II. 부위별 뇌의 기능

## 목차

II. 부위별 뇌의 기능

[1] 신경계의 기본 구조 단위

- 뉴런

- 신경교세포

[2] 뇌의 지리학 (생략 가능)

[3] 중추신경계의 하위 구조

- 척수

- 뇌간 (중뇌, 뇌교, 연수) + 소뇌

- 간뇌 (시상하부, 시상)

- 대뇌피질 (피질하계, 대뇌피질)

[4] 대뇌피질 구분 요약 (진화학적 접근)

- 삼위일체 뇌

[5] 대뇌피질에 대한 상세한 고찰

 

II. 부위별 뇌의기능

 

[1] 신경계의 기본 구조 단위

뇌, 척수, 신경조직, 신경절로 구성된 우리의 신경계는 내외적인 자극에 대한 신체 반응을 조절한다. 신경계는 두 가지 주요 세포계로 나눌 수 있다. 뉴런(neuron, 신경세포, 신경원)과 신경교세포(glial cell, 신경아교세포, 신경교)이다. 뉴런은 신경계의 세포로서 전기화학적인 신호의 조합을 통해서 정보를 운반한다. 신경교세포는 뉴런보다 10배정도 더 많으며 뉴런을 지지하는 역할을 한다.

 

(1) 뉴런

 

- 연합뉴런은 신경세포체에서 두 개의 돌기가 뻗어있기에 bipolar, 감각뉴런은 신경세포체에서 한 개의 돌기가 뻗어있기에 unipolar 라고 불린다. 제일 오른쪽의 pyrimidal cell은 그동안 익히 알고 있던 연합뉴런의 형태인데, 이 형태의 뉴런은 대뇌의 일부 부위에서 발견되는 형태라고 한다.

 

뉴런은 수상돌기(dendritic tree), 세포체(cell body), 축삭(axon)의 세 가지 주요 부분으로 구성되어 있다. 수상돌기는 다른 세포로부터 입력을 전달받는 부분이다. 세포체는 세포기능을 유지하는데 필요한 단백질과 효소들을 생성하는데 관여하는 세포핵과 다른 세포조직으로 구성되어 있는 세포 부분을 말한다. 축삭은 세포들 사이에 정보들을 운반하는 부속기관이다. 축삭은 경우에 따라 길이가 매우 다르다. 뉴런의 종류에 따라 축삭돌기가 마이엘린(myelin) 수초로 감싸져 있는 것이 있는데 이 경우에 랑비에(Ranvier) 결절이 신호를 전달하는 중계소 역할을 해 훨씬 빠른 속도로 자극을 전달한다. 축삭 말단에는 비대한 부분이 있는데 이 부위에서 인접 신경원과 함께 시냅스를 이룬다. 축삭 말단은 전달된 전기 신호에 따라 신경전달물질을 시냅스에 분비하는 여러 가지 구조물들을 지니고 있다.

뉴런은 세 가지 종류가 있다. 감각뉴런(sensory neuron)은 정보를 중추신경계로 전달한다. 연합뉴런(interneuron)은 중추신경계의 정보들을 연합시킨다. 운동뉴런(motor neuron)은 뇌와 척수로부터 정보를 근육으로 보낸다. 모든 뉴런들이 동일한 기본 구성성분을 가지고 있지만, 모양과 크기는 다양하다.

 

 

(2) 신경교세포

 

Astrocyte : 성상교세포

Oligodendrocyte : 핍지교세포(희소돌기세포)

microglia : 소교세포

Ependymal cell : 뇌실막세포 (뇌조직과 척수조직에서 장벽역할을 하는 세포들)

 

신경교세포는 정보전달에 있어서 중요한 부분은 아니지만, 신경계의 기능에 있어서는 매우 중요하다. 과거에는 정신질환의 병리학적 연구가 주로 뉴런에 집중되어 있었으나, 최근들어 신경교세포가 뉴런 활동에 더욱 많이 관여한다는 보고들이 늘고 있다. 신경교세포들은 뉴런들 간의 화학적인 환경을 바꾸어 교신에 영향을 주고, 죽은 뉴런들을 제거하여 뇌의 재조직화를 돕고, 뉴런들에 영양을 공급한다.

신경교세포로는 성상교세포(astrocyte), 핍지교세포(oligodendrocyte), 뇌실막세포(ependymal cell), 소교세포(microglia) 등 4가지 유형이 있다. 성상교세포는 뇌의 전반적 구조를 지탱해주는 역할을 하며, 뉴런이 죽은 후 생기는 반흔(glosis)를 형성한다. 또한 뇌의 발생단계에서 뉴런의 이동통로를 제공하는 역할을 하며, 뉴런의 전기적 특성을 조절하고, 혈관-뇌 장벽(blood-brain barrier, BBB)을 형성한다. 혈뇌 장벽은 혈관과 뇌 사이에 신경교세포가 빽뺵히 모인 것으로, 독소 뿐 아니라 영양소, 약물, 면역계 세포들이 혈류를 따라 직접적으로 중추신경계에 전달되는 것을 막는다. 중추신경계의 수초는 핍지교세포에서 생산되며, 이 세포는 신경원에 영양을 공급하는 역할을 한다. 중추신경계에서 식작용(phagocytosis)과정에 성상교세포와 핍지교세포가 관련된다. 상의교세포는 주로 뇌실과 척수의 중심과(central canal)에 있으며 뇌척수액의 흐름을 촉진시키며, ependymin이란 분자를 분비해 시냅스 형성을 촉진시키거나 조절한다.

 

[2] 뇌의 지리학에 대한 용어

superior : 상측 <-> inferior : 하측

dorsal :　배측 <-> ventral : 복측

 

지도의 방향을 동서남북으로 표시하는 것처럼, 뇌의 각 부위를 지정하기 위해 일반적인 방향을 나타내주는 용어들이 필요하다.

해부학적으로 뇌는 3차원 구조이기에 뇌의 왼쪽, 오른쪽, 위, 아래 같은 용어에 대해 앞, 뒤와 같은 용어들이 필요하다.

뇌의 앞쪽은 전측(anterior)이라고 하고 뒤쪽은 후측(posterior)이라고 한다. 동물의 머리는 꼬리의 앞쪽으로 놓여 있기 때문에 앞쪽으로 향하는 영역은 문측(rostral; 머리쪽으로 향하는)이라고 하고 이와 반대로 후미로 향하는 영역은 미측(caudal; 꼬리쪽으로 향하는)이라고 한다. 뇌의 꼭대기는 상측(superior)이라고 하며, 바닥은 하측(inferior)라고 불린다. 사람의 뇌인 경우, 배측(dorsal)과 복측(ventral)은 각각 상측, 하측과 같은 의미를 지닌다. 어류나 네발짐승의 척수를 생각해보면 배측, 복측이 더 쉽게 이해될 것이다. 배측은 짐승의 등 쪽을, 복측은 짐승의 배 쪽을 의미한다. 마지막으로 뇌의 안쪽 부분은 내측(medial)이라고 하고, 바깥쪽 부분은 외측(lateral)이라고 한다.

Coronal section : 관상면

Horizontal section : 수평면

Sagittal section : 시상면

 

3차원 뇌에 단면을 칠 때, 뇌를 귀에서 귀까지를 얇게 잘라 뇌의 전측과 후측을 분리한 것을 관상면(coronal section)이라고 한다. 뇌를 앞에서 뒤로 얇게 잘라내어 위에서 본 것을 뇌의 수평면(horizontal section, 혹은 axial, transverse)이라고 한다. 마지막으로 뇌를 위에서 밑으로 잘라서 뇌의 왼쪽 면과 오른쪽 면이 구별되게 한 것을 시상면(sagittal section)이라고 한다. 뇌의 정중앙부위에서 자른 시상면은 정중시상면(midsagittal section)이라고 부른다.

다른 용어들로는 서로의 맞은편을 의미하는 대측(contralateral), 같은 편을 의미하는 동측(ipsilateral)이 있다. 손상과 같은 일이 뇌의 한 면에서 생겼을 때는 편측(unilateral)이라고 하고, 양면에 생겼을 때는 양측(bilateral)이라고 한다. 뇌의 영역과 이와 관련된 신체부분의 관계를 묘사할 때 근위축(proximal)이라고 하는데, 이는 근처에 있다는 의미이다. 그리고 원위측(distal)은 멀리 있다는 말이다.

 

 

[3] 중추신경계의 하위 구조

 

중추신경계(central nervous system)은 뇌와 척수로 이루어져 있다.

 

(1) 척수

 

C : 경부신경

T : 흉부신경

L : 요부신경

S : 천부신경

척수(spinal cord)는 대부분 뇌로 정보를 전달하는 감각뉴런과 뇌로부터 운동명령을 근육으로 전달하는 운동뉴런으로 구성되어 있다. 척주(spinal column)는 척수를 담고 있는 뼈 구조물로 많은 척추골들로 구성되어 있다. 각각의 척추골 수준에서 감각정보들은 들어오고 운동정보들은 나간다. 만약 척수를 단층면으로 보면 신경세포들이 뚜렷하게 두 부분으로 응집되어 있는 것을 볼 수 있다. 하나는 복측에 위치하고 또 다른 하나는 배측에 위치한다. 척수의 배측상의 세포들은 감각정보들을 받아들인다. 이와 반대로 복측의 세포들은 운동명령들을 근육에 전달하는 역할을 하는데, 뇌나 척수의 다른 영역들로부터 들어오는 입력들을 받아들이기도 한다.

 

 

 

(2) 뇌간 : 중뇌, 뇌교(=교뇌), 연수

pg18 그림

호흡, 심혈관활동, 수면, 의식 등 기본적인 생명 유지와 관련되는 기능을 수행한다.

 

- 연수

연수(medulla)는 척수의 바로 위에 위치하는 뇌 부분이다. 연수는 몇 가지 중요한 기능을 가진다.

1) 연수는 12쌍의 뇌신경 중에서 일부 뇌신경들의 세포체가 있는 영역이다. 반면에 척수는 신체의 감각, 운동신경이 출입하는 지점으로 일부 뇌신경이 머리 부분의 감각정보를 받거나 운동조절을 하는 일에 관여한다. 다른 뇌신경들은 내부기관들의 신경조절에 관여한다.

2) 연수에서 대부분의 운동섬유들이 신체의 한 쪽에서 반대쪽으로 건너간다. 이러한 결과로 뇌의 왼쪽은 신체의 오른쪽을 조절하고 뇌의 오른쪽은 신체의 왼쪽을 조절한다.

3) 연수는 호흡이나 심장박동과 같은 생명유지에 필요한 기능과 반사들을 조절한다.

4) 연수는 망상활성 체계(reticular activating system)로 알려진 신경세포 집단이 있는 곳이다. 이 신경세포들은 뇌신경들로부터 입력을 받고, 뇌의 여러 영역들로 신호를 전달한다. 망상활성계는 무엇보다 각성과 주의에 있어서 중요하고 또한 수면의 주기를 조절한다.

 

-뇌교

뇌교(pons)는 연수의 위쪽과 소뇌의 앞쪽에 위치한다. 뇌교의 해부학적인 위치로 인하여, 뇌교는 뇌의 다른 영역들에서 들어오는 정보를 소뇌로 연결해주는 다리로서 기능한다. 이곳은 여러 뇌신경들의 시냅스 지점(뉴런 간의 연결지점)이며, 안구운동이나 전정기능의 조절(자세균형)에 관한 중요한 부분으로 작용한다. 마지막으로 뇌교에는 상올리브(superior olive)가 있는데, 귀에서 들어온 청각정보를 뇌로 전달한다.

 

-중뇌

중뇌(midbrain)는 뇌교의 위쪽에 위치한다. 중뇌는 뇌교, 연수와 비슷하게 몇몇 뇌신경들의 핵이 있는 뇌의 영역이다. 중뇌는 또한 하(소)구(inferior colliculus), 상소구(superior colliculus)라는 두 가지 중요한 구조를 배측에 가지고 있다. 이들은 각각 청각과 시각자극을 파악하는데 중요한 역할을 한다.

상올리브처럼 하구도 청각정보를 귀에서 피질로 전달한다. 상구는 시각에 있어서 하구가 하는 역할을 한다.

 

-소뇌

소뇌(cerebllum)는 연수의 후위에 위치하는데, 근육긴장의 조절과 운동 활동을 이끌어 내는 뇌의 중요한 부위이다. 소뇌의 손상은 마비를 유발하지는 않지만, 대신에 운동의 정확성을 방해하거나 균형과 평형을 혼란시킨다.

 

 

(3) 간뇌 : 시상하부, 시상

-시상하부

시상하부(hypothalamus)는 체온과 생체리듬, 배고픔, 갈증 그리고 번식과 기쁨을 느끼는 부위이다. 시상 아래쪽에 있어서 이런 이름이 붙었다. 일반적인 역할은 신체욕구를 만족시켜서 행동을 조절하고 균형을 유지할 수 있도록 하는 것이다. 항상성 유지에 큰 기여를 한다. 시상하부는 혈류를 통해 신체로 전달되는 화학적 전달자들을 제어하는 체계인 호르몬계(hormonal system)와 밀접한 연관이 있다. 시상하부는 직접 호르몬을 분비하거나 호르몬을 분비하는 뇌 영역의 활동을 조절하는 요소들을 생산한다.

 

-시상

시상(thalamus)은 시상하부와 함께 간뇌의 한 부분으로 뇌간에서 전달된 감각신호의 중계국에 해당하는 부위이다. 시상은 피질로 들어오는 대부분의 감각정보와, 피질로부터 나가는 대부분의 운동정보들을 연결하는 중추이다. 모든 신호는 이곳을 거쳐 대뇌피질의 각 부위로 전달된다. thalamus는 ‘안쪽 방’이라는 뜻이다.

 

(4) 대뇌 피질

-피질하계

중뇌와 간뇌 사이에는 중요한 두 개의 신경계가 존재한다. 운동조절에 중요한 기저핵과 정서에 중요한 번연계가 그것이다. 이 신경계의 대부분 혹은 모든 구조들은 대뇌피질 아래 위치하기 때문에 이것들을 피질하계(subcortical system)라고 한다.

기저핵(basal ganglia)은 미상핵(caudate nucleus)과 피각(putamen) 그리고 담창구(globus pallidus)로 구성된다. 이 구조물들은 모두 시상 근처에 위치한다.

3장의 신경전달/신경전달물질 파트에서 언급이 많이 될 뇌의 한 부분이다. 기저핵에 도파민 함유 신경섬유와 GABA함유 신경섬유, 아세틸콜린 작동성 개재뉴런이 존재한다.

기저핵에 보상회로가 있어서 도파민을 분비하는데 관여한다. 이 보상회로가 망가지면 중독증상이 나타난다.

기저핵에 문제가 생기면 파키슨병(신경퇴행성질환으로 서서히 몸이 둔해지고 조절이안됨)과 헌팅턴병(파키슨병과 반대로 의지와 상관없이 몸이 움직임. 마치 춤을추는것처럼 보여 헌팅턴무도병으로도 불림)이 유발할 수 있다.

(기저핵)

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8C%80%EB%87%8C%EA%B8%B0%EC%A0%80%ED%95%B5

(중독과 기저핵)

http://www.imaeil.com/sub_news/sub_news_view.php?news_id=3563&yy=2017

(치매와 기저핵)

http://pub.chosun.com/client/news/viw.asp?cate=C03&mcate=M1006&nNewsNumb=20170122690&nidx=22691

 

번연계(limbic system)는 처음에는 다양한 신경계의 정서적인 정보들을 통합하는 회로라고 생각된 피질하 구조물들의 집합이다. 이 구조물들은 주로 감각세계나 개인의 내적 상태에 관한 정보들을 피질로부터의 정보들과 연결시켜줌으로써 정서정보들의 처리를 가능하게 한다고 생각되어진다.

번연계에는 편도체(amygdala), 시상하부(hypothalamus), 대상피질(cingulate cortex), 전측시상(anterior thalamus), 유두체(mammillary body), 그리고 해마(hippocampus)가 포함된다.

 

-대뇌 피질

대뇌피질은 대상인식, 공간처리, 주의 같은 우리가 앞으로 논의할 부분과 관련하여 주요한 역할을 하는 곳이다. 피질은 두 부분으로 나룰 수 있는데, 대뇌 반구(cerebral hemisphere)라고 불린다.(좌뇌, 우뇌) 이 두 개의 대뇌 반구들은 역할 뿐만아니라 해부학적 구조상에도 차이가 있다. 각 뇌의 회선(convolution), 융기(bump)는 회(gyrus)라고 불리고, 이는 거대한 뉴런덮개로서 뇌의 다른 구조들을 덮고 있다. 융기 사이의 각 골짜기들은 구(고랑, sulcus)이라고 불린다. 만약 골짜기가 매우 깊다면 열(fissure)이라고 불린다. 모든 뇌에는 동일한 기본적인 회(이랑)의 패턴(gyral pattern)이 있는데, 모든 얼굴이 동일한 기본 형식으로 되어있는 것과 같다.

세 가지 주요 열은 뇌에 있어 중요한 이정표 역할을 한다. 먼저 종종 롤란도 열(Rolandic fissure)이라고 불리기도 하는 중심열(central fissure)은 각 대뇌 반구를 전후 차원으로 분리해준다. 일반적으로 중심열 앞의 부분은 운동처리와 관련되고, 뒷부분은 감각처리와 관련된다. 두 번째 주요 열은 외측열(Sylvian (latteal) fissure)인데 이 열은 각각의 대뇌반구를 복측과 배측 차원으로 분리해 준다. 외측열 아래쪽의 뇌 영역인 측두엽은 기억, 정서, 청각처리에서 중요한 역할을 한다. 세 번째 주요 열은 세로열(longitudinal fissure)이다. 이 열은 오른쪽과 왼쪽의 대뇌 반구를 구분해 준다. 이 구분이 중요한 것은 각각의 대뇌 반구가 인지와 정서기능으로 간주되는 독특한 전문성을 지니고 있기 때문이다.

이 세 열은 각각의 대뇌 반구를 네 개의 주요 영역(엽)으로 구분해준다. 중심열 앞의 영역은 전두엽(frontal lobe)이며, 외측열 아래 영역은 측두엽(temporal lobe)이다. 중심열 바로 뒷 부분, 외측열의 윗 부분에 해당하는 영역은 두정엽(parietal lobe)이며, 나머지 두정, 후두고랑의 뒷부분은 후두엽(occipital lobe)이다.

 

 

[4] 대뇌피질 구분 요약 : 진화학적 접근

* 삼위일체 뇌(Triune brain) : 파충류 뇌, 포유류 뇌, 신피질

폴 맥린 박사의 연구에 따르면 뇌는 파충류 뇌, 포유류 뇌, 인간의 뇌로 나뉠 수 있다.

 

(1) 파충류 뇌(reptilian brain)

맥린의 두뇌지도 중 가장 안쪽에는 뇌간(brain stem : 뇌 줄기)과 소뇌(cerebellum) 그리고 기저핵(basal ganglia)이 자리한다. 이 부분은 파충류의 뇌와 구조가 거의 같아서 하나로 묶어 ‘파충류뇌’라고 한다.

파충류 뇌는 진화역사가 약 5억년으로 추정될 만큼 가장 오래된 부위로서, 생명활동의 기본적 기능인 균형감각과 호흡, 소화, 심장박동, 그리고 혈압을 관장한다. 생존과 번식에 필수적인 싸움, 사냥, 짝짓기, 영역보존본능도 파충류 뇌의 소관이다.

 

(2) 포유류 뇌(mammalian brain); 대뇌 번연계(limbic system)

파충류 뇌에서 출발한 뇌는 복잡한 진화과정을 거치면서 바깥쪽으로 점점 자라났고, 부피가 커지면서 완전히 새로운 구조가 탄생했다. 이것을 포유류뇌 또는 대뇌변연계라 하며, 두뇌의 중심부 근처에서 파충류 뇌를 감싸고 있다.

대뇌 번연계는 원숭이처럼 집단생활을 하는 포유류에서 특히 발달하였다. 집단생활은 복잡한 사회체계라서 잠재적인 적, 우리 편, 그리고 경쟁자를 구별하는 능력이 필수적인데, 이 기능을 담당하는 곳이 바로 대뇌번연계이다.

 

- 해마(hippocampus) : 기억의 세계로 들어가는 입구이다. 이곳에서 단기기억이 장기기억으로 전환된다. 생긴 모양이 해마와 비슷하기 때문에 이와 같은 이름이 붙었다. 이 부위에 손상을 입으면 장기기억력을 잃고 ‘현재’라는 감옥에 갇히게 된다.

 

- 편도체(amygdala) : 감정(특히 두려움)을 느끼는 부위이다. 이곳에서 감정이 최초로 기록되고 생성된다. amygdala는 ‘아몬드’라는 뜻이다.

 

- 시상(thalamus) : 뇌간에서 전달된 감각신호의 중계국에 해당하는 부위이다. 모든 신호는 이곳을 거쳐 대뇌피질의 각 부위로 전달된다. thalamus는 ‘안쪽 방’이라는 뜻이다.

 

- 시상하부(hypothalamus) : 체온과 생체리듬, 배고픔, 갈증 그리고 번식과 기쁨을 느끼는 부위이다. 시상 아래쪽에 있어서 이런 이름이 붙었다.

 

(3) 신피질(neocortex)

인간의 두뇌는 지난 수백 만년 동안 바깥쪽으로, 그리고 앞쪽으로 계속 커지면서 기능도 다양해졌다. 이는 갓난아이의 두뇌가 자라나는 과정과 매우 비슷하다.

포유류 뇌를 감싸는 것은 비교적 최근에 발달한 대뇌피질(cerebral cortex)로서, 두뇌의 가장 바깥부분에 해당한다. 이 중에서 가장 최근에 형성된 부위를 신피질(새로 생긴 껍질이라는 뜻이다)이라 하며, 고도의 인식기능을 담당한다.

인간의 두뇌는 전체 질량의 80%가 신피질인데, 두께는 냅킨정도밖에 되지 않는다. 쥐의 신피질은 매끄러운 반면, 사람의 신피질은 복잡하게 꼬여 있어서 표면적이 훨씬 넓다.

 

* 뇌의 제일 바깥층에 해당하는 신피질(neocortex)은 크게 네 개의 엽으로 나눌 수 있다.

전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽으로 구성되어있다.

뇌를 구성하는 모든 엽은 감각기관에서 전달한 신호를 처리하는데 전문화되었지만 전두엽만은 예외이다.

 

- 전두엽(frontal lobe)

전두엽의 대부분을 차지하는 전전두피질(prefrontal cortex)은 가장 이성적이고 논리적인 생각이 진행되는 곳이다. 전전두피질은 감각정보를 평가하고 향후 행동을 결정한다. 이 부위에 손상을 입으면 앞일을 계획하거나 미래를 상상하기가 매우 어려워진다. (환자 게이지가 손상된 부위가 이 부위이다)

 

- 두정엽(parietal lobe)

두정엽은 뇌의 위쪽에 자리잡고 있다. 그 중 오른쪽 절반은 감각집중과 몸에 대한 느낌을 제어하고, 왼쪽은 특별한 기술과 언어 일부를 제어한다. 그래서 두정엽에 손상을 입은 환자는 많은 문제에 직면하는데, 예를 들어 “손가락으로 무릎을 가리켜보라”는 단순한 명령조차 이행하지 못한다.

 

- 후두엽(occipital lobe)

뇌의 뒷부분에 있는 후두엽은 눈을 통해 들어온 시각정보를 처리하는 곳으로, 이 부위에 손상을 입으면 시력이 약해지거나 아예 시력을 잃을 수도 있다.

 

- 측두엽(temporal lobe)

언어와 얼굴인식, 특정한 감정을 처리한다. 이 부위에 손상을 입으면 말을 못하거나 친숙한 얼굴을 알아보지 못한다.

 

 

 

 

[5] 대뇌피질에 대한 상세한 고찰

 

(동일한 내용 요약정리되어있는 블로그)

http://m.blog.naver.com/healing2010/220521494058

 

 

신경해부학자들은 층의 구조와 층 내부의 세포의 특성이 유사한 피질 영역들을 확인해 왔다. 이러한 발견으로부터 별개의 다른 영역들을 구분했는데 이것이 브로드만 지도이다. 브로드만 지도의 뇌 영역간 구분은 기능과는 무관하게 전적으로 해부학적 기초에 의해 만들어 진 것이다. 과학자들은 브로드만 지도에 표시된 영역의 숫자로 활성화된 뇌 영역을 나타낸다. 예를 들어 언어 출력에 중요한 좌반구 영역인 ‘브로카 영역’은 브로드만의 용어로 44영역으로 표시된다.

즉, 각각의 대뇌피질을 지리적으로 나누어서 어떤 기능을 하는지 나타낸 것이 브로드만 지도이다.

(브로드만 영역)

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B8%8C%EB%A1%9C%EB%93%9C%EB%A7%8C_%EC%98%81%EC%97%AD

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=khrireg&logNo=220184270574

 

 

- 일차 감각 및 운동피질

=> 시각피질은 후두엽, 후각피질은 전두엽 내측, 청각피질은 측두엽, 미각피질은 전두엽과 측두엽 사이 등에 위치한다.

특정 감각 양식(시각정보 등)에 대한 정보를 받는 대뇌피질의 첫 번째 영역은 일차 감각피질(primary sensory cortex)로 알려져 있다. 일차 운동피질(primary motor cortex)은 신체 근육의 미세한 운동 통제를 조절하는 뉴런의 최종 도착지점이다.

 

- 운동피질

일차운동피질은 운동신경대라고 하는 길고 좁은 띠 내부에 있다. 이것은 중심열 바로 앞에 위치하고 있다. 그것은 세로열의 깊은 부위에서 시작하여 뇌의 최상부까지 뻗어 있으며, 실비안열 까지 아래로 이어진다. 운동신경대의 각 부분에 의해 조절되는 신체영역이 묘사된 그림은 신체뇌도라 하고, 호문큘러스(homunculus)라고 불리기도 한다.

호뮨쿨러스는 두 가지 특징이 있다. 첫째, 뇌 위의 신체도표는 좌우, 상하가 뒤집어져 있다. 좌측 운동 신경대가 신체의 오른편을 통제하고, 발과 발가락을 통제하는 부위가 운동 신경대의 최상부에 위치한다. 둘째, 신체의 특정 부위를 통제하는 뇌 조직 영역의 크기가 신체 부위의 크기와 비례하지 않기에 지도가 왜곡되어 있다.

 

- 체감각피질

일차 체감각피질은 촉각 자극, 고유감각, 내장기관과 근육으로부터 압력과 통각정보를 받는 피질 영역이다. 일차 체감각피질은 중심열의 바로 뒤쪽에 위치하고 있다. 신체운동뇌도(motor hormunculus)와 마찬가지로 일차 체감각피질의 신체뇌도도 좌우, 상하로 뒤집어져 있다. 체감각피질 지도상의 신체 영역 왜곡은 촉각 수용기의 밀도에 비례한다. 일반적으로 촉각 수용기가 고도로 밀집되어 있는 지역은 그들로부터 정보를 받는 더 넓은 체감각신경대를 갖는다.

감각 신경대와 운동신경대를 비교하면 비슷해보이지만 동일하지는 않음을 알 수 있다. 미세한 운동을 통제하는 부위는 미세한 촉각이 필요한 부위와 같기에 유사성이 발견된다. 대상을 민첩하게 다루려면 운동에 촉각적인 피드백을 줄 수 있을 만큼의 미세한 촉감이 요구되기 때문이다.

체감각피질은 사지절단 후에 일반적으로 나타나는 환상지 통증(phantom limb pain)의 증상을 이해할 수 있게 해준다. 예를들어, 손에서부터 들어온 촉각 정보를 받는 일차 체감각피질은 얼굴에서 들어온 정보를 받는 지역과 근접해 있기 때문에, 손을 잃은 사람이 얼굴에 자극을 받으면 가상적인 손의 감각을 회복했다고 착각하는 경우가 있다.

 

- 연합 영역

다중 감각정보가 처리되는 뇌 영역은 연합영역으로 알려져 있다. 이 영역은 언어, 동정심, 예측력 등 인간만이 가지고 있다고 여겨지는 능력들을 관장한다. 후두엽은 주로 시각정보 처리에 관여하기 때문에, 다른 세 피질 영역처럼 연합적인 기능에는 관여하지 않는다.

 

1) 전두엽

37pg

전전두피질

- 배외측 영역 : 기억, 주의

- 안와측 영역 : 정서

- 내측 영역 : 판단, 선택

 

전두엽은 세 개의 영역으로 구분된다. 일차 운동 영역(primary motor region), 전운동 영역(premotor region), 그리고 전전두 영역(prefrontal region)이 그것이다. 전전두 영역은 다시 배외측, 안와, 내측 영역으로 나눠진다. 배외측 영역은 기억과 주의 과정에, 안와 영역은 정서 과정에, 내측 영역은 판단, 선택, 그리고 오류 탐지에 관여한다.

전두 영역은 가장 독특한 인간 능력의 근원으로 생각된다. 전전두 영역에 대한 좋은 예는 이 영역이 계획이나 행동 평가와 관련되어 있다는 것이다. 연구자들은 전두 영역이 행동을 일관성 있게 조직화하는 데 중요할 뿐만 아니라 현재 행동에 대해 미래의 결과를 예측할 수 있게 해주는데 중요할 것이라고 주장한다.

전두엽이 손상되면 행동을 조직하고 배열하는 능력, 행동이 개시와 중단을 조절하는 능력, 적절한 정서 반응을 생성하는 능력, 기억의 회상에 전략과 표식을 사용하는 능력 등에 지장이 생긴다. 전두엽에 손상이 있는 사람들은 목표지향적인 행동을 조직화하는데 어려움을 느낀다. 이들은 한 과정의 구성요소나 단계들을 알고 있다 하더라도 목표 달성을 위해 일관적인 방식으로 그것들을 조직할 수 없다.

전두엽에 손상을 입은 사람들에게 관찰되는 또 다른 문제는 소위 ‘심리적 관성(psychological inertia)’이 증가한다는 것이다. 이들에게는 어떤 행동을 시작한다는 것이 그 사람에게 엄청난 노력을 요하는 듯 보인다. 반대로 일단 행동이 시작되면 행동을 멈추는 것이 불가능하다고 느낄 수도 있다. 이러한 환자는 그 행동을 집요하게 고집하는 것 같다. 그들은 행동을 반복적으로 수행한다. 강박증은 어떤 위험을 피하기 위해 정형화된 행동을 특징으로 하는데, 강박증이 전두엽의 손상, 특히 안와 내측부위와 그것을 연결하는 피질하영역의 기능 이상에 의한것이라는 증거가 있다.

전두엽에 손상을 입은 사람들은 행동의 시작과 중지에 어려움이 있을 뿐만 아니라 행동을 조절하는데 일반적으로 어려움을 겪는다. 예를 들어, 전두엽 손상을 가진 환자들은 자주 사회적으로 억제능력이 없고 사회적으로 부적절한 행동을 보인다. 그들은 부적절한 성적 접근을 보이고, 썰렁한 농담을 하며, 그들 자신을 드러내는 사회적 맥락에 민감하지 못한 행동을 할 수도 있다.

최근 연구에서는 전두엽의 기능 변화가 성격과 같은 일관성 있는 특성에 영향을 미칠 뿐 아니라, 시간에 따라 변할 수 있는 행복과 슬픔, 평온과 좌절, 평화로움과 짜증과 같은 내적 정서상태에도 영향을 미친다는 것을 보여준다. 오른쪽 전두엽에 비하여 왼쪽 전두엽의 상대적으로 높은 활성화는 긍정적 기분과 관계가 깊다. 반대로, 왼쪽 전두엽에 비해 오른쪽 전두엽이 높게 활성화되면 부정적 기분과 연관된다.

뇌졸중으로 인해 왼쪽 전두엽에 손상을 입은 환자의 약 60%가 중증 혹은 경미한 우울증과 같은 정신과적 범주에 포함되는 것으로 나타났다. 우울을 나타낼 개연성이 오른쪽보다는 왼쪽 전두엽 손상 후에 훨씬 높아졌다고 한다.

전두엽은 상위기억(metamemory)과 관련이 있는데, 상위기억이란 기억의 전략적 사용, 전개, 인출과 관련있는 능력이다. 이런 기능들은 확실히 기억과 관계있지만, 실제적으로 어떤 항목, 개인 혹은 사실을 기억하는 것과 관련이 있는 것은 아니다. 특별히 전두엽 중에서도 배외측 전전두엽 영역은 어떠한 반응을 하는데 사용되는 기억정보를 유지하는데 중요하다. 전두엽의 배외측 영역에 손상이 오면 작업기억의 결함이 나타난다. (작업기억 = 단기기억)

전두엽은 언어, 공간적 처리 혹은 물체 인식과 같은 인지 활동의 특정한 하위 영역을 담당하기 보다는 광범위한 영역에 걸쳐 사용되는 관리 감독 기능을 제공하고 신축성있는 새로운 행동을 가능하게 한다.

 

2) 두정엽

두정엽은 정보의 통합에 관여하는 영역이다.

(1) 다양한 감각 양식들로부터의 정보를 통합하고

(2) 감각계 정보와 기억에 저장된 정보를 통합하며,

(3) 개인의 내적 상태에 대한 정보와 외부 감각세계로부터의 정보를 통합한다.

즉, 두정엽은 다른 정보의 형식들을 연합시키는데 결정적이다.

 

두정엽은 실독증, 실서증, 실행증을 포함한 많은 증상들에서 나타난다.

실독증(alexia)과 실서증(agraphia)은 뇌손상의 결과로 읽고 쓰는 능력을 상실하는 것이다. 읽고 쓰기 위해선 문자들의 패턴을 찾고 그것을 의미와 연합시켜야한다. 서로 다른 유형의 정보들의 통합이 필요한 것으로, 두정엽이 중요한 몫을 차지한다.

두정엽 손상 후 발견되는 또 하나의 결함은 숙련된 운동 수행이 불가능하게 되는 실행증(apraxia)이다. 실행증을 가진 사람들은 어떤 행동을 표현하는데 필요한 운동절차를 프로그램하는 능력이 부족하지만, 운동 그 자체를 수행하는 능력은 가지고 있다.

두정엽 손상에 의해 영향받는 또 다른 능력은 공간적 처리에 있어서의 혼란이다. 두정엽 손상은 공간적 지점들을 구역화하는 능력, 선들의 각을 아는 능력, 그리고 대상들 간의 공간적 관계를 이해하는 능력을 훼손시킨다. 두정엽 영역은 다른 감각 양식들에 걸쳐있는 공간적 지도들을 연결시키고 공간정보와 운동을 통합시킨다.

공간지도를 유지하는데 있어서 두정엽의 중요성은 편측무시(hemineglect) 혹은 편측 부주의(hemi-inattention)라 불리는 증상에서 현저하게 나타난다. 이 증상을 가진 사람들은 공간의 한쪽 측면, 주로 왼쪽 측면의 정보를 무시하고 세계의 한쪽 측면이 존재하지 않는 것처럼 행동한다.

 

3) 측두엽

뇌의 측두엽은 네 개의 주된 기능들과 연관되어 있다. 기억, 시각 항목의 재인, 청각 처리, 그리고 정서가 그것이다. 측두엽은 유명한 고전적 사례인 H.M.(성인 초기에 난치성 간질 치료를 위해 측두엽의 전측 부분 양쪽을 제거하는 수술을 받은 환자)에서 명확히 밝혀진 바대로, 기억기능과 관련되어 있다.

이 사례는 측두엽 내의 특정 영역들, 특히 해마(hippocampus)가 새로운 장기기억의 형성에 결정적이라는 것을 증명하는데 중요한 역할을 했다. Milner와 동료들에 의한 추가 연구는 왼쪽 측두엽만을 제거했을 때는 기억 손상이 언어적 정보와 관련하여 더 커지는 경향이 있고, 오른쪽 측두엽만을 제거한 후에는 공간정보에서 더 커지는 경향이 있다는 것을 보여주었다.

측두엽은 새로운 장기기억 형성에 중요하다는 것에 더하여, 시각항목 인식에 기여하는 시각 처리에 중요한 역할을 한다. 하측두엽의 세포들은 손, 얼굴과 같은 특정한 형태들에 반응한다. 사람의 경우 측두엽 손상은 차, 의자와 같은 일반적인 물체들을 인식하는데 결함을 초래하거나 특정 개인의 얼굴을 알아보는데 결함을 초래한다. 그러므로 측두엽은 시각항목들의 의미를 파악하는데 중요한 것처럼 보인다.

연구자들은 일차 후두 영역으로부터 나가는 시각정보가 두갈래로 나뉘는데, 하나는 배측으로 두정엽을 향해 진행하고, 다른 하나는 복측으로 측두엽을 향해 진행한다고 제안한다. 두정엽의 시각 처리 시스템은 그 항목의 의미가 아니라 공간상의 사물위치를 담당하는 ‘어디’체계이다. 반대로 측두엽 시각 처리 시스템은 ‘무엇’체계로, 위치와는 관계없이 그 항목이 무엇인지를 결정하는 것과 관련되다.

청각처리 영역은 측두엽에 위치하기 때문에 이 영역의 손상은 청각정보 처리에 영향을 끼칠 수 있다. 기본적인 감각 처리에서의 결함 없이 소리 혹은 물체 인식에 있어서의 양식 특정적 손상을 보일 때 이를 실인증이라고 한다. 양식 특정적이라 함은 어떤 사람이 특정 감각 양식 하에서는 어떤 사물을 인식할 수 없지만 다른 양식들 하에서는 인식할 수 있는 것을 의미한다. 시각 실인증을 가진 사람은 단지 장미를 쳐다봐서는 이를 인식할 수 없지만, 가시에 찔리거나 꽃냄새를 맡으면 그것이 무엇인지 인식한다. 청각 실인증을 가진 사람은 어떤 소리가 발생했는지를 알지만 그 의미는 모른다. 예를 들어 어떤 사람은 어떤 소리가 방금 났다는 것을 알아도 그것이 차 경적소리라는 것은 인식할 수 없다. 유사하게 촉각 실인증을 가진 사람은 대상을 만져봄으로써 그 사물들을 인식할 수 없다.