BC 400년경 그리스의 철학자 데모크리토스는 마음의 물질적 기초가 존재한다고 주장했다.

그는 우주 만물이 보이지 않는 미립자로 구성되어 있다는 견해를 발표했다.

그리고 그 미립자를 원자(그리스어로 '더 이상 쪼갤 수 없다'는 뜻)라고 불렀다. 데모크리토스에 따르면, 원자는 물질을 구성할 뿐만 아니라－우리가 갖고 있는 현대적 견해와 일치한다－, 마음처럼 실체를 규명하기에 애매한 존재가 있는 곳이기도 하다. 어떤 점에서는 그가 옳았다. 뇌를 최소의 기능 단위로 분해해 보면 그 기본적인 구성 요소는 세포이다.

이 세포를 분자 수준으로 쪼갤 수도 있고, 다시 이 분자를 원자 단위로 쪼갤 수도 있다.

하지만 지금 우리는 세포에 관심을 집중할 것이다. 육안으로 볼 수는 없지만 원자보다는

훨씬 더 큰 이 뇌세포의 존재가 뇌의 활동을 가능케 하기 때문이다.  

거의 모든 사람이 뉴런neuron이라는 용어를 들어 봤을 것이다.

뉴런은 가장 중요한 형태의 뇌세포로 뇌의 활동에서 중심적인 역할을 담당한다.

뉴런의 중추적 역할은 다른 뉴런에 신속하게 메시지를 전달하는 것이다. 이 메시지는 단순한 전기 신호일 때도 있고 신경전달 물질의 물보라일 때도 있다. 하지만 이 메시지가 복잡하고 정교한 정신 활동으로 조직된다. 뇌 과학자들 대부분과 자신의 뇌 기능을 숙고해 보려는 사람들은 모두 이 과정과 현상에 매혹되기 마련이다. 

뉴런 - 회색 /  신경교세포 - 오렌지색

현미경을 통해 사상 최초로 뉴런을 관찰한 사람은 체코의 해부학자 얀 푸르킨예였다.

그러나 1872년 이탈리아의 의학자 카밀로 골지가 뉴런 염색 기술을 개발하기 전까지는

그 섬세하고 미묘한 형태의 다양성과 아름다움이 확인되지 못했다.

골지의 염색법을 사용하면 뉴런이 호박색 바탕에 검은색으로 나타난다.

이유는 잘 모르겠지만 이 방법으로 전체 뉴런의 10퍼센트 정도만이 염색되는 것은 오히려 다행스러운 일이다. 뉴런이 전부 염색되었다가는 현미경 아래 있는 뇌가 아무 특색 없는 검은색 덩어리로 보일 것이기 때문이다. 

골지의 염색법으로 염색된 뇌 조직을 현미경으로 본다고 상상해 보자. 염색된 뉴런은 가늘고 긴 가지들이 달린 배뚤배뚤한 삼각형이나 찌그러진 원 모양으로 보일 것이다. 배율 1500배의 보통 현미경을 사용하면 이 가지들이 뉴런을 연결하고 있는 것처럼 보인다.

골지는 그래서 뇌가 그물처럼 광대하고 연속적인 뉴런들의 네트워크일 것이라고 생각했다.

 이 '망상 이론網狀理論'은 에스파냐의 해부학자 산티아고 라몬 이 카할의 비판을 받았다.

카할은 골지의 생각이 완전히 틀렸다고 주장했다. 카할은 뉴런이 불연속적인 독립된 단위로서 서로에게 아주 근접해 있을 것이라고 했다. 그의 견해를 바탕으로 각각의 뉴런이 다른 뉴런과는 구분되는 독립적 단위라는 '뉴런 이론'이 탄생했다. 격렬한 논쟁을 주고받았지만 골지와 카할은 뇌의 기본적 구성 요소가 뉴런임을 밝힌 공로로 1906년에 노벨 생리의학상을 공동 수상한다. 

우리는 대부분의 이론에서 카할이 옳았음을 알고 있다. 뉴런이 불연속적 존재일 것이라는 그의 생각은 1960년대에 입증되었다.

전자 현미경이 개발되면서 뇌세포를 8만 배까지 확대해 관찰할 수 있게 되었기 때문이다.

뉴런이 개별적인 존재라는 게 곧 명백해졌다.

뉴런들이 서로 아주 근접해 있지만 우리가 식별할 수 있는 접점에서 여전히 미세한 간격을 두고 떨어져 있는 것이다.

시냅스synapse라고 하는 세포들 사이의 이 간격은 1밀리미터의 20만분의 1 정도로 매우 좁다. 골지와 그의 지지자들이 세포들이 연속적이라고 생각했던 것도 무리는 아니다. 

그렇다면 뉴런 그 자체의 모양은 어떨까? 뉴런을 입력과 출력이 이루어지고 그 사이에서 무언가가 일어나는, 작은 검은색 상자라고 가정해 보자.

입력을 담당하는 부분은 수상돌기dendrite, 樹狀突起라고 하는 가는 전선 줄기인데, 뉴런 하나가 10만 개의 수상돌기를 가지고 있기도 하다.

수상돌기는 이웃 세포에서 입력되는 신호를 받아 세포체라는 중앙 통제 영역으로 중계한다

(골지가 현미경으로 관찰했던 찌그러진 원과 배뚤배뚤한 삼각형이 이 세포체이다).

세포체에 도달한 신호는 뉴런으로 집중되는 다른 신호들과의 상호작용 속에서 억제되거나

증폭된다. 

대뇌 피질의 뉴런사진