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태아건강[수학두뇌태교-임신8주] 태아 뇌 세포 성장기

태아는 이제 사람의 형태를 갖춘 2등신이 되지요. 손가락과 발가락이 생기며 눈의 시신경, 귀의 청각신경이 발달해요. 내장기관도 형태를 보이고요. 태반이 발달하기 시작하고 탯줄이 될 조직도 생겨요. 태아의 원시적인 움직임이 시작되어 몸놀림을 관찰할 수도 있어요.
엄마는 태아의 시각이 형성되는 것을 고려하여 집안 곳곳에 예쁜 아기 사진이나 그림을 붙여 두고 태어날 아기를 상상해 보세요.

[수학두뇌태교-임신8주] 태아 뇌 세포 성장기
임신 8주경부터는 태아의 뇌가 급격히 발달하는데, 이 시기에는 단 이틀 만에 머리의 크기가 25%나 커지고, 신경세포가 1분당 평균 25만 개나 형성된다고 해요. 시각이 형성되기 시작하는 시기에 맞게 집안에 예쁜 아기 사진이나 아름다운 그림을 붙여 두고 감사하는 마음으로 바라보면 좋아요.
그리고 무엇보다 주의해야 할 점, 한 가지! 이 시기에 엄마가 술을 마실 경우, 탯줄을 통하여 태아의 발육과 성장에 큰 영향을 미치게 됩니다. 특히 알코올은 어떤 물질보다 태반을 잘 통과하기 때문에 태아의 뇌 세포 성장에 큰 영향을 미칩니다. 엄마가 일정량의 알코올을 마시면 출생 전후에 성장 장애가 나타나거나, 지능 저하 혹은 행동 장애와 같은 중추신경계 이상 및 머리가 작거나 얼굴이 납작해지는 등의 기형이 나타날 수 있어요. 임신 중에 술을 반복해서 마시면 비록 적은 양이더라도 태아에게 미치는 영향이 매우 심각할 수 있어요.
‘더우니까 맥주 한 잔 정도는 괜찮지 않을까? 남편과 함께 오붓하게 와인 한 잔 정도 마시는 건 괜찮지 않을까?’라는 생각이 들기도 하겠지만 임신 기간 중에는 절대 금주하는 태도가 필요합니다. 와인 대신 포도 주스를 마시면서 다음 퍼즐을 풀어 보는 건 어떨까요.

똑같은 크기의 컵이 2개 있습니다. 하나의 컵에는 포도주가, 다른 컵에는 포도주와 같은 양의 물이 들어 있습니다. 포도주를 한 숟가락 떠서 물이 담긴 컵에 넣어 잘 휘저은 다음, 이번에는 반대로 물을 한 숟가락 떠서 포도주가 담긴 컵에 넣습니다. 같은 양을 한쪽 컵에서 다른 컵으로 옮기면서 섞습니다. 이렇게 동일한 과정을 여러 번 되풀이하면, 포도주가 담긴 컵 안에 있는 물의 양과 물이 담긴 컵 안의 포도주 양 가운데 어느 쪽이 더 많아질까요?

이 퍼즐은 두 가지 방법으로 풀 수 있어요. 한 가지 방법은 중간 단계를 하나하나 거치면서 물컵과 포도주 컵에 들어 있는 포도주와 물의 양을 각각 계산하는 방법이에요. 또 한 가지 방법은 상식을 이용하는 방법이에요. 중간 단계를 하나하나 계산하는 방법은 지루하고 중간 과정에서 계산이 틀릴 위험도 있어요. 하지만 상식을 이용하면 간단하고도 빠르게 문제를 풀 수 있어요.

물과 포도주를 한 숟가락씩 떠서 옮기기를 다 했다고 생각해 보세요. 문제의 마지막 단계를 먼저 생각해 보자는 이야기예요. 처음에 같은 양의 물과 포도주가 있었습니다. 마지막 단계에서도 두 컵에 들어 있는 물과 포도주가 섞인 혼합물의 양은 같습니다. 물컵에서 없어진 물의 양만큼, 포도주 컵에서 포도주가 옮겨 와 물컵에 들어 있는 것이지요. 따라서 마지막 단계에서 물속의 포도주 양과 포도주 속의 물의 양은 같습니다.

단순한 계산으로 문제를 풀기보다는 보다 쉽고 명확한 방법으로 문제를 해결하는 것이 수학에서는 더 좋습니다. 수학자들은 보다 쉽고 명확한 방법을 ‘아름답다’라고까지 표현한답니다.

Q. 다음과 같이 불규칙하게 생긴 빈 포도주 병의 부피를 계산하려고 합니다. 그런데 쓸 수 있는 도구라고는 막대자 하나뿐입니다. 어떻게 하면 병의 부피를 잴 수 있을까요?




정답
그림에서 알 수 있듯, 포도주 병의 몸통 부분은 원기둥이고 윗부분은 불규칙한 모양입니다. 원기둥으로 생긴 몸통은 쉽게 계산할 수 있습니다. 원의 넓이에다 높이를 곱하면 원기둥의 부피는 계산됩니다. 그러나 병 윗부분의 불규칙한 부분은 계산할 수 있는 방법이 없습니다.
이런 때에는 현실적인 접근이 필요합니다. 우선 병에 물을 약간 채웁니다. 그리고 물이 차 있는 부분의 부피를 계산합니다(원기둥 모양이니까 쉽게 계산할 수 있습니다). 그 다음 병을 뒤집어 물이 병의 위쪽 불규칙한 부분을 채우게 하고는 물이 없는 부분의 부피를 계산합니다(이것 역시 원기둥 모양이니까 쉽게 계산할 수 있습니다). 이 두 값을 더하면 전체 병의 부피를 구할 수 있습니다.