[이명구의 재미있는 과학이야기]
소뇌는 운동을 잘 수행하기 위한 움직임을 조절하며 운동기술의 학습·기억에 관여하고 있다. 간뇌는 시상과 시상하부로 나뉘며, 시상은 취각 이외의 모든 감각정보를 받아 대뇌피질에 전달하는 중계역할을 하고 있고, 시상하부는 자율기능, 호르몬의 분비, 내장 활동의 조절 등에 관여하고 있다.
대뇌피질은 대뇌의 표면에 있으며 사람에게서 발달한 신피질과 내부에 있는 부위(고피질)인 변연계, 그 하부의 신경핵군인 기저핵으로 분류하고 있다. 변연계는 감정의 발현 즉, 공포·분노·즐거움·불쾌함 등의 표현과 행동, 호르몬의 분비에 관여하며, 이중 해마는 학습과 기억의 축적·장기기억에 관여하고 있고, 동물에서의 집단행동·모성애·성행동 등은 일차적으로 변연계에서 수행되고 있다.
동물은 즐거운 기분을 알게 되면 유사한 자극을 추구하게 되고 고통을 주는 자극은 피하게 된다. 학습에 의해 이것을 경험하게 되면 계속해 추구하고 반복하게 되는 것이다. 동물은 본능의 자극을 만족하게 되면 즐거움과 쾌락을 느끼게 된다. 이러한 행동을 추구하는 경우 동물은 사고를 하지 않고 본능에 따라 일차로 움직이는데, 이러한 기능을 고피질·변연계가 담당한다.
기저핵은 운동의 조절, 자세의 조정에 중요한 역할을 하며 이곳이 노화 등에 의해 손상을 받으면 운동장애, 안면근육 경직, 진전 등을 나타내는 파킨슨병의 증상이 나타난다. 뇌간망상체는 각성작용 이외에 전신근의 긴장, 협동운동에 관여하고 있다. 동물에선 중뇌와 뇌교 사이의 뇌간이 절단되면 전신의 근, 특히 항중력근의 긴장항진이 일어나 척주가 활모양으로 되고 사지가 신전하는 특수한 경직상태가 일어나는데, 이를 제뇌고축이라 한다. 상위중추와 절단되어 신장반사가 촉진되어 나타나는 특수한 자세반사의 항진이 일어나며, 또한 뇌교 상부의 중뇌가 절단되면 중뇌동물이라 하며 기립자세반사가 가능하다.
쥐나 고양이는 자세를 잡을 때 머리의 위치부터 바로 세우고 몸통부위를 회전하여 자세를 취한다.
쥐의 경우, 수면 또는 마취 상태에서는 기립반사가 소실되어 등을 바닥으로 하여 두어도 그대로 있지만, 의식이 돌아오면 네다리를 땅에 대고 자세를 취한다. 인위적으로 뉘이거나, 공중으로 던져 땅에 떨어지면서 자세를 잡을 경우 머리의 위치를 잡고 몸통을 회전하면서 착지를 한다. 중뇌의 자세반사가 작용하는 것이다.
대뇌 신피질은 모든 감각기능 및 다양한 운동과 행동의 개시를 포함하여, 언어, 사고력, 의지력, 이성적인 행동 등의 기능을 담당하고 외부에서의 적응 행동을 수행하고 있다. 뇌의 진화를 고려하면 오래전부터 존재하는 고피질과 비교적 새로이 형성된 신피질로 분류된다. 대뇌화가 진행된 동물일수록 고피질·변연계 부위를 신피질·대뇌피질이 둘러싸고 있다.
그러므로 사람도 본능과 즐거움을 추구하지만, 주위의 환경을 고려하여 행동에 대한 합리성을 생각하는 것이다. 뇌는 각 부위가 모두 중요하지만 그중에서 최고의 중추는 대뇌의 신피질이다. 사람은 신피질이 가장 발달되어 있으며 하부의 뇌는 상부인 대뇌피질의 허가를 받아 기능을 나타내고 있다. 예로부터 우리의 선조께서는 고피질·변연계에 의존하지 않고 이를 지배하는 신피질의 명령에 따라 이성적으로 행동하도록 가르쳐 왔으며, 행동이 그릇되는 경우 '개만도 못하다' 라고 했다.
/ 미래과학연구원 원장
중부매일
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