뇌의학 - 대뇌를 중심으로

 

생체기능 조정.통제 "신비의 집합체"

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대뇌는 가장 늦게 진화하여 탄생한 뇌다.

그러면서도 가장 커서 뇌 전체 무게의 80%를 차지한다.

대뇌 중에서도 약 2,3억년 전에 먼저 진화하여 안쪽에 자리잡고 있는 부위를 변연계라고 한다.

지구상에 포유동물이 나타났을 때 진화하기 시작했고 포유동물에서 가장 발달해 있기 때문에 「포유동물 뇌」라고도 한다.

체온, 혈압, 심박동, 혈당과 같은 자율기능의 조절과 공포, 분노, 쾌락과 같은 본능적 정서에

관여한다.(이로인해 생긴 기쁨과 슬픔 등의 고등정서는 대뇌 전두엽이 관여한다.)

공포나 분노를 느낄 때 혈압과 심장박동이 증가하고 땀이 나고 털이 곤두서기도 하는데 이 일을 조절하는 중추가 있는 곳이다.

사람에 있어서 바이오리듬을 조절하는 중추이며 그 외 먹는 일과 성행위에도 관여한다.

이곳이 손상을 입으면 포만감이 없어져 말리지 않으면 무한정 먹게되고 성행위에도 관여한다.

실험적으로 원숭이의 이 부위에 손상을 가하면 원숭이는 인형을 붙잡고 성행위를 하는 시늉을 하기도 한다.

변연계에서도 가장 중요한 곳은 시상하부이다. 시상하부는 콩알만한 크기에 무게가 4g 에 불과한 조직이지만 자율신경의 중추가 모여있어서 바로 생명과 직결되 는곳이다. 수분대사와 수면 그리고 위산분비를 조절한다. 또 전기 및 화학적 메시지를 통해서 인체에서 가장 중요한 호르몬 생성기관인 뇌하수체를 다스린다.

변연계의 양쪽 옆에는 기저핵이 있는데 이 부위는 소뇌처럼 운동을 조절하고 특히 운동을 시작할 때 엔진을 점화하는 역할을 담당한다. 축구선수가 달릴 때 일일이 생각하지 않아도 다리가 움직이는 것은 이곳이 작동하기 때문이다.

이곳의 병변으로 나타나는 대표적 질환이 바로 파킨슨병이다.

기저핵이 어떤 원인으로 손상을 입게되면 도파민의 분비가 감소하는데 이로인해 운동부전과 경직, 경련이 전형적인 증상으로 나타난다. <나비처럼 날아 벌처럼 쏘는 권투>를 구사, 한때 세계 복싱계를 주름잡았던 무하마드 알리도 이 병으로 고생하고 있는데 최근 우리 나라에서도 증가하는 추세에 있다.

 

뇌의 가장바깥 쪽이 흔히 그림에서 보듯 호두처럼 주름이 잡혀있는 대뇌피질이다.

좁은 두개골 안에 많은 양의 신경세포를 담기 위해 주름이 잡혀있다. 두께는 약 2-5mm. 주름을 펴놓으면 신문지 한 장 정도에 1백억 에서 2백억의 신경세포가 있다.

좌우로 나누어진 반구체인데 각각 인체의 반대쪽 반을 지배한다. 왼쪽 뇌는 오른쪽 몸으로 부터 정보를 받아 그쪽에 명령을 내린 다. 신경섬유는 뇌교에서 교차해 반대쪽을 지배하는데 왜 굳이 거로 질러가며 반대쪽을 지배하도록 진화했는가는 아직 풀리지 않는 수수께끼다.

사람의 95% 정도에서 왼쪽 대뇌가 오른쪽보다 크다. 이는 오른손잡이가 왼손잡이보다 그만큼 많다는 증거가 된다. 왼쪽 대뇌는 오른쪽보다 언어와 논리성에 강하며 오른쪽 대뇌는 공간입체능력과 감성에서 왼쪽보다 뛰어나다. 그러나 이러한 차이점이 사실을 너무 단순화하여 두 반구가 서로 독립하여 다른 뇌인 것처럼 생각하는 것은 잘못이다.

언어와 같은 복잡한 행위는 양쪽 대뇌 모두에서 관장하고 있다. 태어날 때 왼쪽이 손상을 받으면 오른쪽 대뇌가 언어기능을 담당한다. 다른 점보다 같은 점이 더 많으며 상호 협력한다. 반구는 뇌량을 통해서 서로 연결되어 있다.

대뇌피질은 약2억년 전에 생겼으며 약1백만년 전에서 4백만년전 사이에 갑작스럽게 밖으로 확장 발전되었다. 집으로 치자면 부엌과 화장실만 있다가 생존문제가 해결되자 증축한 서재나 음악실과 문화시설 같은 것이다. 이때쯤부터 인간은 언어와 예술 등에서 심볼을 만들어 사용할 수 있었다.

대뇌피질은 전두엽과 두정엽 후두엽 측두엽의 네 부위로 나뉘어져 있다. 전두엽은 가장 넓은 부위로 계획을 세우거나 의사결정을 하고 목적 지향적 행동을 주관하는 곳이다 .다른 동물과 인간을 구분하여 사람을 호모 사피엔스라 함은 이 대뇌전두엽의 기능이 있기 때문이다. 이곳이 손상을 받게되면 계획을 세우고 복잡한 행동이나 창조적 활동을 할 수 없게 된다.

또 이곳에는 본능적 정서에 의해 2차적으로 발생하는 기쁨과 슬픔 등의 고등정서가 생기는 중추가 있기 때문에 전두엽에 손상이 있으면 이런 감정이 없어져 사람이 무표정해지고 멍청해진다. 다른 영장류에게도 공포 쾌감 등이 1차적 정서는 있으나 슬픔이나 동정심 즐거움 등 2차적 감정이 없는 것은 전두엽의 발달이 미미하기 때문이다.

두정엽은 정해진 부위에서 인체의 해당기관에 운동명령을 내리는 운동중추가 있는 곳이다.

운동기관의 크기가 크다고 해서 두정엽의 중추가 비례해서 큰 것은 아니다. 손의 운동과 혀 후두 입술등 발성에 관한 운동중추의 면적은 넓고 허리와 하지 운동을 조정하는 중추는 비교적 좁다. 말을 통해서 의사소통을 하고, 손으로 물건을 만들고 사용하는 것이 인간 특유의 창조적 활동임은 뇌의 이 중추가 다른 영장류에 비해 넓다는 것으로 증명된다 하겠다. 그외 두정엽은 외부로부터 오는 정보를 조합한다. 문자를 단어로 조합하여 의미나 생각을 만드는 곳이기도 한데 이 부위가 손상되면 무인식증이 발생한다.

측두엽에는 우표 크기만한 청각중추가 있다. 그외 인지 및 기억 기능의 일부를 담당한다. 이 부위가 손상을 받으면 환각이나 기억 장애가 나타난다. 특히 좌측 측두엽에 병변이 있으면 실어증이 나타나기도 하고 오른쪽 측두엽이 손상을 입으면 그림 그리는 일과 같은 공간입체작업 수행에 지장을 받는다. 측두엽을 전기적으로 자극할 때 어떤 사람은 동시에 두 장소에 있는 것 같은 환각에 빠져 그 사람의 의식속에 과거의 기억과 현재가 동시에 존재하는 것 같은 느낌을 받는 수가 있다.

후두엽에는 시각중추가 있어서 눈으로부터 들어온 정보는 여기서 모양과 위치, 움직임등이 분석된다. 이 시각 피질에 장애가 있으면 눈의 다른 부위에 이상이 없더라도 눈 뜬 장님이 된다.

뇌는 아직 온통 수수께끼 투성이다.

현재 뇌에 대해서 알고 있는 지식의 90%는 최근 15년 동안에 발견된 것들이다. 그만큼 의문투성이다. 미지의 세계를 개척하고자 하는 탐험가에게는 아주 매력 있는 정글이요 오지인 셈이다.

미국에서는 조지 부시가 대통령이었을 때 행정부와 의회가 90년대를 [뇌의 시대]로 선언했고 지금도 본격적인 탐험활동에 나서고 있다. 뇌 질환은 물론 사람의 감정이나 기억력을 마음대로 조정할 수 있는 날도 그렇게 멀지만은 않을 것이란 전망이다.

패기있는 사람들이 도전장을 던져볼만한 분야가 아닐 수 없다.

 

(출처:블로그>스위스쮜리히대학원 -예일친구)