초화 과정은 모든 영역에 일정하게 일어나지 않는다. 태아기 동안 뇌는 빠르게 복잡한 성장을 겪지만, 출생 시 뇌는 성인의 뇌 크기와는 거리가 멀다. 신생아의 뇌는 성인 뇌 크기의 25%밖에 되지 않으므로 뇌 발달의 75%는 자궁 밖에서 이루어진다고 말할 수 있다. 인간의 뇌는 단지 200만 년의 진화과정에서 크기가 거의 3배가 되었고, 더 큰 뇌는 그것을 수용할 더 큰 머리가 필요하다. 인간종의 가장 큰 재능 중 하나는 기후, 사회 구조 등등이 다른 광범위한 새로운 환경에 적응할 수 있는 능력이다. 인간은 환경의 요구에 맞거나 혹은 맞지 않을 수도 있는 완전히 발달한 뇌를 가지고 세상에 태어나는 것이 아니라, 그가 기능할 바로 그 환경 안에서 많이 발달하는 뇌를 가지고 태어난다. 우리의 덜 발달한 뇌가 우리가 태어난 특정한 사회적, 물리적 환경에 의해서 특별히 형성됨으로써 우리는 특별히 적응적으로 된다. 

유전자는 수정의 순간부터 발달에 영향을 주고 환경은 출생의 순간부터 발달에 영향을 준다고 가정하는 것은 자연스러운 일이다. 그러나 그것은 사실이 아니다. 자궁은 수많은 방식으로 발달에 영향을 주는 환경이다. 예를 들어 태반은 어머니와 발달하는 배아 혹은 태아의 혈류를 물리적으로 연결하고 물질을 교환하도록 해 주는 기관이다. 그것만으로 여성이 임신 중에 섭취하는 음식은 태아 발달에 영향을 줄 수 있다. 여성이 먹거나, 마시거나, 흡입하거나, 주사 맞거나, 혹은 다른 방식으로 접촉하게 되는 거의 모든 것이 태반을 통과하여 태아의 발달에 영향을 줄 수 있다. 발달 과정에 손상을 입히는 물질을 기형 발생 물질이라고 부르는데, 말 그대로 기형을 만드는 것이다. 기형 발생 물질은 납, 공기 중의 페인트 먼지, 혹은 생선 속의 수은 같은 환경 독소들을 포함하지만, 또한 담배와 술과 같은 일반적인 물질도 포함한다. 태아 알코올 증후군은 어머니가 임신 중 다량의 알코올을 섭취해서 일어나는 발달장애이며, 특히 머리의 모양과 크기 및 뇌 구조의 선천적 기형 위험성이 증가한다. 태아 알코올 증후군 아동은 흔히 지적장애를 보이고 다른 아동보다 학업 성취에서 더 많은 문제를 가진다. 담배를 피우는 어머니의 아기는 출생 시 저체중이고 아동기에 지각과 주의 문제를 가질 가능성이 더 높다. 기형 발생 물질의 효과는 일반적으로 그것이 유입되는 발달단계에 따라 달라진다. 배아가 태아보다 기형 발생 물질에 더 취약하지만, 중추신경계와 같은 구조는 태내기 전체에 걸쳐서 취약하다. 태내 환경에는 화학물질이 풍부하지만, 또한 정보도 풍부하다. 인간의 뇌는 형성되는 도중에도 기능하며, 연구는 발달하는 태아가 자극을 감지할 수 있고 학습할 수 있다는 것을 보여 준다. 단지 가장 밝은 빛만 어머니의 복부를 통해 침투할 수 있기 때문에 자궁은 어둡지만, 조용하지 않다. 고주파수 음은 지워지기 쉽지만 어머니의 복부를 통과한다. 태아는 어머니의 심장박동 소리와 그녀가 소화하는 위장 소리를 들을 수 있지만, 가장 중요한 것은 태아가 어머니의 목소리를 들을 수 있는 것이다. 태어나서 두 시간 된 신생아는 모르는 여성의 목소리를 들을 때보다 어머니의 목소리를 들을 때 젖꼭지를 더 힘차게 빨 것이다. 이것은 신생아가 어머니 뱃속에서 발달하는 동안 어머니의 목소리에 친숙해졌다는 것을 시사한다.