Psychology P: #4. 전뇌프로젝트에서 이어집니다- 기타 뇌 부분 알아보기 (2)

이걸 읽으시기 전에 먼저! 요기 링크된 첫번째 편을 읽고 돌아와 주세요~


이미 페이지는 정량을 넘어갔습니다만 저번에 개관 짤랐다가 피 많이 봤으니 이대로 써나가서, 한번에 두 편을 올립니다. 대신 오늘은 픽춰들이 많으니 용납해 주세요.


3.    새콤한 씨앗 근처에서 일어나는 일들

지금까지는 대뇌피질, 인간을 인간답게 움직일 수 있도록 해 주는 과육에 대해 알아보았습니다. 그러나 눈에 띄는 쭈글쭈글한 부분만이 뇌의 전부는 아니랍니다. 더 들어가 봅시다. 그 안쪽에 자리잡은 부분은 보다 원시적인 동시에, 보다 중요하고 핵심적인 기능을 담당합니다. 잡다한 기관이 많지만, 역시 꼭 설명해야 할 가장 중요한 부분은 변연계와 기저핵 정도가 되겠군요. 이것들도 간단히 설명해 볼까요?

<아래에서 설명할 변연계 그림입니다.
저기 하얀 부분이 전편에서 설명했던 뇌량입니다.
파란색이 편도체, 꼬투리 같은 녹색이 해마랍니다.
가운데의 Massa Intermedia는, 죽 읽으시다 보면 설명이 나오겠지만
두 시상을 연결하는 연결 부위입니다.>

여러 핵들이 한데 모여 구성하는 회로인 변연계(Limbic System)는, 흔히 일컬어 ‘정서의 중추’ 라고 합니다. 인간이 느끼는 강렬한 감정들- 특히 공포나 분노 등 원시적일 시절에 몸을 지키는 데 유용하게 사용되었던 정서들의 옛 흔적이 남아 있는 곳입니다. 대상피질, 뇌궁, 중격, 따위의 잡다한 핵들이 있지만, 가장 대표적인 두 곳만 설명한다면 편도체(Amygdala)와 해마(Hippocampus)입니다. 편도체는 꼭 아몬드 모양(아몬드의 다른 표기가 편도입니다) 으로 생겼다고 해서 그런 이름이 붙었죠. 여기서는 특히 공포, 공포에 의해 구성된 본능적 기억을 다룹니다. 수업을 들을 당시 실습으로 쥐의 편도체를 전극으로 지졌는데, 그렇게 하면 ‘고양이 목에 방울을 달 수 있는 쥐’도 가능할지 모르겠습니다.

 편도체를 머리 삼아, 과다발육한 콩 꼬투리마냥 길쭉한 꼬리를 뻗고 있는 게 해마입니다. 이 해마에선 장기기억을 담당하죠. 드라마에서 자주 써먹는 기억상실증은 이 부분을 살짝 손봐주면 손쉽게 일으킬 수 있답니다. 다만 뒷일 장담은 못하니 함부로 하진 마세요. 이 변연계 부분과 해마가 바로 구피질에 해당한답니다.

기저핵(Basal Ganglia)은, 말 그대로 바닥 쪽에 뭉친 핵들의 모임입니다. 올록볼록하고 길쭉길쭉한 덩어리들이 한데 얽혀 있는 모습을 연상하시면 됩니다. 여기서 가장 대표적이고 중요한 녀석들은 미상(Caudate), 피각(Putamen), 담창구(Globus Pallidus) 입니다. 파란색 미상은 꼬리처럼 길고, 피각은 얇은 껍질, 담창구는 그 껍질 안에 숨은 흐릿하고 창백한 공 모양입니다. 이름이야 복잡하지만 그냥 그런 녀석들이 있다- 정도로 생각하시면 편합니다. 여기서는 소뇌와 더불어 보다 세밀하고 복잡한 운동기능을 콘트롤합니다. 몸을 뒤로 틀어 기울여 떨어진 지우개를 셋째와 둘째 손가락으로 집는 행동은, 단순히 운동신경 영역에 전극을 박아 조정한다고 가능한 일이 아닙니다. 생각보다 뇌의 다양한 부분이 인간의 동작을 보다 매끄럽고 자연스럽게 만드는 데 기여하고 있답니다.


4.    ‘간뇌’의 정체

아까 맨 위에서 언급했던 ‘영성의 간뇌’에 대한 정체를 파헤쳐 볼까요? 변연계와 기저핵을 지나 조금 더 안쪽으로 들어갑니다. 간뇌(Dienchepalon)는, 크게 시상(Thalamus)과 시상하부(Hypothalamus)로 나뉩니다.

<오 이건 좀 무섭군요. 보시면 뇌의 가장 가운데에 들어 있는 걸 알 수 있죠?
각 반구당 한 개씩입니다.
저 뒤쪽 멀리 소뇌가 보이는군요.>

이 부분은 3D로 따져 뇌의 가장 깊숙한 안쪽, 가운데에 자리잡고 있습니다. 게다가 윗윗 그림에서 보셨듯이, 자기들끼리의 뇌량 비슷한 것도 갖고 있죠. 시상간교(Massa Intermedia)라고 합니다. 소통이 잘 되는 쌍둥이 같은 느낌일까요.

시상이 맡고 있는 가장 중요한 역할은 ‘피질로 가는 첫 관문 담당자’ 입니다. 우체국에서 보내온 편지를 수령하듯, 시각, 청각, 체감각의 모든 정보를 모은 가장 큰 줄기가 제일 먼저 시상을 찍고 지나갑니다. 가령 시각 같은 경우, 눈에서 뻗어 나온 두꺼운 신경 다발이 시상 덩어리의 바깥쪽에 붙어 있는 조그만 핵에 제일 먼저 도달하게 되죠. 이 과정은 나중에 더 자세히 설명하기로 하겠습니다. (단 후각신경은 불룩 나온 대뇌피질 아래쪽과 바로 연결되므로 굳이 시상을 찍고 지나갈 필요가 없습니다. 코로 뇌를 끄집어낼 수 있다고들 하잖아요.) 시상의 두 번째 기능은 ‘마당발’인데, 기저핵, 소뇌, 신피질, 외측 측두엽 등 자기가 닿을 수 있는 뇌 영역에서 보내오는 감각 정보를 받고, 또 다시 보내며, 각 부분과 이어지는 회로의 다양한 기능을 총괄합니다.

<시상하부의 클로즈업입니다. 영어에 신경쓰시면 지는 겁니다.
너무 집중해서 읽지 마시고, 커다랗고 알록달록한 핵들과
그 아래 늘어져 있는 뇌하수체만 보시고 넘기세요.>

시상하부는 시상 앞쪽 밑에 동그란 조롱박처럼 매달려 있는 부분입니다. 올망졸망한 핵들이 덩어리져 있는데, 조그맣다고 우습게 보시면 안됩니다. 첫째로 가장 중요한 뇌하수체(Pituitary Gland)가 시상하부에 늘어져 있습니다. 인간의 몸을 유지하기 위한 모든 호르몬들이 생산되는 총 사령탑이라고 보시면 됩니다. 사춘기의 신체 변화나 아이 낳은 엄마의 젖 분비, 기타 매일매일의 이뇨 조절 등 호르몬이 우리 몸에서 하는 일은 정말이지 다양합니다. 뿐만 아니라 혈당을 적절히 조절해 비만을 막는 일, 생체리듬을 조절하는 일, 성행동 조절과 같은 것도 이 부분의 조그만 핵들이 맡아서 하는 기능이랍니다. 요약하면, 시상하부는 성장과 항상성을 유지하는 데 필수적인 기관입니다. 작은데도 우리 모르는 사이 장한 일을 해내고 있네요.

하는 일들을 알아보니 텔레파시나 투시, 데자뷰, 기타 영적인 능력과는 특별히 관련이 없지요? 저기 위에 그려진 뇌 그림은 간뇌가 삐죽 튀어나와 거의 측두엽처럼 되어 버렸군요…  모르고 대충 만들어냈다는 데 한표 던지겠습니다. 설명을 보니 어쩐지 신나서 이것저것 갖다붙인 것 같네요. 일단 하나라도 알고 나면 저렇게 엉뚱한 상상력을 발휘하기도 힘들걸요.


5.    씨앗과 이어지는 꼭지, 그리고 기타 부분

납작한 사과를 머릿속에 떠올리신 후, 뒤집어 주세요. 뒤집힌 사과를 정확히 반으로 조각낸 다음 계속 읽어 주세요. 지금까지 네 부분에 걸쳐, 껍질에 해당하는 수막들, 과육에 해당하는 대뇌피질, 씨앗 근처 새콤한 부분의 살인 변연계와 기저핵, 씨앗처럼 안에 폭 파묻힌 간뇌에 대해 알아보았습니다. 이제 아래쪽으로 위치를 바꿔서, 씨앗과 연결된 꼭지를 타고 내려가 볼까요.

아, 꼭지를 타고 내려가기 전에 잠깐. 꼭지 옆에 든든하게 생긴 소뇌(Cerebellum) 가 불룩 튀어나와 있습니다. 이 부분은 대뇌반구에 이어 세 번째로 큰 덩어리이고요. 이 부분도 기저핵이나 운동신경영역처럼 인간 몸의 움직임을 담당합니다. 근육이나 관절, 힘줄로부터 받아들인 감각 정보들을 모아 다양한 움직임을 매끄럽게 다듬는 역할을 하지요. 특히 신체의 균형을 이곳에서 잡아 주기 때문에, 여기가 고장나면 똑바로 걷거나, 바늘에 실을 꿰는 섬세하고 복잡한 동작을 할 수 없게 됩니다. 직접적으로 움직이게 시키는 부분이 두정엽의 운동신경영역이라면, 움직임들의 협응을 돕는 부분이 바로 소뇌입니다.

<어디냐면, 저기 연한 적갈색 덩어리가 소뇌입니다.
가운데 보라색이 뇌교, 그 위가 중뇌, 뇌교 아래가 연수입니다.>

소뇌와 이어져 나와, 길쭉한 꼭지 부분을 손수건처럼 감싸고 있는 부분이 뇌교(Pons)입니다. 이 녀석은 위에서 아래, 아래에서 위로 이어지는 다양한 신경망을 속에 품고 있습니다. 이 신경망들 중엔 생명활동에 관련된 것이 대다수입니다. 가령 생선의 알집처럼 길쭉하게 생긴 망상체(Reticula Formation- 망 모양으로 생긴 구조란 의미. 그림엔 안 보입니다) 는 잠을 불러일으키고 주의와 각성을 촉진합니다. 개인적으로는 ‘내일 8시에 깨야지’ 라고 마음 먹으면 8시에 눈이 떠지는그러나 결국 다시 자는 현상이 바로 망상체 덕분이 아닌가 생각하고 있습니다.

뇌교를 가운뎃부분에 놓으면, 씨앗과 이어지는 바로 위쪽의 꼭지가 중뇌(Midbrain)입니다. 여기엔 상구(Superior Colliculi)와 하구(Inferior Colliculi)라고 불리우는 두 핵이 있는데 각기 시각과 청각 조절에 중요한 역할을 합니다. 참고로, 중뇌 바로 위에 두 쪽의 시상이 얹혀져 있습니다. 아까 위에서 설명했던 시상의 시각과 청각 관문도, 상구와 하구와 거의 붙어 있죠. 수평으로 자르면 거의 일직선상입니다. 여기엔 거무스름한 색으로 뭉친 핵이 하나 들어 있는데, 여기서 도파민을 생성해 뇌의 회로로 뿜어냅니다. 만일 이 부분의 도파민 기능이 잘못되면 몸이 서서히 굳어가는 파킨슨병에 걸리고 맙니다. 위에서 설명한 기저핵 기억나시죠? 운동기능과 관련된 이 기저핵 부분도, 도파민 회로의 중요한 부분을 담당한답니다.

한편 뇌교 바로 아래쪽의 꼭지- 즉 한때 사과나무와 붙어 있었던 - 부분에 연수(Medulla)가 있습니다. 정확히, 연수까지를 인간 신경계의 중추 시스템 (Central Nervous System, a.k.a CNS)이라고 부릅니다. 그 아래 이어지는 척수를 포함해, 각 부분으로 뻗어나가는 신경망이 말초신경계(Peripheral Nervous System)에 해당하는 것이지요. 이 연수에서는 근육긴장, 맥박, 혈압, 호흡, 삼키기, 기침, 재채기, 구토 등 생체 반사적인 기능이 올바로 일어날 수 있도록 조절합니다. 음식이 기도로 잘못 넘어가지 않도록, 음식물이 역류하면 입을 열어 토할 수 있도록, 행여나 자는 사이에 숨을 멈추거나 해서 죽어버리지 않도록 매일 힘쓰고 있지요.

<이런 건 역시 3D로 보여드려야 이해가 잘되는데...
일단 전방과 측방으로 참아 주세요.>

마지막으로 딱 한 기관만 덧붙이겠습니다. 꼭지를 타고 흘러 사과 속을 촉촉하게 적셔주는 수액과도 같은 기관, 뇌실입니다. 척추 속의 수액이 채워진 관이 주욱 타고 올라가, 뇌까지 이어집니다. 중뇌 언저리의 중뇌수도 위쪽으로 올라가면 빈 방 같은 제3뇌실과, 제3뇌실과 연결된 채 보다 확장된 제4뇌실이 있습니다. 제3뇌실은 간뇌 언저리에 놓여 있고, 제 4뇌실은 두 개로 나뉘어 각 반구에 하나씩 자리하고 있습니다. 뇌실 속엔 뇌척수액이 가득 담겨 찰랑찰랑. 아래쪽의 중뇌수도 주위를 감싸고 있는 회백질 덩어리는, 종종 몸에서 느끼는 통증이 뇌까지 전달되지 못하도록 중간에서 가로막는 역할을 하기도 한답니다.


6.    사과 종합 선물 세트

지금까지 알아본 뇌의 부분들. 일단은 사과니 밤이니 호두에 비유하긴 했지만, 한번 정식 명칭으로 분류해 보겠습니다.

가장 복잡한 5등분으로 나눠봅시다. 껍질은 일단 빼고요.

종뇌(Telencephalon)= 대뇌피질(변연계, 기저핵 기타등등 포함) = 과육

간뇌(Diencephalon)= 시상+시상하부 = 씨앗

중뇌(Mesencephalon)= 중뇌

후뇌(Metencephalon)= 뇌교+소뇌

수뇌(Myelencephalon)= 연수
= 기타 꼭지들의 모음

입니다.

이 5등분을 다시 3등분으로 추려 보겠습니다.

전뇌(Forebrain)= 종뇌+간뇌 (대뇌피질, 변연계, 기저핵, 기타등등+ 시상과 시상하부)
= 과육과 씨앗

중뇌(Midbrain)= 그냥 중뇌
= 꼭지 뿌리

후뇌(Hindbrain)= 후뇌+수뇌(뇌교+소뇌+연수)
= 꼭지

그리고 가장 단순한 3등분. 어쩌면 2등분일지도 모르겠네요. 양 반구와 뇌간(Brainstem)입니다. 브레인스템이라는 명칭에서 알 수 있듯, 이 부분은 꼭지와 꼭지 끝에 달린 모든 부분- 간뇌+중뇌+소뇌+뇌교+연수를 일컫습니다. 열매 + 꼭지 구조가 되겠네요.
써놓고 보니 무슨 종합선물세트 같네요. 음. 추석선물로 일부러 잘라서 팔진 마시고, 통째로 잘 굴려서 좋은 일 많이 하세요.


자. 설명은 복잡하고 장황했지만, 한번 죽 훑고 나니 어떠신지요? 이렇듯 우리 뇌의 부분은 바깥의 대뇌피질부터 끝쪽의 연수까지 어느 하나도 버릴 곳이 없습니다. 한 부분이 여러 기능을 담당하기도 하고, 심지어 한 부분으로는 모자라 여러 군데가 겹쳐서 동시에 담당하는 기능도 있는걸요. 기억의 해마와 내측측두엽이 그렇고(게다가 측두엽 아래쪽은 시각기능도 담당하죠), 운동의 운동신경영역과 기저핵, 소뇌가 그러합니다.

뇌의 90%를 놀려둘 수 있는 인간은 딱 하나, 야채인간뿐입니다. 인간의 신체는 그렇게 비효율적으로 만들어지지 않았어요. ‘내가 이 정도밖에 못하는 건 내 뇌가 10%밖에 깨어나지 못했기 때문이야’ 와 같은 안일한 생각은 당장 버리세요. 그렇게 생각하는 지금도 우리 어깨 위에 얹힌 뇌는 무시무시한 효율 원칙에 따라 단 한시도 쉬지 않고 움직이고 있습니다. 뇌 보기 부끄럽다면, 지금 당장 떨치고 일어나 행동으로 옮기세요. 그게 방 정리든 예습이든 복습이든 인생설계든 말입니다. 사실을 알았으니, 검증되지도 않은 잠재력에 기대어 스스로에게 위안을 주는 일은 이제 그만합시다.

그리하여, 결말의 짤방.

<글쓰기를 두려워하는 학생
성적의 변동이 심한 학생암기과목이 약한 학생
고입, 대입, 국가고시 등 각종 시험을 준비하는 분
이거 한번 받아봐~ 효과가 직방이야~
...>

...결국 이 녀석들도 요즘 가장 인기있다는 사교육 시장의 일환으로 이런 재미있는 테스트를 만들어 놓은 것이군요. 어딜가나 목적은 하나, 돈벌이인 것 같습니다. 하핫. 남의 돈 먹기가 쉬운 건 아닐 텐데요. 말도 안 되는 낚시를 어디서 드리우고 있나요그런데 낚이는 사람이 있어도 낭패. 다음 편으로는 다시 사회심리학, 그 중에서도 피험자를 엿먹인 아주 유명한 두 실험에 대해 소개하겠습니다. 제발 이것처럼 엄청나게 길어지지 않았으면 좋겠네요… 조금만 자세히 쓰려고 해도 금세 A4 10장이 넘어가 버리니 원. 그저 잘 간추리지 못한 제 부족한 소양 탓이지요.



References:

Cognitive Neuroscience: The Biology of the mind Second Edition, M. Gazzaniga, R. Ivery, G. Mangun, Norton

A Colorful Introduction to the Anatomy of the Human Brain, J.P.Pinel & M. Edwards, 학지사


이미지 출처:

변연계, 기저핵, 뇌실: general.rau.ac.za/.../Neuropsych/Images.htm

시상: www.web-books.com/.../Nervous/Nervous.htm

시상하부: www.psycheducation.org/emotion/pics/big%20hyp...

뇌간: www.scottsdalecc.edu/.../Section_1/1-5.html

대망의 결말: http://www.brainking.co.kr/program/lecture.php