뇌(brain)

1. 뇌의 구조

 A. 척수는 등뼈 안에 있는 중추 신경으로, 신경조직들이 밧줄처럼 연결되어 뇌와 말초 신경 사이의 흥분을 전달하는 통로 역할을 한다. 척수는 골반뼈 바로 위로부터 시작하여 두개골 바로 아래까지 연결되어 있다.

척수는 뇌줄기와 연결되어 있어 뇌의 어느 부분에서 끝나는지 확실히 구분하기가 어렵다. 뇌줄기는 후뇌(hindbrain)라고도 불리며, 척수로 들어가는 정보와 척수를 빠져나오는 정보를 통합하는 뇌의 영역이다. 또한 뇌줄기에는 연수 또는 숨뇌, 교뇌, 중뇌가 있다. 뇌줄기는 생존과 관련된 가장 기본적인 기능인 심장박동, 호흡, 순환, 각성, 배뇨나 성적흥분 등을 통제하며, 뇌줄기에 심한 타격을 받거나 손상을 입으며 죽을 수도 있다.

뇌의 이미지

 

 B. 소뇌는 숨뇌 뒤쪽에 위치하며 미세한 운동 기술을 통제한다. 소뇌의 구조는 마치 뇌의 축소판처럼 보인다. 소뇌는 행동의 개시보다는 행동의 미세한 조율 또는 유연한 행동을 만드는 데 중요한 역할을 한다.  

 

 C. 중뇌는 뇌줄기 위쪽에 위치하고 크기가 비교적 작지만 아주 중요한 역할을 한다. 중뇌에는 두 가지 주요 구조인 시개와 피개가 있다. 이 구조들은 유지체로 하여금 환경 내의 일정 지점으로 주의를 주고 자극으로 향하거나 멀어지는 운동을 안내한다. 우리가 생존하기 위해서는 후뇌와 중뇌만을 가지고 있어도 된다.

 

D. 교뇌는 소뇌로부터 오는 정보를 뇌의 나머지 영역으로 전달하는 역할을 하여 '다리뇌'라고도 불린다. 숨뇌와 함께 호흡을 조절하는 역할을 하기도 한다.

 

E. 전뇌(forebrain)는 뇌줄기와 소뇌 위에 위치한다. 전뇌는 뇌의 가장 상위 수준으로 복잡한 인지, 정서, 감각 및 운동 기능을 통제한다. 전뇌는 두 개의 주요 부위로 구분되는데, 피질하 구조와 대뇌피질로 구분된다.  

 

E-1. 피질하 구조들은 뇌 깊숙히 위치하며 시상, 시상하부, 뇌하수체, 해마, 편도체와 기저핵을 포함한다.

• 시상- 시상은 감각 기관으로부터 전달되는 정보를 중계하고 여과하여 이 정보를 대뇌피질로 전달하는 역할을 한다. 시상은 후각을 제외한 모든 주요 감각 기관으로부터 정보를 받는다. 후각은 시상을 거치지 않고 직접 대뇌피질과 연결된다.
• 시상하부- 시상의 아래쪽에 위치하며 체온, 배고픔, 갈증과 성행동 등의 신체 기능을 조절한다.
• 뇌하수체- 시상하부 아래에 위치하며 호르몬 생산 체계를 담당하는 주 분비선으로 신체의 많은 다른 내분비선의 기능을 통제하는 호르몬을 생산한다. 시상하부가 뇌하수체로 호르몬 신호를 보내면 뇌하수체가 다른 내분비선에 신호를 보내어 스트레스, 소화 및 생산 과정을 통제하는 호르몬을 분비하게 한다. 우리가 위협을 감지하면 감각신경세포가 시상하부로 신호를 보내고, 뒤이어 시상하부는 뇌하수체를 자극하여 부산피질자극 호르몬 같은 특정 호르몬을 분비하게 하며, 이 호르몬은 신장 위에 위치한 부신을 자극하여 교감신경계를 활성화한다.
• 해마- 새로운 기억을 생산하고 이 새로운 기억을 지식 네트워크에 통합시켜 뇌 피질의 서로 다른 부위로 저장하는 데 중요한 역할을 한다. 해마가 손상된 환자는 새로운 정보를 습득할 수 없고 정보는 몇 초 동안 인식할 수 있으나 곧 망각한다. 해마의 손상은 사실과 사건에 대한 기억에만 국한되고, 오래전에 습득한 습관이나 정서적 반응에 관한 기억에는 관여하지 않는다.
• 편도체- 해마의 끝에 위치하며 정서 과정, 특히 정서 기억의 형성에 중요한 역할을 한다. 정서적으로 각성한 상황에 당면하면 편도체가 해마를 자극하여 그 상황과 관련된 많은 사항을 기억하게 한다.
• f. 기저핵- 의도적 움직임이 일어나게 하는 일련의 피질하 구조이다. 기저핵은 대뇌피질로부터 정보를 받아 뇌간에 있는 운동센터로 보낸다. 기저핵의 한 부분인 선조체는 자세와 움직임의 통제에 관여한다.   

E-2. 대뇌피질은 뇌의 가장 상위 수준으로 복잡한 지각, 정서, 운동과 사고에 관여한다. 대뇌피질은 좌반구와 우반구로 분리되는데, 두 반구는 외양상 대칭적이고 기능에서도 어느 정도는 대칭이 된다. 좌반구와 우반구는 반대편 신체의 기능을 통제하는데, 이런 구조를 대측통제라고 한다. 좌반구와 우반구는 뇌량이라고 불리는 축삭다발로 연결되어 있으며, 이를 통해 각 반구의 서로 상응하는 영역들 사이의 소통이 가능하다. 대뇌피질의 각 반구는 후두엽, 두정엽, 측두엽, 전두엽의 네영역으로 구분된다.

• 후두엽- 대뇌피질의 뒤쪽에 위치하며 시각 정보를 처리하는 시지각피질을 포함한다.
• 두정엽- 후두엽 앞쪽에 위치하며 촉각에 관한 정보를 처리하는 역할을 하며, 체감각피질을 포함한다.
• 측두엽- 대뇌반구 아래쪽에 위치하며 청각과 언어에 관여하는 청각피질을 포함하고 있는데, 청각피질은 소리의 주파수에 근거하여 귀로부터 감각 정보를 받아들인다. 또한 시각의 이차정보를 처리하는 시각 연합 영역도 위치한다.
• 전두엽- 머리의 앞쪽에 위치하며 운동, 추상적 사고, 계획, 기억과 판단 등에 관여하는 영역을 가지고 있다. 신체에 분포되어 있는 근육을 조절하는 운동피질도 전두엽에 포함되어 있다. 전두엽의 다른 영역들은 사고와 사회적 활동을 할 수 있게 하므로, 사람을 다른 동물들과 구별되게 만드는 영역으로 알려져 있다. 
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뇌의 구조

    

 

2. 좌뇌와 우뇌

 좌뇌와 우뇌는 뇌량으로 연결되어 있는데, 의료인들은 뇌량을 절단함으로써 뇌의 회백질을 다치게 하지 않고 뇌의 부분들을 나눌 수 있다는 것을 발견했다. 뇌량 절단 수술을 받은 환자의 경우 인지 기능의 훼손은 없었지만, 좌뇌와 우뇌가 개별적인 의식 작용을 했다.

 

 사람들은 흔히 "우뇌 타입, 좌뇌 타입" 이라는 표현을 쓰면서 자신의 인지능력을 구분하려고 한다. 일반적으로 좌뇌 타입은 분석적이고 논리적이며 객관적이라 하고, 우뇌 타입은 창의적이고 예술적 감각이 있다고 한다. 그러나 뇌 활동을 연구한 연구에 따르면 좌뇌와 우뇌의 활동에 차이가 없다고 한다. 좌뇌와 우뇌는 그 수행 과정이나 방법이 다를 수는 있어도 대부분의 인지 기능을 수행할 수 있다.  

 

3. 남성의 뇌와 여성의 뇌

 평균적으로 남성의 뇌가 여성의 뇌보다 크지만, 그 편차는 같은 성 내에서도 크기 때문에 별 의미가 없다. 또한 뇌가 더 크다는 것이 뇌가 더 효율적이고 발달되어 있다는 것을 의미하는 것도 아니다. 그러므로 남성의 뇌와 여성의 뇌는 기본적으로 차이가 없다고 할 수 있다. 그러나 몇몇 연구들은 정보처리 방식에서 뇌를 사용하는 것에 남녀 차이가 있음을 보여주기도 했다. 

 남성의 뇌와 여성의 뇌는 성장하면서 호르몬에 의해 많은 영향을 받는다. 그 결과 남성과 여성은 공간 지각이나 언어 단기기억 등 인지 과제의 수행을 다르게 하기도 한다. 한 연구에서 복잡한 문제를 풀 때 여성들은 언어와 관련된 뇌 부위를 더 많이 사용하고, 남성들은 공간 지각과 관련된 뇌 부위를 더 많이 사용한다는 것을 보여주었다. 그러나 남성과 여성의 인지 과정의 차이는 사회적인 기대나 교육 등 환경적 영향이 더 크다.

 

4. 신경조직 발생

 학자들은 오랫동안 성인의 뇌는 새로운 뇌세포를 만들지 못한다고 믿어 왔다. 그러나 뇌의 어떤 부위에서는 성인이 된 후에도 새로운 신경세포를 만들어 낸다는 것을 발견했다. 이런 새로운 신경세포가 만들어지는 것을 신경조직 발생이라고 하는데, 신경조직 발생은 단기기억을 장기기억으로 만드는 역할을 하는 해마에서 많이 일어난다.