'인체 사령탑' 뇌의 비밀 : 구조에서 질환 치료까지

"인간 뇌도 신경세포 만들어 손상 부분 수리" (YTN 2007-02-16)

인간의 뇌도 새로운 신경세포를 만들어 손상된 부분을 스스로 수리한다는 새로운 증거가 발견돼 앞으로 치매와 같은 뇌세포가 파괴되는 질병 치료에 새로운 길이 열릴 것으로 보입니다.

뉴질랜드 오클랜드 대학의 모리스 커티스 박사와 스웨덴 살그렌스카 대학병원의 페터 에릭손 박사는 과학전문 '네이처'지 최신호에 발표한 논문에서 인간도 쥐와 같이 뇌가 손상되면 새로운 뇌세포가 만들어져 이를 수리한다는 증거가 발견되었다고 밝혔습니다.

연구팀은 연구 목적을 위해 기증한 사망한 사람의 뇌 조직을 MRI와 전자 현미경으로 관찰한 결과 뇌 깊숙이 있는 뇌실하대에서 신경줄기세포가 만들어져 후각과 연관이 있는 후구로 이동한다는 사실이 확인되었다고 말했습니다.

'인체 사령탑' 뇌의 비밀 : 구조에서 질환 치료까지 (부산일보 2007.03.13)

생각·호흡·균형 등 담당
전체 산소소모량 가운데 20% 차지
부위별 영역마다 고유의 기능 달라
뇌 신경과학 분야는 신약개발 보고

인간의 뇌는 여전히 미지의 영역이다. 아직도 해결되지 않은 문제가 무궁무진하다. 한국뇌학회는 세계 뇌주간을 맞아 오는 14일부터 19일까지 뇌의 신비를 밝히는 다양한 학술행사를 개최한다. 신경과 전문의를 통해 뇌의 부위별 손상에 따른 질환과 뇌질환 치료의 미래에 대해 알아본다.  

뇌의 구조와 기능

인간의 뇌는 1~1.4㎏ 정도로 몸무게에 비해 매우 적은 비중을 차지하고 있다. 하지만 뇌가 사용하는 산소 소모량은 인체의 20%에 이를 정도로 엄청난 에너지 대사가 일어나는 곳이다.

뇌에는 신기하게도 뇌척수액이라는 액체 성분의 맑은 물이 있어 뇌를 무겁게 느끼지 않고,뇌 안의 노폐물을 처리해 준다. 또 상대방에게 호감을 느낄 때 신경전달 호르몬인 도파민이 뇌에서 분비된다. 이 도파민은 청춘남녀의 열정적인 사랑과 중년의 바람기와 관계가 있는 것으로 알려지고 있다.

뇌의 측두엽에 있는 해마를 떼어내면 이전의 일은 기억하지만 새로운 것을 기억하는 능력은 잃어버리게 된다. 뇌파에 대한 연구가 진행되면 사람의 마음을 읽어낼 수도 있게 되며 꿈의 세계도 규명될 것으로 기대된다.

뇌는 대뇌, 간뇌, 뇌간, 소뇌 등으로 나눌 수 있다. 대뇌는 인간의 기억, 사고, 언어, 청각, 시각 등의 중추이다. 간뇌는 자율신경계, 체온, 수면을 조절한다. 뇌간은 호흡, 심장박동, 소화관 운동 등을 조절하며 음식물 삼키기, 재채기, 침분비 등의 반사중추도 있다. 소뇌는 자세와 균형을 조절하는 중추가 있다. 따라서 술을 많이 먹게 되면 소뇌가 마비돼 자세를 바로잡지 못하고 비틀거리게 된다.

부위별 특성과 질환

뇌가 정보를 받아들이고 기억하고 사고하는 기능은 주로 대뇌피질에서 이루어진다. 대뇌는 크게 전두엽 두정엽 측두엽 후두엽으로 나눌 수 있다.

전두엽은 뇌의 앞쪽에 위치해 상황에 대한 판단과 합리적인 행동을 결정한다. 충동을 억제하는 기능도 가지고 있다. 그래서 전두엽이 손상되면 예절 없이 행동하며,남을 욕하거나 헐뜯는 일이 잦다. 성적인 행동을 참지 못해 부부관계를 지나치게 요구하거나 남 앞에서 옷을 벗고 다니는 현상이 생길 수도 있다.

강박증상과 반복행동을 보이기도 하는데 반복적으로 문단속을 확인하거나,과도하게 계속 씻거나,정해진 물건을 항상 일정한 자리에 놓기도 한다.

전두엽 손상에 따른 대표적인 질환은 전측두엽 치매로 기억장애 없이 성격변화와 이상행동을 보이는 치매다. 그 외에 뇌졸중, 뇌종양, 외상 등으로 전두엽이 손상 받을 수도 있다.

측두엽은 뇌의 옆 부분에 해당하며 청각, 언어, 기억과 감정에 관련된 영역을 담당한다. 이 부위가 손상되면 환각이나 기억장애가 나타난다. 특히 좌측 측두엽에 병변이 있으면 말을 알아들을 수 없는 실어증이 나타난다. 우측 측두엽이 손상되면 그림 그리는 일과 같은 공간입체 작업에 지장을 받는다. 대표적인 질환은 노인성치매(알츠하이머병)이며 말이 어눌해지는 진행성비유창성언어상실증도 있다.

두정엽은 말 그대로 머리의 꼭대기에 해당한다. 시공간기능, 신체부위의 위치, 읽기, 계산 등을 주관한다. 눈을 감은 상태에서 물건을 만질 때 이를 인식하지 못하고, 신체마비가 없이도 옷을 제대로 입지 못하거나 숙련된 운동을 할 수 없는 현상이 나타난다. 좌측 두정엽 부위가 손상 받으면 계산 장애, 글을 쓸 수 없는 실서증, 왼쪽과 오른쪽을 구별하지 못하는 '저스트만 증후군'이 나타날 수 있다.

후두엽은 머리의 뒤쪽에 해당하는 부위로 시각중추가 있다. 눈으로부터 들어온 정보는 여기서 모양과 위치, 움직임 등이 분석된다. 이 부위가 손상되면 모든 사물을 생소하게 느끼며, 쓰여진 단어를 읽지 못하고, 색을 인식하지 못하며, 친숙한 사람의 얼굴을 알아보지 못하는 현상이 생길 수 있다. 뇌졸중으로 인해 후두엽이 손상을 받는 경우가 흔하다.

뇌질환 치료의 미래

뇌는 생명공학 분야에서 신약개발의 주요 타킷이다. 그래서 뇌를 연구하는 신경과학은 신약개발의 보고라 할 수 있다.

1999년 알츠하이머 백신을 개발한 미국 엘란 제약회사는 360명의 환자를 대상으로 임상 실험을 했다. 하지만 실험에 참가한 17명의 환자에서 치명적인 뇌염이 발생해 연구가 중단됐다. 연구에 참여한 환자 중에 뇌염에 걸리지 않은 환자에서는 임상적으로 좋은 결과를 보였고, 뇌염에 걸려 사망한 환자에서도 뇌의 이상이 좋아진 사실이 조직검사를 통해 확인됐다. 앞으로 부작용이 적은 백신이 상용되면 치매의 예방과 치료에 획기적인 전환점이 될 것이다.

뇌혈관이 막히는 뇌졸중은 발병 3시간 이내에 혈전용해제를 투약해야 한다. 그러나 80% 가량의 환자는 치료시간을 놓친 뒤에 병원에 도착한다. 최근에는 3시간이 지난 병원을 방문한 환자를 대상으로 MRI나 CT촬영을 통해 혈전용해제 투여가 가능한 환자를 선별해 투약하는 연구가 한창이다.

전세계적인 과학 프로젝트는 뭐니뭐니 해도 인간 유전자지도 제작사업이다. 인간 유전자의 정확한 위치가 밝혀지면 신경질환을 일으키는 병든 유전자를 찾아내 이를 교정해 주는 '유전자 치료법'이 새롭게 주목을 받게 될 것이다. 김병군기자 gun39@busanilbo.com 도움말=고신대 복음병원 신경과 유봉구 교수·인제대 백병원 신경과 김성은 교수

◇ 부위별 손상에 따른 증상

전두엽
충동적 행동 및 강박증, 고집이 세지고 융통성이 없어짐, 전측두엽 치매 원인

측두엽
환각 및 기억장애,실어증, 공간입체 작업 장애, 알츠하이머병 원인

두정엽
감각기능 상실,계산장애. 글 쓸수 없는 실서증, 좌우 구분 불가능한 저스트만 증후군

후두엽
시각 장애, 색깔 인식 못하고 친숙한 사람 얼굴 못 알아 봄.

무시 증후군이란 우뇌 손상 마비·인식 장애
꽃·시계 오른쪽 반만 그려  

오른쪽 뇌를 다친 사람은 왼쪽 수족이 마비되거나 사물 인식을 못해 무시증후군 증상을 겪으면서 오른쪽만 표현하게 된다.

고혈압을 가진 67세 여자 환자가 갑자기 발생한 왼쪽 팔다리의 마비로 병원을 방문했다. 진단결과 오른쪽 뇌혈관이 막힌 뇌경색이었다.

환자는 마비된 왼쪽 팔다리를 무시하는 증상을 보였다. 자신의 왼쪽 팔다리의 마비를 인정하지 않았다.

환자에게 "왼쪽에 힘이 없으세요"라고 물으면 "아무 이상이 없어요"라고 대답했다. 또 마비된 손을 보여주고 "누구의 손이냐"고 물으면 "내 것이 아니다"라고 답했다. 꽃과 시계를 앞에 놓고 그림을 그리게 했을 때 왼쪽 반을 무시하고 오른쪽 반만 그렸고,책을 읽을 때도 오른쪽 페이지만 읽었다. 이런 현상들을 '무시증후군'이라고 한다.

시공간 능력이란 '인간이 눈으로 보면서 공간에서 행동하는 능력'을 말한다. 시공간 능력에 장애가 생길 경우 지리에 대한 위치감각을 상실하는 증상을 보인다. 이 문제는 언어와 분석에 관여하는 왼쪽 뇌보다는,전체적인 인식과 주의집중을 담당하는 오른쪽 뇌와 관계가 있다.

따라서 오른쪽 뇌가 손상되면,왼쪽 팔다리에 마비가 오면서 그 부위에 대한 인식이 떨어져 자신의 장애를 인식하지 못하거나 다른 사람의 것으로 착각하게 된다. 주로 오른쪽 뇌의 뇌경색이나 출혈이 있을 때,무시증후군이 잘 나타난다. 이런 무시증후군은 환자가 장애를 부정하거나 다른 사람의 것으로 착각함으로써 재활치료를 어렵게 하는 요인으로 작용한다. 김병군기자