나의 의지, 나의 사상, 나의 열정 문장속의 책(Old)

2009/01/16 00:04

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의식의 재발견

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마빈 민스키 (Marvin Minsky)

20 세기를 움직인 사상가들 : Guy Sorman 지음, 강위석 옮김, 한국경제신문, 1991, Page 199~207

「커넥션 (Connection)」은 이 세상에서 가장 빠른 컴퓨터이다. 그러나 겉보기에는 그렇지도 않다. 한 모서리의 길이가 2 미터씩인 육면체이다. 검은 플라스틱 상자 뒤에 1,000 개쯤 되는 전등이 당신을 향해 깜빡이고 있다. 그러나 이 깜박이들은 이 기계를 다소 덜 추상적으로 보이도록 하는 장식에 지나지 않는다. 민스키 (Marvin Minsky) 는 설명한다. 사실 이것들이 없어도 「커넥션」은 아무 탈이 없다. 이 기계의 내부는 그것의 외부보다는 훨씬 더 황당스럽다. 민스키는 그 검은 상자를 열고 그 속이 실은 비었다고 말할 수 있음을 내게 보여 주었다. 그 속에 있는 64,000 개의 마이크로 프로세서는 거의 공간을 차지하지 않고 있다. 「커넥션」은 보스턴의 매사추세츠 공과대학 (MIT) 내에 있는 민스키의 연구실에 주소를 두고 있다. 이 기계는 그것의 흐릿한 스크린 앞에서 밤을 새우는 지친 눈을 한 연구원들, 즉 민스키의 제자들의 작품이다. 이 남녀 연구원들은 아직도 30 대를 넘지 못했다. 민스키의 이야기는 이런 나이까지는 아직도 천재성이 막히지 않는다고 한다. 민스키는 온 세계로부터 컴퓨터 혁명의 아버지요, 인공지능 (artificial intelligence) 의 창시자로 여겨지고 있다. 그 이후 인공지능은 미국에서는 AI 라는 약자로 불리어지고 있다. 그의 설명에 따르면 만일 어떤 작업을 사람이 했을 때 그 처리가 지능적이라고 불릴 만하다면, 같은 작업을 기계가 했다면 바로 그때부터 그 기계는 지능적이라고 할 수 있다는 것이다.

2 세대 후면 컴퓨터는 사람보다 더 지능적이 된다

민스키는 「커넥션」이 자신의 감정을 지니고 있음을 확언했다. 대단히 강력하지만 그것은 과소 가동되고 있다. 아직도 이 기계에 걸맞는 프로그램이 제대로 개발되어 있지 않으나 이 기계는 미국 신문을 모두 읽고 그것을 메모리 안에 저장한다. 민스키는 그의 기계 이야기를 마치 사람에 관한 이야기처럼 한다. 거기에는 조금도 해학적인 뜻이 숨겨져 있지 않다. 그는 이 기계의 지능을 진정으로 믿고 있는 것이다. 인공적이기는 하지만 사람의 지능에 비교될 만하다는 것이다. 그 정도로는 부족하다. 만일 어떤 사람이 「커넥션」만한 지적 능력을 가지고 있다면 천재로 불릴 것이라고 한다. 만일 우리가 선험적으로 (a priori) 「커넥션」은 인간보다 덜 지능적이라고 여긴다면, 그건 우리가 기계를 과소평가하고 기계가 할 수 있는 일을 과소평가하기 때문일 것이다. 민스키는 기계의 물리적 능력은 아직도 매우 빈약하다는 사실을 인정한다. 기계는 아직도 그다지 시력이 좋지 않으며 사람을 알아보는 데는 큰 어려움을 겪는다. 그리고 어린이들에 대해서는 그 말을 알아듣는 데도 문제가 있다. 기계는 말을 할 수 있지만 그다지 잘하는 것은 아니다. 기계는 1 만 단어 정도를 이해할 수 있는데 다만 발음을 정확하게 들려주어야 하고 두운법 따위는 없어야 한다. 그러나 또 한 가지 고려해야 할 것은 이들 지능기계는 아직 나이가 15 살밖에 안되었지만 인간은 수백만년간의 진화의 산물이란 점이다.

민스키는 기계가 결국에 가서는 단어의 의미를 이해할 수 있게 될 것이라는 점을 조금도 의심하지 않는다. 한 세대 또는 어쩌면 두 세대 정도가 걸릴 것이라고 보고 있다. 지능기계가 이 기계보다 지능이 낮은 인간에 의해서 사용되는 날이 올 것이다. 컴퓨터에 문외한인 나 같은 사람도 컴퓨터를 사용할 수 있게 될 것이다. 우리는 기계와 말을 하고 우리가 원하는 것을 하도록 시키게 될 것이다. 기계는 스스로 프로그램을 짜게 될 것이다. 다만 간단한 예를 몇 가지 주는 것으로 충분하다. 거기에는 전문적 언어도 필요없고 엔지니어의 도움 같은 것도 필요없을 것이다.

기계는 기분이 나빠 있다

지능기계의 물리적 감각적 능력은 아직 매우 낮다. 그러나 이들의 지적 능력은 그렇지 않다. 몇 가지 부문에서는 인간을 능가한다. 전통적 체스경기를 예로 든다면 6 수를 내다보고 계산하는 오토맷 (automat) 을 이겨내기란 거의 불가능하다. 민스키의 설명에 따르면 이론상으로는 경기의 모든 생각할 수 있는 수를 둘 수 있는 오토맷을 조립하는 것도 가능하다. 그러나 가능한 경우의 수는 거의 무한 대에 가깝기 때문에 광속으로 움직이는 기계라 할지라도 이 모든 가능성을 다 쓰는데는 50 억년이 걸릴 것이다. 그렇기 때문에 너무 야심적인 로봇을 만드는 것은 삼가해야 할 일이다.

기계는 열정을 가질 수 있다고 민스키는 나에게 확언한다. 기계도 알거지가 되는 수도 있고 엔지니어도 왠지 모를 이유 때문에 전혀 알지 못할 자료를 내놓기도 한다. 이것을 기술적인 오기능이라고 보아야 할 것인지, 사람에게나 있는 발작증이라고 보아야 할지는 모를 일이다. 지금은 과학자도 일반 사람 이상으로는 아무것도 짐작해내지 못하고 있다. 그리고 기계는 기계를 위하여 마련된 프로그램에 따라서만 움직인다는 관념도 불식되어야 한다. 이것처럼 잘못된 생각도 없다. 지능기계는 기계 자신이 자기의 프로그램을 작성할 수 있도록 프로그램되어 있다. 그렇게 되면 엔지니어로부터 독립하게 되는 것이다. 인간은 대체로 복잡한 기계에 대하여 알고 있지 못하기 때문에 기계도 느낄 수 있다는 것을 납득하는데 어려움을 느낀다.

그렇다면 기계도 자신의 의지를 가질 수 있다는 말인가. 민스키는 의심을 하고 있다. 그렇다고 해서 그는 커브릭 (Stanley Kubrick) 의 영화 「2001 년 우주의 오디세이 (2001 Space Odyssey)」에서 나오는 것과 같이 자기 주인으로부터 스스로를 해방시키는 로봇을 설계하는 것을 그만 두지는 않는다. AI 를 악한 것으로 보이게 만든 사람은 민스키가 아니라 크브릭이었다. 지금으로 보아서는 기계가 선하거나 악한지를 알아낼 수는 없다. 그러니 장래에는 어떻게 될지 아무도 모르고 있다.

기계는 이데올로기의 희생물이다

기계에게 지능이 진정으로 있는 것인가 아니면 그렇게 보일 뿐인가. 민스키의 대답은 진화론적이다. 기계는 아직도 초기단계에 있다. 기계가 현재 달성한 복잡도는 곤충의 그것에 비교할 정도밖에 되지 않는다. 그러나 기계는 계속 발달할 것이다. 지금은 겉보기로만 지능적인 듯한 기계가 장차는 진정으로 그렇게 될 것이다. 많이 걸려도 한두 세대만 지나면 기계가 인간의 두뇌와 비슷한 작업을 하게 되는 것은 피할 수 없는 일이라고 민스키는 느끼고 있다. 그러나 이 말은 기계 하나가 인간의 뇌에 견줄 만한 것이 될 수 있다는 사실을 뜻하지 않는다. 단일 기계로서는 인간의 두뇌에 필적할 수는 없다. 그러나 아마도 기계를 여러 개를 함께 결합시키면 인간의 두뇌와 유사한 기능을 해낼 수 있게 될 것이다. 이 과정은 반드시 똑같다고는 볼 수 없을지라도 인간의 진화와 비교될 수 있을 것이다. 기계의 경우는 다른 역사적 과정을 밟게 되는데, 그것은 100 만년씩이나 소요되는 것이 아니라 겨우 몇십년에 불과할 것이다. 지금부터 100 년 후에 지능기계가 어떤 것이 될지 누가 알고 있겠는가.

이러한 진화가 가져올 명백한 결과의 하나는 사람에게 남아있을 일은 하나도 없을 것이라는 점이다. 이 과정은 이미 시작되고 있다. 인간은 그렇게 되면 다른 일거리를 찾아내야 된다. 민스키가 상기시키는 바에 따르면 인간은 200 년전만 해도 95 % 의 시간을 먹을 것을 얻는데 보냈다. 오늘날에는 5 % 도 채 못된다. 기계가 만들어준 이런 공백 시간을 메우기 위해 텔레비전이 출현한 것은 아닐까. 평균적인 미국인은 하루에 5 시간을 TV 스크린 앞에서 보낸다. 민스키의 관찰에 따르면 사람들이 해야 할 일이라고는 이 시간 수에 2 를 곱하는 것이다. 그렇게 하면 시간이 남기 때문에 생기는 문제는 해결된다. 우리가 중세에 살고 있지 않기 때문에 전쟁이 여가를 메워주는 방법은 못된다.

만일 정치가 방해만 하지 않는다면 완벽한 지능기계를 향한 진화는 불가피하다. 민스키에게는 이 미래학적 비전이 희망도 주지만 그만큼 공포도 준다. 그는 여론이나 종교가 컴퓨터 연구에 반대하고 나올 가능성을 배제하지 않는다. 유전공학의 경우에는 이런 반대가 이미 팽배하여 있다. 그렇게 되면 기계는 신비주의와 이데올로기의 봉기에 의하여 파괴당하게 될 것이다.

과학자들은 다 어디로 갔나

민스키는 과학자의 점진적 감소가 정치만큼이나 기계의 성장에 대해서는 위협이 된다고 생각하고 있다. 민스키는 MIT 학생의 절반은 중국ㆍ일본ㆍ한국 등지에서 온 아시아계라는 점을 지적한다. 나는 그의 연구실에서 이 점을 확인할 수 있었다. 『나머지 절반은 거의 전부 유대계입니다. 그렇지만 유대계는 이 이상 더는 없을 것입니다.』그의 말이 진정으로 의미하는 것은 중부유럽적 환경과 미국의 만남에서 탄생한 사상가 세대 ㅡ 민스키 자신도 그 가운데 하나이거니와 ㅡ 는 사라져가고 있다는 사실이다. 이것은 유대계가 다른 인종보다 더 지능이 높다는 얘기가 아니라 유대계는 학문과 연구를 장려하고 우주적 차원의 문제에 대한 해답을 추구하기 좋아하는 문화속에서 태어났다는 사실을 의미한다. 유대계는 기성사회가 던지고 있는 질문에 부름을 받고 있으나 『이 점은 일본계 학자들에게는 불행하게도 그렇지 아니하다.』

나는 이 기회를 잡아 민스키에게 프랑스의 연구가들을 어떻게 보느냐고 물어 보았다. 그가 보기로는 프랑스 학계는 인공지능 방면에는 그리 뛰어나지 않다고 한다. 그 이유는 프랑스에서는 수학자의 힘이 너무 세고 그들은 미리 증명될 수 없는 것에 대해서는 모험을 걸지 않기 때문이라고 한다.

평균적인 미국인들은 연구에는 흥미가 없다. 대학교수들은 학생들에게 문화는 어떤 것이든 동일하며 어떤 문화라도 수긍이 간다고 가르치고 있으며 학생들은 이렇게 되자 공부를 중단하게 되었다. 그렇다면 민스키는 자기의 기계를 인간보다 더 낫게 취급하는 것일까. 분명한 것은 그에게는 기계가 사람보다 크게 나은 점이 적어도 한 가지는 있다. 기계는 기계 이상으로 잘난 체하지 않는다. 역으로 인간이란 스스로를 알지 못하는 기계이다.

두뇌기계

자기 인생에서 30 년간을 지능기계 연구에 바친 다음, 민스키는 지능이란 것이 도대체 무엇인지를 알게 되었다고 주장한다. 『만일에 기계가 이른바 인간의 지능이라 할 만한 것을 생산할 수 있게 된다면 인간의 두뇌가 기계와 다름 없음이 입증될 것입니다. 인간의 두뇌는 복잡한 기계이고 기나긴 진화과정을 거친 것이지요.』인간의 두뇌는 불완전한 부품이 결합된 것에 불과하다. 이들 부품은 각각의 정해진 기능을 가지고 있다. 이들 부품은 일정한 장소에 배치가 가능하며 파괴될 수도 있고 자극을 받기도 한다. 각 부품 ㅡ 민스키는 작용요소 (agent) 라고 부른다 ㅡ 은 사고력이 필요없는 단편적인 기계작용만 수행한다. 그러나 모든 부품이 합쳐지게 되면 마치 하나의 사회처럼 기능하게 된다. 우리가 정신 (mind) 이라고 부르는 것은 이러한 결합 내에서 일어나는 복잡한 관계들의 총칭이다.

민스키의 이러한 발견이 지능기계를 만드는 기초가 된다. 어떻게 해서 이것이 가능해지는가. 단편적 활동의 분석을 통해서이다. 주사위 (cube) 를 가지고 노는 어린이의 활동 같은 것 말이다. 이것은 마치 뉴턴과 갈릴레오가 단편적 현상을 관찰해서 일반적 법칙을 발견해 낸 것과 같다. 지능의 작용방법은 하나의 기본단위를 집중 분석함으로써 이해될 수 있다. 정신은 개별적 선택의 총화이다. 결국 인간의 두뇌는 언어와 사상을 생각하는 기계에 지나지 않을지도 모른다. 그러나 일부 신경생물학자 (neuro-biologist) 와는 달리 민스키는 정신을 기초적 화학 및 물리학적 원리로 축약시키지는 않는다. 앞으로 당분간은 두뇌의 작용요소들간의 복잡한 상호관계는 파악되지 못한 채 남아있을 것이다. 그러나 어떤 도구가 출현하여 인간의 두뇌를 들여다 볼 수 있게 되고 사고의 순환을 관찰할 수 있게 되는 날이 올 것이다. 우리가 관습상 지능이라고 부르는 전류와 화학물질의 결합인 사고란 것을 말이다.

실제로는 지능이라고 불릴 만한 측정가능한 단편적 사상은 존재하지 않는다. 지능이란 것은 소속되는 문화에 따라 광범한 정도의 차이를 두고 일어나는 매우 다양한 기능의 총화이다.

이렇게 말함으로써 민스키는 지능에 관한 모든 현존 이론을 붕괴시켜 버리고 만다. 그의 생각으로는 정신이 작동하는 데는 신의 섬광이 필요없다는 것이다. 두뇌기계로 충분한 것이다. 물질과 마음을 가르는 이분법은 존재하지 않는다. 왜냐하면 마음을 만드는 것은 물질이기 때문이다. 그러나 물질에서 정신이 생겨나는 법칙은 아직은 발견되지 못했다.

민스키는 그 어느 누구도 자기가 기계와 비교되는 것을 용인하지는 않을 것임을 잘 알고 있다고 한다. 그러나 이것은 우리가 시대에 뒤떨어진 물질관을 가지고 있기 때문이다. 대부분의 사람들에게는 언어는 고풍스런 기발함을 만들어내는 요술을 피운다. 그러나 실제로 우리는 이제서야 겨우 기계시대의 여명에 들어섰다. 그리고 기계시대의 장래가 어떤 것이 될런지는 상상해내지 못하고 있다. 만일 어떤 외계인이 몇십억년전에 첫 양서류를 보았더라면, 이 양서류가 어떻게 발전해 나갈지 전혀 단서를 잡을 수 없었을 것이다. 민스키는 덧붙여 말하기를 자기가 인간을 생각하는 기계라고 말한다고 해서 자기가 환원주의자 (reductionist ; 생명현상은 물리학적ㆍ화학적으로 설명된다고 주장하는 사람) 는 아니라고 한다. 다만 장차의 모습을 그려보는 것일 뿐이라는 것이다.

이 과학자는 지금 철학자에게 양보하고 있다. 그의 철학은 아마도 엔지니어의 철학인 듯하다. 아메리카의 꿈의 절정은 기계에 의하여 길들여진 자연이다. 거기에다 고뇌의 빛깔이 약간 스며있는 것, 이것도 매우 미국적이다. 보스턴의 기술광장 (Technology Square) 에 아침 햇살이 비치면 민스키와 그의 제자들은 전등을 끈다. 그리고 그들의 키보드 (keyboard) 를 떠나서 낡은 자전거에 올라탄다. 다시 황혼이 커튼을 물들일 때까지 그들은 잠시 눈을 붙인다. 민스키의 집은 그의 MIT 연구실과는 좋은 대조를 이룰 만큼 지저분하다. 낡은 책, 기념품, 여행을 갔을 때 사온 작은 장식품, 플라스틱제 놀이기구, 헝겊인형, 헌 신문, 여러 가지 형태와 크기가 다양한 악기들, 이런 것들이 형언할 수 없는 모양으로 구색을 갖추고 있다. 이 잡동사니속에 서있는 것은 컴퓨터가 아닌 그랜드 피아노다. 민스키는 블루진과 낡은 스웨터를 입고 있는데 하루에 몇 시간씩이나 연주도 하고 작곡도 한다. 푸가 (fuga) 를 작곡하는데 이 과학자는 진정한 열정을 쏟는다. 푸가는 그를 그의 지능기계보다 한 걸음 앞서게 한다. 지능기계는 바흐 (Bach) 와 모차르트 (Mozart) 를 구별하지 못하니까…. 그러나 앞으로 어떻게 될지 누가 알겠는가.

자유의지 그 환상의 진화 저자 프란츠 M. 부케티츠  역자 원석영  원저자 Wuketits, Franz M.   출판사 열음사   발간일 2009.03.02 책소개 인간을 인간이게 하는 것, 자유의지! 자유의지에 대한 진화생물학자의 놀랍고 발칙한 태클 『자유의지...

 ‘자유의지’에 대한 논의의 실효성은 인간 삶에 대한 믿음의 근원을 휘저어 그것의 유무에 따라 완전히 새로운 가치체계를 수립하여야 하는 것과 같은 혼돈의 문제를 안고 있다는 점에 있다. 과연 인간은 자유롭게 자신의 의지를 행사하는 것일까? 이 물음에 대해서는 일말의 회의(懷疑)조차 갖지 않았으며, 오히려 어떠한 외부의 조건이나 억압으로부터도 양보할 수 없는 인간 최후의 가치이자 존엄성에 대한 방호막이라 여겼던 나에게는 황당하기조차 한 것이었다 할 수 있다.

내가 어떤 사고나 행동을 하는 것이 내가 의식적으로 의도한 결정의 결과가 아닐 수 있다는 의혹은 ‘나’라는 존재에 대한 궁극적이고 본원적인 불신의 의미를 내포하고 있다. 내가 오늘 그녀(그)와 데이트 약속을 하기위해 전화번호를 누르는 것이 나의 주체적인 의지의 발현이 아니라는 말인가? 바로 이 저술은‘아니다!’라고, 단지 자신을 보호하여 생존 가능성을 높이기 위한 환상에 불과한 것이라고 주장한다. 즉 마치 자신의 의지에 의해 스스로의 행동을 결정한다는 환상이 진화에 의해 선택된 인간 종(種)의 형질일 뿐이라는 것이다.

여기에는 인간을 정신과 육체로 분리하는 이원론적 오류, 인간의 뇌에 정신과 영혼이라는 별개의 장치가 육신과는 분리되어 따로 존재한다는 데카르트식 발상에 여전히 사로잡혀 있는 함정이 있다는 것으로 근본주의적 종교관을 지닌 사람들 이외에는 오늘의 우리들은 모두 동의하는 지식이다. 결국 인간의 정신이란 것은 뇌의 화학적, 물리적 반응의 결과와 분리된 다른 어떤 것이 아니라는 인식이다. 일례로 만일“우리가 심장, 간, 소변을 의식적으로 조종해야 한다면 우리는 몇 분 안에 죽고 말 것이다.”라는 지적처럼 우리의 기관들이 자율적으로, 즉 우리가 의식 및 의지라고 부르는 것과 독립적으로 작동하지 않는다면 인간이란 종은 아마 오래전에 자연선택에서 배제되었을 것이라는 점을 의미한다.

그렇다면 인간은 왜 이러한 환상을 진화의 과정에서 키워나갔을까 하는 의문을 갖게 된다. 단지 뇌의  반응 결과에 불과한 것을 자기의지의 결과로 인식하는 것처럼, 인간이 도저히 통찰 할 수 없는‘설명의 곤경’에서 출현한 신(神)과 종교라든가, 인간에게 미리 허락된 수명이 한정된 것이라면‘이 세계’가 아니라‘저 세계’에서 계속 살수 있다는 환상은 인간 생존에 있어 전적으로 유용한 것과 같다는 것이다.

어쨌거나 이 저술의 핵심 논지는 인격체로서의 인간과 그의 인격을 어떻게 정의할 것이냐의 여부는 “뇌에 달려 있다!”는 것이다.“우리의 자의식, 욕망, 기대, 기쁨, 두려움, 공포, 꿈은 결국 진화에서 인류를 오늘날의 인류이게끔 만들어준 기관으로부터 나온다.”는 점이다. 다시 말해 현대의 신경생물학적 지식의 배경에서 정신현상은 뇌와 독립적으로 존재할 수 없으며, 바로 뇌의 표현 혹은 뇌의 발현에 불과하다는 것으로 이해할 수 있다.

자유의지의 이념은 우리 뇌가 만든 것이며,‘자유의지’가 독립적 실재라고 가정할 만한 어떤 불가피한 근거도 없다는 것이다. 사실 이 저술의 주장을 전개해나가기 위해 인용되고 등장하는 철학과 과학을 종횡 누비며 증거하는 이야기들은 지적 재미의 백미라 할 수 있다. 책에 붉은색 밑줄을 긋다보면 전체가 붉은색으로 변할 정도가 되어버리니 말이다. 재미있는 인간 사고의 모순 례를 하나 소개하면, “‘나’의 다리가 아프다”라거나 “‘나는’ 두통이 있다”라고 우리는 말한다. 이는 생각하는 나와 다리 또는 두통을 느끼는 두뇌가 분리되어 존재한다는 표현이다. 어떻게 나와 다리가 다를 수 있을까? 즉 “다른 모든 기관이 복종하는 사고와 느낌과 의지의 중심지인 상위의 ‘나’라는 것이 존재한다는” 이원론적 사고의 예인데, 인간은 이처럼 자신을 기만하는 거짓 프로세스를 진화시켜왔다는 것이다.

그렇다면 의식이란 뇌의 특정한 물리적, 화학적, 생리학적 과정에 완전히 속박되어 있다는 것인데, 여기에 책임이란 도덕적 의무의 논리를 들이댈 수 있는가하는 중대한 문제가 발생한다. 만일 살인자가 단지 뇌의 속박에 의해 다르게 행동할 수 없었음 주장하고 이를 인정할 수밖에 없다면 오늘 대다수의 인류사회가 수호하는 형법은 물론 사회의 기간시스템을 유지할 도리가 없을 것이다.

일례로“소녀를 강간하고 죽인 살인자가 자신은 어떤 자유의지도 갖고 있지 않았고, 자신의 행동은 유전자와 뉴런과 호르몬에 의해 결정된 것일 뿐”이라 항변한다. 그럼 살해당한 소녀의 아버지는 살인자를 똑 같은 이유로 살해 할 수밖에 없었다고 강변할 것이고 이는 살인의 연속으로 이어질 것이다. 소위 ‘피의 복수’가 계속 될 것인데, 우린 무슨 근거로 책임을 물을 수 있을까? 자유의지 없음을 그것은 단지 진화적 유익론에 의한 환상이라고 주장하면서 어떻게 이를 해결할 것인가? 우리의 도덕관과 법제도를 지탱하는 논리가 설 수 있는 토대가 없지 않은가?

그러나 이를 뒤집으면 인간은 다른 사람에 죽임을 당하지 않기를 원한다는 것이다. 살인자에게 책임을 물을 수 없지만 그들로부터 살해당하지를 원치도 않는다. 그래서“우리는 제재를 통해 그 자신이 요구하지 않을 어떤 것도 요구하지 않는다”는 인간사회에서 공동생활을 하는데 필수불가결한 도덕을 발전시켜왔다는 것이다. 이러함에도 역시 인간이 야기하고자 하지 않았던 일에 대한 처벌은 여전히 인간의 무기력을 완전히 설명하지 못한다. 결국 인간의 뇌는 여전히 원시적 단계에 머물러 있음을 의미하는 것이며, 자유의지라는 실용적인 환상의 그늘이 해소되지 않았음을 반증하기도 한다.

그러함에도 자유의지는 단순히 우리가 삶을 꾸려나가는 데 도움을 주는 가설에 불과하지만, 온갖 종류의 트릭을 적용해 의미없는 우주에서 우리 존재의 무의미성을 잊게끔 해준 것에 대해 행복하다고 말해도 좋을 듯싶다는 저자의 자유와 존엄성의 저편을 그리는 긍정의 희망을 지니기도 한다. 이 저작은 사람의 이해와 관계에서 빚어지는 현상들, 사회제도와 도덕적 규범, 나아가 정치와 문화의 현상들을 만들어내는 인간의 자유의지에 대한 다각적인 모습을 성찰케 해주고, 보다 겸허하게 우리, 아니 나의 존재에 대해 사유하는 시간이 되기도 한다. 뿐만 아니라 미래의 인간사회와 제도의 방향을 새로이 궁구(窮究)케 하는 계기와 기반을 제공하기도 하며, 진화론의 계통발생사적 인간 본성에 대한 지적 탐구도 가능케 하는 진화론적 과학철학의 진수이기도 하다.

학습장애의 유형과 치료방향

우리아이는 왜 성적이 오르지 않을까?

공부를 못하는게 아니라 공부에 더 이상 흥미를 느끼지 못하는 이유를 찾아야 됩니다.

저희 클리닉에서는 이러한 학습장애와 학습부진의 원인을 정확히 진단하여

장부-몸을 건강하게 하고, 감정을 안정시키며, 그와 연계한 두뇌기능을 높여 학습능력을 높여주는 치료법으로 치료해드립니다.

학습클리닉의 유형과 치료

A형-집중력 장애

얌전하지만 무기력하고 항상 우울하고,한숨을 쉬면서 매사 부정적인 생각을 갖고,사람 만나는걸 그다지 좋아 하지 않고 꺼려하며, 공부할 때 책상에 앉으면 잡념이나 공상이 많고 멍하게 있는경우가 많습니다.

책상에 앉아 있긴 하지만, 공부하려는 의욕이 없고 왜 공부해야하는가 동기도 결여된 학생들에게 아주 적합합니다. 그러나, 이런 학생들은 갑자기 화를 내는 경우가 많습니다.

-두뇌 측두엽 전두엽 활성화

B형-통합 사고 부족

화를 잘 내고 주변에 문제를 많이 일으키지만, 한가지에 지나치게 몰두하는 학생으로 편향된 성격을 가지고 있으면서, 잡념과 공상이 많아 학습에 지장이 많은 경우입니다.

-두뇌 포괄적인 변연계(후신경구 측좌핵 해마 일부)개선

C형-기억력 감퇴 및 건망,치매

기억력이 감퇴되어 자꾸 중요한 약속이나, 일상적 일들을 잊어버리는 건망증 유형입니다.

머리가 맑지 않고 기분이 항상 우울하고 불안하며,가끔 반복되는 얘기를 자꾸 하면서

심할 경우 시공간 인지 장애로 화장실을 못 찾는다거나 계절에 맞지 않는 행동 및 성격의 변화도 오는 경우입니다.

예를 들어 쓰레기를 줍는다거나, 가스렌지를 켜두는등 뇌 대사 장애인 경우에 해당 됩니다.

 단순한 기억력 감퇴부터, 암기력 부족 및 건망 치매 및 그에따른 성격변화에도 적용되는 유형입니다.

치료-두뇌 대사장애 개선(뇌 혈관 신경계 노폐물 제거)

D형-학습 기억력

암기 과목 및 용어등 암기력이 부족하며, 금방 외운것들에 대해서 자꾸 잊어버리고,단기 기억력이 부족한 유형입니다.

평소 두통이 잦고, 피곤하며, 어지러움을 자주 호소하는 약한 체질이고, 특히 시험때만 되면 제 실력을 발휘 못하고

시험불안이 있는 경우에 해당됩니다

치료-전전두엽 부위 활성화

E형-.ADHD,주의력 결핍, 과잉행동, 충동행동

주의력이 없어서 아주 산만하며,실수도 많고 어떤일이나 책상에 앉아서 오래 집중하기 힘들어 하고, 충동적으로 행동하는 유형입니다. 어떨때에는 아주 공격적으로 변하기도 하며, 화를내거나 싸움을 자주 하고,자기가 하고 싶은것은 꼭 해야하며 말리면 화를 내는 그런 유형입니다. 자기 욕구를 억제하지 못하는경우에 해당됩니다.

치료-두뇌 기저핵,안와전두영역 개선

H형-이해력 장애 및 적응력 부족

논술이나 책에 대한 이해력이 부족해서 해석 및 의미 파악이 잘 되지 않고,사물에 대해서 감각하는 능력이 떨어지는 유형입니다.

새로운 내용을 배우기 싫어해서 하던 것만 계속 하려는 경향이 있고,새로운 환경에 대한 적응력이 부족하고

상황 대처 능력이 떨어집니다. 한편, 시험 불안증도 가지고 있습니다.

치료-두뇌의 지식 저장부위 원활한 소통

I형-논리 수리 연산 부족 및 창의력 부족

어릴때 말이 좀 늦거나 말을 할때 유창함이 부족한 유형으로 말을 할때 발음이 부정확한 경우도 있고,

말을 더듬는 언어 사용에 대한 능력이 떨어지는 유형입니다. 또한, 창의력,사고력도 부족하고 논리력,수리연산력도 부족해서

수학등을 잘 못하기도 합니다. 대화능력이 저하되어 대화하기 싫어할 수도 있습니다.

치료-두뇌 브로카영역과 베르니케 영역의 교류기능 활성화

J형-뇌보약 및 운동장애 뇌척수 기능 관련(CB유형)

일반적으로 척추가 건강하지 못해서 척추 협착이나,측만증이 생기는 경우 및 뇌기능 약화로

섬세한 동작에 장애가 생기는 유형입니다. 간질,기저핵 이상의 운동장애가 생기는 유형으로 틱이나 파킨슨,헌팅톤 질환도 이에 해당되는 유형입니다.

치료-뇌의 노화를 예방해주고 항노화 작용도 하는 뇌보약

위 8가지 유형별로 학습 장애 관련 처방을 복용 하면서,

학습 장애 관련 침치료를 병행 하면 좋은 효과를 거둘 것이라 확신 합니다.

그동안 연구 노력 해온 학습 장애 클리닉 관련

표준 매뉴얼- 학습 클리닉 한약 처방과 학습 장애 침 처방등- 이라고 감히 자신 있게 말씀 드릴 수 있습니다

뇌간의 발생 (Development of Brain Stem)

개체발생 (Ontogenetic Development)

수뇌, 후뇌, 중뇌는 모두 유사한 형태로 발생한다. 성인에서 소뇌를 제외한 수뇌, 후뇌,중뇌, 즉연수,교뇌,중뇌를뇌간(brainstem)이라고 한다. 경계고랑(sulcus limitans)은 중뇌까지만 뚜렷하며, 그 이상에서는 뚜렷하지 않아 중뇌까지에서만 날개판과 기저판에서 기원된 구조를 확인할 수 있다(그림 1-16, 1-17). 연수의 하부는 척수와 같이 중앙부에 중심관(central canal)이 있으며, 등쪽이 넷째뇌실로 열려있지 않기 때문에 폐쇄연수(closed medulla)라고도 한다. 척수와 같이 안쪽에 회색질이 있고 바깥쪽에 백색질이 있지만, 날개판 신경모세포의 일부가 등쪽의 변연층(marginal layer)으로 이동하여 얇은핵(nucleus gracilis)과 쐐기핵(nucleus cuneatus)을 형성한다(그림 1-16). 이렇게 등쪽의 변연층으로 이동한 신경모세포의 집단은 중뇌에도 존재하며 이를 덮개(tectum)라고 한다(그림 1-17). 얇은핵과 쐐기핵은 부위와 강약, 질감을 명확하게 구별할 수 있는 분별촉각(discriminative touch sensation)의 중계핵이 된다. 앞쪽 기저부(basilar part)에는 대뇌피질에서 척수와 뇌간으로 내려오는 섬유다발인 피질척수로(corticospinal tract)와 피질뇌간로(corticobulbar tract)의 두 신경로로 구성된 피라미드(pyramid)가 형성된다.

연수의 상부와 후뇌의 등쪽에는 넷째뇌실이 있으며, 등쪽이 열려 있기 때문에 연수 상부를 개방연수(open medulla)라고도 한다. 이 부분은 교뇌굴곡(pontine flexure)이 형성되는 부분으로 이 굴곡부 때문에 경계고랑의 등쪽에 있던 날개판이 외측으로 밀려나게 된다. 따라서 기저판은 넷째뇌실의 배쪽 내측에 있게 되고 그 외측 등쪽에는 날개판이 위치한다(그림 1-16).

그림 1-16. 뇌간 구조의 발생. (1) 수뇌(myelencephalon)의 발생. 뇌간의 구조는 모두 신경관에서 발생한다. 신경수관의 외측에는 경계고랑(sulcus limitans)에 의해 날개판(alar plate)과 기저판(basal plate)이 구분되며, 각각의 구조에서 뇌신경핵(crnial nerve nuclei)을 비롯한 여러 구조들이 파생된다. 수뇌의 하부에는 중앙부에 중심관(central canal)이 있어 신경관의 형태가 그대로 유지되고 있다. 날개판 신경모세포의 일부는 등쪽의 변연층(marginal layer)으로 이동하여 얇은핵(nucleus gracilis)과 쐐기핵(nucleus cuneatus)을 형성한다. 이 부분을 덮개(tectum)라 한다. 날개판의 나머지 부분은 일반체구심성핵(GSA)인 삼차신경감각핵(trigeminal sensory nucleus)과 내장구심성핵(GVA와 SVA)인 고립핵(solitary nu- cleus)으로 분화한다. 이 중 일반체구심성핵은 점차 외측으로 이동한다. 기저판 신경모세포는 일반체원심성핵(GSE)인 설하신경핵(hypoglossal nucleus)과 특수내장원심성핵(SVE)인 의문핵(nucleus ambiguus), 일반내장원심성핵(GVE)인 미주신경등쪽핵(dorsal motor nucleus of vagus)으로 분화한다. 이 중 특수내장원심성핵은 배쪽 외측으로 이동한다.
수뇌의 상부와 교뇌에는 중앙에 중심관이 없고 대신에 넷째뇌실(4th ventricle)이 등쪽에 위치한다. 교뇌굴곡(pontine flexure)이 이 부분에서 구부러지기 때문에 콩깍지를 뒤쪽으로 굽히면 솔기 부분이 터져서 양쪽으로 벌어지는 것 같이 등쪽에 있던 부분이 외측으로 밀려나게 된다. 따라서 경계고랑의 등쪽에 있던 날개판이 외측으로 밀려나, 기저판은 넷째뇌실의 배쪽 내측에 있게 되고 그 외측 등쪽에는 날개판이 위치하게 된다.
수뇌 상부의 기저판에서는 운동핵이 분화하여 내측에서부터 일반체원심성핵(GSE), 특수내장원심성핵(SVE), 일반내장원심성핵(GVE)의 순으로 위치하고 있으며, 날개판에서는 감각핵이 분화하여 내장구심성핵(VA), 일반체구심성핵(GSA), 특수체구심성핵(SSA)의 순서로 위치한다. 이 중 특수내장원심성핵(SVE)은 배쪽 외측으로 이동하며, 일반체구심성핵(GSA)은 외측으로 이동한다. 이러한 신경핵의 배열은 전체 뇌간에서 거의 동일하다. 수뇌 상부에서 각 성분의 신경핵들은 수뇌 하부와 동일하나, 특수체구심성핵(SSA)인 전정신경핵(vestibular nucleus)과 달팽이핵(cochlear nucleus)이 새로 분화된다. 수뇌 상부 날개판 신경모세포의 일부는 배쪽외측으로 돌아 내려가 하올리브핵(inferior olivary nucleus)으로 분화한다.

그림 1-17. 뇌간 구조의 발생. (2) 교뇌(pons)와 중뇌(mesencephalon)의 발생.
교뇌는 수뇌의 상부에서와 같이 중앙에 중심관이 없고 대신에 넷째뇌실(4th ventricle)이 등쪽에 위치한다. 경계고랑을 중심으로 기저판은 넷째뇌실의 배쪽 내측에 있고 그 외측 등쪽에는 날개판이 위치한다. 교뇌의 신경핵은 내측에서부터 일반체원심성핵(GSE), 특수내장원심성핵(SVE), 일반내장원심성핵(GVE), 내장구심성핵(GVA와 SVA), 일반체구심성핵(GSA), 특수체구심성핵(SSA)의 순서로 위치한다. 뇌간의 다른 부위에서와 같이 특수내장원심성핵(SVE)은 배쪽 외측으로 이동하며, 일반체구심성핵은 외측으로 이동한다. 교뇌에서 일반체원심성핵에는 외전신경핵(abducens nucleus)이 있고, 특수내장원심성핵(SVE)에는 안면신경운동핵(facial motor nucleus)과 삼차신경운동핵(trigeminal motor nucleus)이 있으며, 일반내장원심성핵(GVE)에는 침분비핵(salivatory ncuelus)이 있다. 감각핵들은 수뇌에서와 같다. 교뇌 날개판 신경모세포의 일부는 배쪽외측으로 돌아 내려가 교뇌핵(pontine nuclei)으로 분화한다. 또한 일부 신경모세포는 등쪽외측의 변연층(marginal layer) 바깥쪽으로 이동하여 소뇌피질(cedrebellar cortex)을 형성한다.
중뇌에는 중앙부에 신경수관(neural canal)이 분화된 중뇌수도관(cerebral aqueduct)이 있어 신경관의 형태가 그대로 유지되고 있다. 날개판 신경모세포의 일부는 등쪽으로 이동하여 덮개(tectum)-상구(superior colliculus)와 하구(inferior colliculus)를 형성하고, 나머지 날개판에서는 일반체구심성핵(GSA)인 삼차신경감각핵이 형성된다. 또한 아직 확실하게 밝혀져 있지는 않지만 적색핵(red nucleus)과 흑색질(substantia nigra)도 이 부분에서 기원되어 배쪽으로 이동하는 것으로 추측된다. 기저판의 신경모세포는 일반체원심성핵(GSE)인 동안신경핵(oculomotor nucleus)과 내장원심성핵(GVE)인 에딩거-베스트팔핵(Edinger-Westphal nucleus)으로 분화한다.

뇌간에서는 뇌신경(cranial nerve)이 나온다. 뇌신경에는 척수신경(spial nerve)의 네 가지 성분(GSE, GVE, GVA, GSA)에 특수체구심성분(special somatic afferent, SSA), 특수내장구심성분(special visceral afferent, SVA), 특수내장원심성분(special visceral efferent, SVE)의 세 성분이 추가되어 모두 일곱 가지 성분으로 구성되어 있다(척수신경과 뇌신경의 성분 참조).

뇌신경의 각 신경성분의 신경원은 세로방향으로 긴 세포기둥(cell column)을 형성하고 있다(그림 1-18). 뇌실계의 바로 앞, 내측에는 일반체원심성핵(GSE)이 위치하고 있으며 그 외측으로는 특수내장원심성핵(SVE), 일반내장원심성핵(GVE), 내장구심성핵(GVA와 SVA), 일반체구심성핵(GSA), 특수체구심성핵(SSA)의 순서로 배열된다. 이 중에서 특수내장원심성핵(SVE)은 아가미궁(branchial arch)에서 파생된 근육을 지배하는 핵으로 배쪽 외측으로 이동하여, 다른 원심성핵들보다 배쪽 외측에 위치하게 된다. 일반체구심성핵(GSA)도 외측으로 이동하여 연수의 외측 표면 가까이에 위치하게 된다(그림 1-16, 1-17).

연수 하부에서는 일반체원심성분(GSE)으로 구성된 설하신경(hypoglossal nerve, XII)과 특수내장원심성분(SVE)과 일반체원심성분(GSE)으로 구성된 부신경(accessory nerve, XI)이 형성된다.

그림 1-18. 뇌간의 기본 구조. 뇌간은 세로 방향으로 등쪽에서부터 배쪽으로 천장판(roof plate), 피개(tegmentum), 기저부(basilar portion)의 세 부분으로 크게 나눌 수 있다. 사람에서 수뇌의 하부와 중뇌에는 이 세 부분이 모두 있으나 교뇌와 수뇌 상부에는 천장판이 없고 소뇌가 있다. 중간의 피개가 계통발생학적으로 오래된 구조이며, 천장판과 기저부는 나중에 부붙여진 새로운 구조로 동물에 따라 분화된 정도가 다르다. 천장판은 주로 잘 발달된 감각성분-시각, 청각, 분별촉각 등-과 관련이 있다. 하등 척추동물에서 중뇌의 시각덮개(optic tectum)는 시각을 최종적으로 분석하는 부분이기 때문에 잘 발달되어 있지만, 포유류에서는 시각덮개가 시각과 관련된 반사적인 운동만을 담당하기 때문에 상대적으로 작다. 피개는 뇌신경핵들이 위치하는 부분으로 대부분의 동물에서 비슷하게 구성되어 있으며, 그 중앙부에는 그물형성체(reticular formation)가 있다. 기저부는 조류까지는 나타나지 않으며, 포유류에서만 나타나고, 사람에서 가장 크다. 이 부분은 대뇌피질에서 소뇌, 뇌간 및 척수로 하행하는 신경로로 구성되어 있다.

연수 상부에서 뇌신경핵의 각 성분들은 연수하부와 동일하게 배열된다. 이 부분에서는 특수내장원심성분(SVE), 일반내장원심성분(GVE), 일반 및 특수내장구심성분(GVA & SVA), 일반체구심성분(GSA)의 다섯 가지 성분으로 구성된 혼합신경(mixed nerve)인 미주신경(vagus nerve, X)과 설인신경(glossopharyngeal nerve, IX)이 형성된다. 미주신경은 넷째, 다섯째, 여섯째 아가미궁(4th, 5th, 6th branchial arch)에서 파생된 구조에 분포하며, 설인신경은 셋째아가미궁(3rd branchial arch)에서 파생된 구조에 분포한다. 아가미궁에서 파생된 구조에 분포하는 미주신경(X), 설인신경(IX), 안면신경(VII), 삼차신경(V)을 아가미궁신경(branchial nerve)이라고도 한다.

연수 상부에서 날개판 신경모세포의 일부는 배쪽 내측으로 이동하여 하올리브핵복합체(inferior olivary nucleuar complex)를 형성한다. 이 핵복합체는 소뇌와 밀접한 연관을 갖고 발달한다. 앞쪽 기저부에는 연수에서와 같이 피라미드(pyramid)가 형성된다.

후뇌의 등쪽에서 날개판의 신경모세포는 빠르게 증식되며, 연수 하부의 얇은핵과 쐐기핵에서와 같이 등쪽의 변연층(marginal layer)으로 이동하여 소뇌의 원기(primordium)를 형성한다(소뇌의 발생 참조). 이 소뇌원기는 넷째뇌실의 등쪽에 위치한다.

소뇌를 제외한 후뇌의 나머지 부분은 교뇌(pons)를 형성한다. 교뇌에서 넷째뇌실의 배쪽에 있는 뇌신경핵의 각 성분들은 연수에서와 동일하게 배열된다. 연수와 후뇌의 이행부에서는 특수내장원심성분(SVE), 일반내장원심성분(GVE), 특수내장구심성분(GVA & SVA), 일반체구심성분(GSA)의 네 가지 성분으로 구성된 혼합신경인 안면신경(facial nerve, VII)과 특수체구심성분(SSE)으로 구성된 전정달팽이신경(vestibulocochlear nerve, VIII)이 형성된다. 안면신경은 둘째아가미궁(second branchial arch)에서 파생된 구조에 분포하는 신경이다. 교뇌의 하부에서는 일반체원심성분(GSE)으로 구성된 외전신경(abducens nerve, VI)이 형성되며, 교뇌의 상부에서는 일반체구심성분(GSA)과 특수내장원심성분(SVE)의 두 가지 성분으로 구성된 혼합신경인 삼차신경(trigeminal nerve, V)이 형성된다. 삼차신경은 첫째아가미궁(first branchial arch)에서 파생된 구조에 분포하는 신경이다. 후뇌에서 날개판 신경모세포의 일부는 배쪽 내측으로 이동하여 기저부(basilar part)에서 교뇌핵(pontine nuclei)을 형성한다. 교뇌핵은 대뇌피질과 소뇌피질을 연결해주는 중계핵으로 이 두 구조의 발달과 밀접한 연관이 있다. 기저부의 중간 부분에는 피질척수로와 피질뇌간로의 두 신경로로 구성된 피라미드로의 신경섬유가 피질로부터 자라 들어온다.

중뇌의 중앙에 위치하던 신경수관은 상대적으로 점차 좁아져 중뇌수도관(cerebral aqueduct)을 형성한다. 중뇌의 등쪽에서 날개판의 신경모세포는 빠르게 증식되며, 등쪽의 변연층(marginal layer)으로 이동하여 상구(superior colliculus)와 하구(inferior colliculus)를 형성한다. 이 두 구조는 천장판(roof plate)의 일부분이며, 중뇌에서는 덮개(tectum), 또는 네쌍동이체(corpora quadrigemina)라고도 한다. 상구는 시각과 관련된 운동기능에 관여하며, 하구는 청각전도의 중계핵이다.

중뇌에서는 일반체원심성분(GSE)과 일반내장원심성분(GVE)의 두 성분으로 구성된 동안신경(oculomotor nerve, III)과 일반체원심성분(GSE)으로 구성된 도르래신경(trochlear nerve, IV)이 형성된다.

중뇌에서는 적색핵(적핵 red nucleus)과 흑색질(흑질 substantia nigra)이라는 두 개의 큰 핵이 형성된다. 적색핵은 소뇌와 연결되어 있으며, 척수로도 원심섬유를 보낸다. 흑색질은 기능적으로는 기저핵(basal ganglia)과 연관되어 있고, 체운동기능(somatic motor function)에 관여한다. 이 두 핵의 기원이 날개판인지 기저판인지는 아직 불분명하다.

중뇌의 기저부에는 피질에서 교뇌핵으로 이어지는 피질교뇌로(corticopontine fiber)와 뇌간및 척수로 이어지는 피라미드로(pyramidal tract)로 구성된 신경섬유가 피질로부터 자라 들어온다. 이 구조를 대뇌각 기저부(crus cerebri)라고 한다.

뇌간의 중심부에는 완전히 분화된 다음에도 회색질인지 백색질인지가 분명하지 않은 부분이 있으며, 이를 그물형성체(reticular formation)라고 한다.

계통발생 (Phylogenetic Development)

뇌간은 세로 방향으로 등쪽에서부터 배쪽으로 천장판(roof plate), 피개(tegmentum), 기저부(basilar part)의 세 부분으로 크게 나누어진다. 중간의 피개가 계통발생학적으로 오래된 구조이며, 천장판과 기저부는 나중에 덧붙여진 새로운 구조라고 할 수 있다(그림 1-18).

 

피개(tegmentum)
천장판, 피개, 기저부 중에서 중간에 위치한 피개가 계통발생학적으로 오래된 부분으로 연수, 교뇌, 중뇌의 어디에서나 비슷한 구조로 나타난다. 피개에는 대부분의 뇌신경핵(cranial nerve nuclei)이 위치해 있으며(그림 1-19), 대뇌피질에서 기원되는 하행신경로를 제외한 거의 모든 신경로가 위치해 있고, 소뇌와 연결된 핵들과 신경로도 이 부분에 모여 있다. 피개의 중심부분에는 계통발생학적으로 가장 오래된 부분으로 뚜렷한 핵군을 이루지 못하고 세포군과 섬유다발이 섞여 있는 그물형성체(reticular formation)가 위치하고 있다.

 

SSA: 특수체구심성핵	GVE: 일반내장원심성핵
GSA: 일반체구심성핵	SVE: 특수내장원심성핵
GVA: 일반내장구심성핵	GSE: 일반체원심성핵
SVA: 특수내장구심성핵

그림 1-19. 척추동물(왼쪽)과 사람(오른쪽) 뇌간의 뇌신경핵(nucleus)과 성분(components). 가상적인 하등 척추동물의 선조에서 뇌신경핵은 연속된 세포기둥으로 나타나며, 배쪽에서부터 등쪽으로 일반체원심성핵(GSE), 특수내장원심성핵(SVE), 일반내장원심성핵(GVE), 특수내장구심성핵(SVA), 일반내장구심성핵(GVA), 일반체구심성핵(GSA), 특수체구심성핵(SSA)의 순서로 배열되어 있었을 것으로 추측된다. 그렇지만 진화과정이 계속됨에 따라 점차 연속성이 끊어지는 경우가 많아져, 일반체구심성분(GSA) 외에는 대부분 연속된 세포기둥을 이루지 않는다. 그렇지만 각 성분에 속하는 신경핵들은 같은 세포기둥의 위치에 있다.

 

그물형성체는 모든 척추동물에 존재한다. 이 부분은 원시적인 수생 척추동물(primitive aquatic vertebrates)에서 유일한 운동기구인 꼬리의 운동을 점차 발달되는 특수감각의 중추인 뇌와 연결시켜주는 구조로 발달되었다. 원시적인 어류에서는 그물형성체에 거대세포(giant cell)가 발달되어 꼬리를 움직이는 척수신경원을 통제하는 역할을 한다. 이 신경원은 여러 구조에서 오는 구심섬유를 받을 수 있도록 수상돌기(dendrite)가 여러 방향으로 뻗어 있으며, 축삭은 굵고 수초(myelin sheath)도 매우 두껍다. 전도속도가 빠르기 때문에 멀리 떨어진 척수 꼬리부분의 신경원을 효율적으로 움직일 수 있다(그림 1-20). 육상생활을 하는 척추동물에서부터는 이와 같은 거대세포가 없어진다. 그렇지만 포유동물의 그물형성체에도 여러 구조에서 들어오는 구심성입력을 받고 축삭이 매우 길며 뇌의 여러 부분에 신경종말이 뻗어 있는 큰 신경원이 존재한다.

 

그림 1-20. 어류 뇌간의 모트너세포(Mauthner's cell). (1) 하등 척추동물의 그물형성체에 있는 거대세포(giant cell)의 하나로 여러 구조에서 오는 구심섬유를 받을 수 있도록 수상돌기(dendrite)가 여러 방향으로 뻗어 있으며, 축삭은 굵고 수초(myelin)도 매우 두껍다(가로단면). (2) 포유동물의 그물형성체에도 여러 구조에서 들어오는 구심성입력을 받고 축삭이 매우 길며 뇌의 여러 부분에 신경종말이 뻗어 있는 큰 신경원이 존재한다(세로단면).

 

. 하등척추동물에서는 평형감각을 중계하는 전정신경핵(vestibular nucleus)이 잘 발달되어 있고, 평형을 유지하는 데 필요한 전정척수로(vestibulospinal tract)도 뚜렷하다. 조류에서는 시각과 관련된 운동을 관장하는 덮개척수로(tectospinal tract)가 발달되어 있다. 어류나 파충류에서는 덮개에서 직접 척수로 이어지는 경로는 없으나 뇌간을 통한 이차적인 연결경로는 잘 발달되어 있다. 사지가 있는 동물에서는 사지의 근육에 분포하는 척수신경원을 통제하는 경로가 발생된다. 파충류에서부터는 적색핵(red nucleus)에서 내려오는 적색척수로(rubrospinal tract)가 사지의 근육을 통제하는 중요한 신경로가 된다. 포유류 이상에서는 대뇌피질에서 직접 뇌간과 척수로 이어지는 피라미드로(pyramidal tract)가 피개의 바깥쪽에 덧붙여진다.

모든 척추동물의 뇌간에서는 제3뇌신경에서 제10뇌신경까지 여덟 쌍의 뇌신경이 나온다. 모든 척추동물에서 이들의 성분은 거의 비슷하다. 파충류부터는 부신경(XI)과 설하신경(XII)이 나타난다. 하등 척추동물에서 뇌신경핵은 연속된 세포기둥으로 나타나지만 진화과정이 계속됨에 따라 점차 연속성이 끊어지는 경우가 많아져, 사람에서는 일반체구심성분(GSA) 외에는 연속된 세포기둥을 이루지 않는다.

 

소뇌와 관련된 피개의 핵에는 하올리브핵복합체(inferior olivary nuclear complex)와 적색핵(red nucleus)이 있다. 하올리브핵복합체의 발달은 소뇌의 발달과 밀접한 연관이 있다. 어류에서 하올리브핵은 포유류의 내측부올리브핵(medial accessory olivary nucleus)과 상동구조로 생각되고 있다. 양서류와 파충류에서 하올리브핵은 뚜렷하지 않으며, 포유류의 등쪽부올리브핵(dorsal accessory olivary nucleus)과 상동구조로 생각되고 있다. 조류에서 하올리브핵복합체는 비교적 잘 분화되어 있다. 이 핵은 큰 내측판(lamina medialis)과 작은 외측판(lamina lateralis)으로 나눌 수 있으며, 내측부분은 포유류의 내측부올리브핵과 상동구조로 생각된다. 외측판은 나중에 발달되는 부분으로 이의 등쪽부분은 포유류의 등쪽부올리브핵과 상동구조이며, 배쪽 부분은 주하올리브핵(principal inferior olivary nucleus)과 상동구조이다. 포유류의 하올리브핵복합체는 내측부올리브핵, 등쪽부올리브핵, 주하올리브핵의 세 핵으로 구성되어 있으며, 하등포유류에서는 부올리브핵이 발달되어 있으나 점차 고등 포유동물이 될수록 주하올리브핵이 발달된다.

적색핵(red nucleus)은 파충류에서부터 뚜렷하게 나타난다. 파충류와 조류에서 이 핵은 크기가 큰 세포(거대세포부 pars magnocellularis)로만 구성되어 있으며, 포유류에서는 작은 세포로 구성된 세포집단(소세포부 pars parvocellularis)이 나타난다. 하등포유류에서는 거대세포부가 대부분을 차지하지만, 고등포유동물에서는 소세포부가 크게 발달되고 거대세포부는 적어진다.  

 

장판(roof plate)과 기저부(basilar part)

장판(roof plate)과 기저부(basilar part)는 계통발생학적으로 새로운 부분으로 중간의 피개에 덧붙여진 구조이다. 천장판은 날개판(alar plate)이 분화되어 생성된 구조로 사물을 잘 구별할 수 있는 촉각(분별촉각), 청각, 시각 등 발달된 감각을 중계하는 핵과 신경다발이 자리잡고 있다(그림 1-21). 분별촉각과 관련된 핵은 연수 하부의 얇은핵(nucleus gracilis)과 쐐기핵(nucleus cuneatus)이며, 청각에 관련된 핵은 중뇌의 하구(inferior colliculus)이고, 시각에 관련된 핵은 중뇌의 상구(superior colliculus)이다. 소뇌도 최초에는 평형감각(sense of equilibrium)을 받는 부분이 발달하여 진화한 구조로 생각되고 있다.

 

A. 후각(olfaction)	1. 시상상부(epithalamus)
B. 시각(vision)	2. 상구(superior colliculus)
C. 청각(hearing)	3. 하구(inferior colliculus)
D. 평형감각(equilibrium)	4. 소뇌(cerebellum)
E. 촉각(touch)	5. 얇은핵(nucleus gracilis)과 쐐기핵(nucleus cuneatus)

그림 1-21. 가상적인 선조 척추동물(chordate ancestor)의 천장판(roof plate). 천장판은 주로 잘 발달된 감각성분-시각, 청각, 평형감각, 분별촉각 등-과 관련이 있다. 척추동물의 원시적인 선조동물에서 이들 감각은 등쪽에 양측으로 돌출된 부위로 나타난다. 가장 첫 부분은 원시 간뇌에서 형성되는 부분으로 후각(olfaction)의 중추부위이며, 나중에는 시상상부(epithalamus)로 분화된다. 다음 부분은 시각의 중추가 되는 부분으로 하등 척추동물에서는 시각덮개(optic tectum)가 되고 포유류에서는 전구(anterior colliculus), 사람에서는 상구(superior colliculus)로 분화한다. 시각덮개의 뒷부분에서는 청각의 중추가 되는 부분이 있으며, 어류, 양서류, 파충류, 조류에서는 반고리둔덕(torus semicircularis)이 되고, 포유류에서는 후구(posterior colliculus), 사람에서는 하구(inferior colliculus)로 분화한다. 그 뒤쪽에는 평형감각을 받는 부분이 있다. 평형감각을 받는 부분은 소뇌(cerebellum)로 분화한다. 마지막 부분은 촉각 중에서 부위와 강도 및 질감을 구별할 수 있는 분별촉각(discriminative touch sensation)의 중추인 얇은핵(nucleus gracilis)과 쐐기핵(nucleus cuneatus)으로 분화한다.
점차 대뇌피질이 발달하게 되면서 이와 같은 감각기능은 모두 대뇌피질에서 관장하게 되어 대뇌피질이 감각중추가 된다. 천장판의 돌출부 중에서 일부는 대뇌피질로 이러한 감각을 중계하는 중계핵(relay nuclei)이 된다. 얇은핵과 쐐기핵은 분별촉각을 대뇌피질로 전달하는 경로의 중계핵이며, 하구는 청각을 대뇌피질로 전달하는 경로의 중계핵이다. 소뇌는 그 자체로 발달하며, 평형감각은 소뇌를 거치지 않고도 대뇌피질로 전해지지만 대부분은 소뇌로 전달된다. 고등포유류에서는 소뇌와 대뇌피질이 고도로 연결되어 있다.
대뇌피질이 발달함에 따라 시각은 시상을 거쳐 시각피질(visual cortex)로 전달되지만, 일부 시각섬유는 상구로도 연결되어 시각과 관련된 운동을 담당하게 된다. 어류, 양서류, 파충류, 조류에서 시각덮개(optic tectum)는 시각의 중추로 뇌의 다른 부분에 비해 매우 크게 발달하여 외측으로 팽대되어 있다. 포유류에서는 전체 뇌에서 상구가 차지하는 비율이 적어지고, 망막에서 시상의 외측무릎체(lateral geniculate body, LG)를 거쳐 시각피질로 이어지는 경로가 새로 나타나 이 구조가 시각중추의 역할을 하며, 상구는 시각과 관련된 안구와 목의 운동에만 관여하는 구조로 작용한다. 후각도 대뇌피질로 직접 이어지는 경로가 주경로가 되고 시상상부는 여기에서 오는 이차 후각섬유를 받게 된다.

 

얇은핵과 쐐기핵은 후섬유단-내측섬유띠신경로(posterior white column-medial lemniscal system)의 중계핵이다. 촉각을 전도하는 두 신경로인 척수시상로(spinothalamic tract)와 후섬유단-내측섬유띠시상로 중에서 후섬유단-내측섬유띠시상로가 계통발생학적으로 새로운 신경로이며, 부위와 강도 및 질감을 구별할 수 있는 분별촉각(discriminative touch sensation)을 전도한다. 얇은핵과 쐐기핵은 양서류와 파충류, 조류에도 있으나 뚜렷하지는 않으며, 포유류에 와서야 잘 발달되어 있다.

중뇌 덮개에서 꼬리쪽에 있는 하구(inferior colliculus, 후구 posterior colliculus)는 포유류에서는 청각의 전도핵이다. 청각은 측선(옆줄)기관(lateral line organ)과 내이(inner ear)의 미로(labyrinth)에서 감지하던 진동감각(vibration)이 특수하게 분화되어 발달된 감각으로 생각된다. 포유류의 하구에 해당되는 부분은 어류, 양서류, 파충류, 조류 등 다른 동물에서는 반고리둔덕(torus semicircularis)이라고 한다. 어류에서 이 부분은 측선(lateral line)과 내이 미로에서 들어오는 진동감각의 중추가 된다. 육생 양서류에서는 측선기관이 없어지고 대신 청각계가 점차 발달하게 되며, 반고리둔덕이 청각계의 중추가 된다. 파충류에서는 청각섬유를 받는 달팽이핵(cochlear nucleus)이 뚜렷하게 나타나며, 외측섬유띠(lateal lemniscus)를 통해 반고리둔덕으로 이어진다. 뚜렷하지는 않으나 이차청각섬유는 시상(thalamus)의 중앙부에 위치한 재결합핵(nucleus reuniens)을 거쳐 전뇌(forebrain)의 배쪽외측구역(ventrolateral area)으로도 이어져 있으며, 이 부분이 청각중추가 되어 소리 신호를 분석할 수 있다고 생각된다. 조류에서 달팽이핵은 보다 더 고도로 분화되었고, 외측섬유띠를 통해 반고리둔덕으로 이어져 있으며, 반고리둔덕의 이차청각섬유는 시상을 거쳐 전뇌의 청각중추인 등쪽뇌실능선(dorsal ventricular ridge)으로 이어진다. 조류(bird)에서부터는 청각이 매우 발달하여 소리를 통한 어느 정도의 의사소통을 할 수 있게 된다. 포유류에서는 시상의 내측무릎체(medial geniculate body, MG)와 청각피질(auditory cortex)이 잘 발달되어 있으며, 하구에서 내측무릎체를 거쳐 청각피질로 이어지는 경로가 주파수에 따라 일정하게 배열되어 있는 등 청각전달경로가 고도로 발달되어 있다.

포유류에서 중뇌의 상구(superior colliculus)는 시각과 관련된 운동의 중추가 된다. 포유류를 제외한 모든 척추동물에서 상구는 시각덮개(시개 optic tectum) 또는 시각엽(시엽 optic lobe)이라고 하며, 망막(retina)에서 기원되는 거의 모든 시각섬유를 받는 시각의 중추가 되는 부분이다. 거의 모든 척추동물에서 이 구조는 층판배열(laminar arrangement)을 하고 있다. 또한 일반감각이나 청각과 시각을 연결시키는 고위중추의 역할도 한다. 특히 경골어류나 양서류에서는 뇌의 다른 부분에 비해 매우 크게 발달하여 외측으로 팽대되어 있다. 파충류와 조류에서는 상대적으로 약간 작아지지만 그래도 상당히 뚜렷하다. 포유류에서는 전체 뇌에서 상구가 차지하는 비율이 적어지고, 망막에서 시상의 외측무릎체(lateral geniculate body, LG)를 거쳐 시각피질로 이어지는 경로가 새로 나타나 이 구조가 시각중추의 역할을 하며, 상구는 시각과 관련된 안구와 목의 운동에만 관여하는 구조로 작용한다.

 

기저부(basilar part)
기저부는 대뇌피질에서 기원되어 척수와 뇌간으로 이어지는 피라미드로(pyramidal tract)와 소뇌로 이어지는 피질교뇌소뇌섬유(corticopontocerebellar fiber)로 구성되어 있다. 정교한 사지 원위부의 수의운동에 관여하는 피라미드로는 포유류 이상에서만 발달되어 있어 계통발생학적으로 새로운 구조이다. 대뇌피질과 소뇌피질을 이어주는 피질교뇌소뇌섬유 역시 포유류 이상에서 뚜렷한 새로운 구조이며, 진화과정이 계속됨에 따라 점차 발달하여 사람에서 가장 잘 발달되어 있다. 
 

출처: 연대의대 해부학교실

웃음 발작이 일어나는 병

나부터도 아래의 그림을 사용해 해설 하면, 뇌의 중심부에 시상하부라고 하는 몸의 항상성을 유지하는 일에 관계하는 뇌신경핵이 모이는 장소가 있습니다. 시상하부에는, 체온을 조절하거나 수면의 리듬을 만들거나 우리의 몸 상태를 컨트롤 하는 뇌신경의 중추가 다수 존재하고 있습니다.시상하부의 전방에는 뇌하수체라고 하는 장소가 있어, 몸 상태를 일정하게 유지하거나 자손을 남겨 가기 위해의 중요한 기능을 주관하는 호르몬의 분비를 실시하고 있습니다. 시상하부에는 뇌하수체로부터의 호르몬 분비를 조절하는 기능이 집결하고 있습니다. 이 시상하부의 후방에 위치하는 유두체라고 하는 장소의 곧 근처에, 본래의 뇌의 조직은 아닌 다른 조직이 섞여 오는 일이 있습니다. 시상하부 과오종으로 불리는 이 병은, 시상하부에 있는 본래의 뇌신경핵이 아닌 대형의 신경세포나 소형 신경교 세포가, 통상에는 존재하지 않는 장소에 형성 이상이 된 병 이상합니다.이 이소성의 조직이 원인으로 환자에게는 웃어 발작과 간질, 사춘기 이른 발차증(10나이 이전에 빨리 어른에게의 변화가 시작된다)가 일어납니다. 환아에게는 정신 발달 지체나 다동이나 과격등의 행동 이상을 수반하는 경우도 있습니다. 시상하부 과오종을 할 수 있는 뇌의 장소를 아래의 그림에 「웃음의 단지」로서 그려 넣었습니다. 이 부분이 웃음의 신경중추추인 다른 증거로 해서는,1934해에 뇌외과의 휄스터가 보고한, 제3 뇌실의 수술중에 제3 뇌실의 저부의 출혈을 닦아낼 때마다, 환자는 큰 소리로 폭소했던 것이 들 수 있습니다.

10나이 이전의 아이가, 웃음이 멈추지 않을 정도 즐거운 것이 있는 것도 아닌데, 경련을 수반하는 웃음 발작을 일으키거나 갑자기 어른의 체형이 되거나 하는 경우는, 시상하부의 과오종인 경우도 있습니다. 시상하부의 유두체 부근에는, 적어도 하나의 뇌내의 웃음속추가 존재하는 것을, 아래와 같은 그림으로부터 이해해 주시기 위해서, 이번은 이 병을 채택했습니다.

그림은 뇌의 중심부를 확대하고, 시상하부의 신경핵군을 알기 쉽게 부조로 해 그리고 있습니다. 웃은 해님 마크의 장소가 웃음중추라고 저자는 생각하고 있습니다.

시상하부와 하수체

1) 구조와 기능
시상하부(hypothalamus)는 대뇌 제 3 뇌실의 주위를 차지하는 간뇌의 일부로 내분비와 자율기능 즉 섭식·체온조절 등에 관여하는 중추이다. 다른 기능을 갖는 몇 개의 핵(중추신경세포의 집단 단위)으로 이루어지는데, 그 중, 시상상핵(supra optic nucleus) 및 실방핵(paraventricular nucleus)의 신경축삭돌기는 다발이 되어 뇌의 아래쪽으로 돌아가고 있는데 이것을 하수체경이라고 한다. 그 종말부는 풍부한 혈관망을 따라가서 팽창된 형태를 취한다. 이것이 뇌하수체 또는 하수체(hypophysis, pituitary gland)를 구성하는 3개의 부분 즉 전엽, 중간엽, 후엽중 후엽에 해당하는 부분이다. 이것에서 알 수 있듯이 하수체 후엽의 실체가 본질적으로는 뇌의 일부이다.  내분비중추로서의 시상하부는 뇌하수체 특정 호르몬 분비를 조절하는 각각에 대한 자극성 호르몬을 분비해서 뇌하수체의 분비기능을 조절하는데 이것을 신경내분비라 한다.  항이뇨호르몬과 옥시토신은 시상상핵 및 방실핵에서 생산된 후, 하수체 후엽에 직접적으로 수송되어 분비되는데, 다른 시상하부 호르몬은 제 3 뇌실저에서 하수체 문맥계로 방출되고, 효율적으로 하수체 전엽으로 수송된다.  항이뇨호몬(ADH): 혈장 삼투압 하강, 혈압 하강 등의 자극에 따라 하수체 후엽에서 혈중에 방출되는 호르몬으로, 원위 요세관과 집합관의 상피세포에 작용하여 물의 투과성을 항진시키고, 그에 의해 물의 재흡수를 촉진시키고, 소변을 농축하는 항이뇨작용을 나타낸다.  옥시토신(OT 혹은 OXT): 하수체 후엽 호르몬의 하나로, 분만시의 자궁 수축 작용, 유즙 분비 작용을 가진다.  

2) 시상하부 및 하수체의 질병
내분비 질환은 크게 고유기능과 종괴에 의한 2가지에 의한 영향을 미치게 된다. 즉 그 고유의 호르몬의 역할 때문에 기능이 항진 또는 저하될 수가 있고 또 종괴의 영향으로 시상하부, 시야장애, 뇌압상승 등이 나타날 수도 있다. 뇌출혈·경색, 염증 등의 뇌 전체를 침범하는 질병에도 영향을 받지만, 시상하부 하수체계의 특징적인 병변은 시상하부의 종양 및 하수체의 선종과 괴사 등이다.

시상하부의 종양

두 개인두종
두개인두종(craniopharyngioma)은 태생잔유 조직에서 기원한 양성 종양으로 소아·청년기에 호발한다. 하수체 전엽의 원기인 라트케낭(Rathke pouch)에서 유래되는 편평세포종양으로, 조직상으로는 치아의 에나멜상피종과 유사하며 때로는 커다란 낭포를 만든다. 시상하부의 종양 중에서 가장 많다.

하수체 선종

대부분의 하수체 호르몬의 기능항진증은 뇌하수체 선종에 의한다. 하수체 선종(pituitary adenoma)은 비교적 드문 종양으로 두 개골내 종양중 10%를 차지한다. 하수체선종의 30%는 호르몬 분비 기능이 없으며 하수체를 파괴하므로 하수체 호르몬 기능저하를 일으킨다. 30%는 프로락틴(prolactin), 25%는 성장호르몬(growth hormone), 10%는 ACTH, 나머지는 갑상선 자극호르몬(thyrotrophin)이나 성선자극 호르몬인 고나도트로핀(gonadotrophin)을 분비하는 선종이다. 또 다발성 내분비선종증(MEA)에서 하수체 선종이 발생되기도 한다. 선종은 뇌하수체 종양의 대다수를 차지하고, 20~50세에 호발된다. 선종세포는 통상적인 염색방법인 H&E 염색성으로 크게 호산성 선종(15~30%), 호염기성 선종(5%), 혐색소성 선종(60~70%)으로 분류되는데, 혐색소성세포와 다른 세포의 혼합형도 적지 않다. 하수체 선종은 구성세포가 분비하는 고유의 호르몬의 작용과 관계있는 임상증상과 나타낼 수 있으므로 비교적 조기에 발견되기도 한다.

사춘기 조발증

사춘기 조발증(precocious puberty)은 남아 10세, 여아 8세 이전에 2차 성징인 고환, 음경, 음모, 유방의 발육 등이 나타나는 질병으로 하수체성 고나도트로핀 즉 난포 자극 호르몬 황체화호르몬(FSH/LH) 등의 과잉 분비에 의한다.  대부분은 원인을 잘 모르는 특발성이지만, 사람융모성 고나도트로핀(hCG 혹은 HCG) 생산 배세포종이나 기형종(hCG분비에 의한 황체화 호르몬 분비됨), 그리고 황체화 호르몬 방출 호르몬(LRH) 생산 과오종(난포자극 호르몬이나 황체화 호르몬이 많이 분비됨) 등과 같이 hCG나 LRH의 과잉생산에 의해 이차적인 LH나 FSH의 증가로 남·여아의 조발증을 일으킬 수도 있다. 또, 신경교종, 수두증, 뇌염, 뇌막염에 의한 사춘기 발현 억제 기구의 장애를 원인으로 하는 경우도 있다. 이것을 2차성 사춘기 조발증이라고 한다. 반면에 성선과 부신의 기능성 종양, 부신피질 효소결손증을 원인으로 나타나는 사춘기조발증은 가성 사춘기조발증(precocious pseudopuberty)이라 한다.

"하루 18시간 계속 웃은 적도 있어요"



한 번 웃음이 터지면 10시간이 넘게 웃음이 멈추지 않는 일명 '폭소병'을 앓던 소년이 뇌수술을 받고 회복을 기다리고 있다고 AP통신이 최근 보도했다.

미 애리조나주에 사는 니코(8)라는 소년은 자신의 의지와 상관없이 웃음이 터지는 일종의 발작증세를 없애기 위해 지난 18일 세인트 조셉 병원 뇌신경연구소에서 3시간30분에 걸쳐 뇌수술을 받았다.

병원 대표 말코비치의 말에 따르면 수술 뒤 니코의 상태는 잠시 불안정했으나 현재는 회복세를 보이고 있다. 그는 "니코를 저절로 웃게 만든 것은 뇌에 발생한 시상하부 과오종(hypothalamic hamartoma)이라는 종양으로 50만명에 1명 꼴로 발생하는 희귀병"이라고 밝혔다.

니코의 부모는 "일단 발작이 시작되면 배를 안고 크게 웃어댔다. 스스로도 제어가 불가능한 웃음이었다. 심하면 눈물을 흘리고 방바닥을 굴러다녔고 하루에 18시간 가량 웃음이 멈추지 않은 적도 있다"고 말했다.

수술을 담당한 해럴드 박사는 "일단 수술은 성공적이지만 아직 니코가 완전히 의식을 회복하지 못하고 있어 안심할 단계는 아니다. 어떤 부작용이 있을지 아직은 알 수 없지만 정상적인 생활이 가능할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

김세혁기자/eRunNews.com

시상하부과오종... 웃는 병이야. 한 번 웃기 시작하면 30분도 계속해서 웃는 거야. 두 시간도 웃기만 하는 거야. 통곡도 시원찮은데 웃는 그 남자를 보는 일은 머리가 휑 도는 일이었다.

-신달자. <나는 마흔에 생의 걸음마를 배웠다> 중에서-

쥔장의 말)

슬픔이 극에 달하면 웃음이 나오기도 한다.

신달자 남편 고 심현성 교수의 병환으로 오랜 기간 간병을 해야 했던 그 때, 남편은 시상하부과오종이란 병명으로 몇 분을 지속해서 웃어야만 했다고 한다.

이 기막힌 현실이란.

일반인들도 정신줄을 살짝 놓았을 때, 때때로 이런 증상이 일어나기도 하지만 이를 병으로 앓고 있다면, 특히 중병에 걸린 환자가 이러하다면...

난 무엇을 할 수 있을까.

뇌의 웃음 중추

움베르토 에코의 소설 '장미의 이름'을 보면, 희극과 웃음을 긍정적으로 서술한 아리스토텔레스의 '시학' 제2권을 탐독한 수도사들이 차례차례 살해된다. 살인자는 웃음을 신에 대한 불경으로 간주한 수도사. 에코는 이 소설을 통해 중세 신학과 자유로운 근대 이성의 대립을 그리고 있다.

웃음은 이처럼 자유로운 이성, 사교, 의사소통, 사회성과 밀접한 것으로 여겨왔다. 그래서 서구에서는 아리스토텔레스가 시학에서 우스꽝스러움은 고통이나 해악을 주지 않는다고 지적한 이래 지금까지 웃음에 대한 지적 탐구가 이어져왔다.

이러한 노력의 결과 이제 인간은 뇌에서 웃음을 담당하는 부분을 찾기에 이르렀다.

지난 28일 미국 로체스터 대학병원 신경방사선과 시배터 박사팀은 오른쪽 눈 위 돌출부위에 있는 뇌의 전두엽(前頭葉)이 '웃음 중추'라는 연구결과를 시카고에서 열린 미국방사선협회 연례 모임에서 발표했다.

그림 왼쪽이 머리 앞쪽으로 이곳에 전두엽이 있다.

시배터 박사팀은 정상인 13명을 대상으로 우스운 이야기와 만평을 읽거나 볼 때와 다른 사람의 웃음소리를 녹음한 테이프를 듣거나 따라 웃는 네 가지 경우 뇌가 어떤 반응을 보이는지를 자기공명영상(MRI)으로 촬영해 분석했다.

이 영상을 일반적인 뇌의 영상과 비교한 결과, 네 가지 경우 모두 오른쪽 눈 위부분의 돌출부위인 전두엽 하단의 여러 부분에서 활발한 반응이 있다는 것을 알게 됐다.

시배터 박사는 또 ＂우울증 환자의 경우 전두엽 하단이 정상적으로 반응하지 않는다는 사실도 확인했다＂면서 ＂이번 연구결과가 우울증 환자를 비롯해, 뇌졸중 등의 신경장애로 웃음을 상실했거나 성격이 변한 환자 등 다양한 정신장애환자를 진단하고 치료하는데 도움을 줄 것＂이라고 말했다.

 

 아울러 뇌수술에서 감정과 사회적 행동을 담당하는 민감한 부위를 미리 알 수 있어 뇌손상으로 인한 성격장애와 같은 부작용을 막을 수 있다고 덧붙였다.

한편 네 가지 자기공명영상은 동물의 긍정적 감정과 관련된 부위나 사람의 경우 약물중독을 완화시키는 핵심 부위에서도 뚜렷한 활동이 있었음을 보였다. 이에 대해 시배터 박사는 ＂유머 감각은 공포와 같은 부정적 태도를 상쇄시키는 역할을 해 정상적인 사회생활을 유지할 수 있게 한다＂고 밝혔다. 실제 웃음 중추로 알려진 전두엽 하단은 사회적 행동, 정서적 행동, 의사소통, 판단력, 자제력과도 밀접한 관계를 가지고 있는 부분으로 알려져 있다.
더사이언스-이영완 기자

The Hillis Plot - An inspiring evolutionary tree as a desktop background

An amazing glimpse of our peer species, trailing back to the beginning of evolution

• Published: Wed 20 Jan 2010
• Last Edited: Wed 20 Jan 2010
• Topic: Pop Science
• Author: Tom Bates

분리뇌연구

1950년대 로저 스페리 주창

뇌는 두개의 반구로 나뉘어 있다. 이 반구는 좌우 대칭으로 마치 호두를 두쪽 낸것처럼 생겼으며, 두개의 반구는 뇌량이라는 두툼한 신경다리로 연결되어 있다. 이 뇌량을 제거하면 양쪽의 뇌가 분리되어 기능한다.

 1. 그 결과 뇌가 분리된 환자의 왼손에 보지 못하도록 어떤 물건을 쥐어준다면, 그는 그것이 무엇인지는 알지만 그것이 무엇인지 이름을 대지는 못한다.

- 1의 조건 : 왼손의 물건에 대한 정보(촉각 정보)는 우뇌로 올라가겠지요...그럼 우뇌는 무엇이라고 말할 것인가?

2. "자네는 왼손에 무엇을 들고 있는가?" 에 그는 어떻게 답변을 해야 할지 모른다.

- 2의 이유 : 우뇌는 언어영역이 없으므로(좌뇌에만 언어영역이 존재함)

3. '자네'라고 불린 사람은 좌뇌에 살고 있다. 따라서 자기의 왼손에 감춰진 물건에 대해서는 도통 짐작을 못한다.

-자네란 말을 듣고 말할 수 있는(언어능력을 가진 좌뇌만이 대답할 수 있다. 따라서 왼손에 들어온 촉각정보는 우뇌에게만 전달되어 좌뇌는 자신이 무엇을 가지고 있는지 정보를 받지 못한 것이다.

또다른 분리뇌 설명...이 설명에 의하면 경향성이 있다고 보네요...

요즘 라디오에 자주 나오는 광고가 있다. 어느 생활정보지에서 하는 광고이다. 광고 내용은 이렇다. “창업하시는 분들께 좋은 정보를 알려드리겠습니다. 사람들은 오른쪽보다 왼쪽을 쳐다보는 본능이 있다고 합니다.” 따라서 사람들이 자주 지나다니는 길의 왼편에 창업을 하면 장사가 더 잘 될 것이라는 이야기이다.

정말 사람들에게는 오른쪽보다는 왼쪽을 쳐다보는 본능이 있는 것일까? 사실 심리학자들은 사람의 마음과 행동을 설명하는데 있어서 본능(instinct)이라는 말을 거의 사용하지 않는다. 왜냐하면 본능이란 말이 어떤 현상에 대하여 단지 이름을 붙인 것 뿐, 왜 그 현상이 일어나는지에 대해서 원인을 설명해 주지 못하기 때문이다. 그저 타고났으니 그렇게 한다는 식의 무책임한 설명 밖에 안되는 것이다. 따라서 본능으로 치부해 버리기 보다는, 다른 원인을 찾아 설명하려고 한다. 분명 사람에게는 오른쪽보다는 왼쪽을 쳐다보는 본능이 있다고 하는데, 그 이유는 무엇일까? 심리학의 한 분야인 생리심리학에서는 바로 뇌에서 그 원인을 찾고 있다.

사람의 뇌는 좌뇌와 우뇌가 있다. 중심에는 깊이 파여진 골이 있고, 그 골 왼쪽을 좌뇌(좌반구) 오른쪽을 우뇌(우반구)라고 하는 것이다. 과학자들이 뇌를 처음 보았을 때에는 좌뇌와 우뇌가 대칭을 이루고 있어서, 혹시 그 기능이 같은 것이 아닐까 생각하였다. 그러나 여러 사례와 실험을 통하여, 좌뇌와 우뇌가 다름을 증명하였다.

그 대표적인 사례가 바로 분리뇌(split-brain) 환자이다. 분리뇌란 그 말대로 뇌가 분리되었다는 것이다. 1960년대 초 Vogel와 Bogen이라는 의사는 발작이 심한 간질환자를 치료하기 위하여, 좌우반구를 연결하는 신경다발인 뇌량(corpus callosum)을 절단하였다. 뇌량은 좌우반구를 연결하고 있기 때문에, 좌반구와 우반구가 서로 정보를 교환하고 전달하는 다리 역할을 하고 있는 것이다. 그런데 한쪽 뇌에서 일어난 이상흥분이 이 교량을 타고 다른 쪽까지 퍼져 나가고 있기 때문에, 이 뇌량을 절단하면 간질발작 증세가 좋아질 것이라고 생각한 것이다. 수술 결과는 예상대로였다. 간질발작은 예전보다 현저히 줄었으며, 그렇게 심하지도 않았다.

그런데 수술을 마치고 집으로 간 환자의 아내가 며칠 후 주치의를 찾아와서 남편이 수술 후에 이상해진 것 같다고 하는 것이다. 한 손으로는 소설책을 들고 읽으려고 하고, 동시에 다른 손으로는 그림책을 들고 읽으려고 한다는 것이다. 옷장에서 옷을 꺼낼 때에도 한 손으로는 와이셔츠를 입으려고 하고, 다른 손으로는 티셔츠를 입으려고 한다는 것이다. 마치 남편의 마음이 두 개로 나누어진 것 같다고 하였다.
 

좌우반구의 연결인 뇌량을 절단한 것이 어떤 영향을 미친 것일까? 이 환자를 대상으로 다음과 같은 실험이 진행되었다. 실험을 이해하기 위해서는 먼저 우리의 시각체계와 뇌의 속성을 알 필요가 있다. 우리의 시각체계는 왼쪽 시야의 정보를 우반구로 보내고, 오른쪽 시야의 정보를 좌반구로 보내게 된다. 물론 이것은 정면을 쳐다볼 때이다. 평소에는 고개와 눈을 돌리기 때문에 정보가 좌우반구로 고르게 들어가지만, 정면을 응시할 때에는 왼쪽 시야와 오른쪽 시야가 나뉘어져서 우반구와 좌반구로 들어가게 된다. 또한 우리가 말을 할 수 있게 하는 언어는 좌반구라는 사실을 알아야 한다. 좌반구에 있는 특정 영역이 언어의 이해와 산출에 직접적으로 관여한다고 한다. 그리고 우리의 각 뇌는 반대쪽 몸을 통제한다고 한다. 다시 말해 신체의 왼쪽 부분은 우반구가 통제하고, 신체의 오른쪽 부분은 좌반구가 통제한다고 한다. 뇌의 이상으로 얼굴에 마비가 올 때에도 왼쪽이나 오른쪽 얼굴에 따로 마비가 오는 것은 바로 이런 이유이다.
 

이제 실험을 살펴보자. 연구자들은 환자 정면에 스크린을 놓고 정면을 응시하게 한 다음 왼쪽에 "Ball"이라는 단어를 보여주었다. 시각체계에 따라 환자의 왼쪽 시야에 보여준 "Ball" 이라는 단어는, 환자의 우반구로 갔다. 그리고 이 환자에게 “방금 화면에서 무엇을 보았습니까?”라고 물어보면, 환자는 “아무 것도 못 보았습니다.”라고 대답한다! 어떻게 된 것일까? 위에서 말했듯이 언어를 담당하는 뇌는 좌반구인데, 방금 들어온 "Ball"이라는 정보는 우반구에 들어왔다. 그런데 평소 같으면 이 정보가 뇌량을 통하여 좌반구로 전달되었을 텐데, 뇌량이 절단된 환자이기 때문에 좌반구로 전달되지 않은 것이다.

이 때 실험자가 환자에게 “당신이 방금 본 것을 앞에 있는 물체 중에 찾아서 왼손으로 집어보세요.” 라고 말하면, 환자는 너무나 확실하게 공(ball)을 집게 된다. 앞에서 언급했듯이 왼손을 통제하는 것은 우반구이고, 우반구는 "Ball"을 보았기 때문에 집을 수 있는 것이다.

분리뇌 실험을 계기로 좌우반구 기능의 차이에 대한 연구가 활발하게 진행되었다. 그 결과 학자들은 대략 이런 결론을 얻었다. 좌반구는 언어능력이 있고, 논리와 추론에 있어서 뛰어나다고 한다. 우반구는 공간지각 능력이나 정서를 담당한다고 한다. 바로 이것이 오른쪽보다는 왼쪽을 잘 쳐다보는 이유가 된다. 앞에서 말했듯이 우리가 정면을 응시할 때 왼쪽 시야는 우반구로 정보를 보내는데, 우반구가 공간지각 능력이 뛰어나기에 사람들은 왼쪽을 잘 응시하는 것이다.
 

지하철을 탈 때 사람들은 자리를 맡기 위해서 문이 열리자마다 오른쪽보다는 왼쪽으로 뛰어간다. 물론 100%의 사람들이 왼쪽으로 간다고 생각해서는 안된다. 통계적으로 오른쪽보다는 왼쪽으로 갈 확률이 높다는 것이다. 이뿐 아니다. 지나가는 사람을 뒤에서 불러보라. 그 사람은 오른쪽으로 몸을 돌리기 보다는, 왼쪽으로 몸을 돌리는 경우가 많음을 알 수 있다.

좌뇌와 우뇌의 차이는 웃는 얼굴이나 화난 얼굴에서도 알 수 있다. 정서는 우반구와 연관되어 있기 때문에, 우반구에 담당하는 왼쪽 얼굴의 정서표현이 더 강하다. 이것을 더욱 명확하게 알려면, 웃는 얼굴이나 화난 얼굴 표정을 디카로 찍어보자, 포토샵에서 사진의 왼쪽 얼굴을 대칭으로 복사해서 하나의 얼굴로 만들고, 오른쪽 얼굴을 대칭으로 복사해서 하나의 얼굴로 만들어 보는 것이다. 그러면 왼쪽 얼굴로 만든 얼굴의 정서 표현이 더 강함을 알 수 있다. 그래서 사진을 찍을 때, 오른쪽 얼굴보다는 왼쪽 얼굴쪽으로 찍는 것이 더 잘 나오는 것이다.

뿐만 아니라 정서를 담당하는 우반구는 공간지각 능력이 있기 때문에, 정서를 유발하기 위해서는 그 장면을 언어로 묘사해 주는 것보다, 사진을 보여주는 것이 더 효과적인 것이다. 역겨운 것을 말로 설명하는 것보다, 사진으로 보여주는 것이 훨씬 효과적이다! 좌반구는 언어와 논리를 담당하기 때문에, 정서 유발은 잘 안된다.

하지만 좌반구는 언어 능력이 뛰어나기 때문에, 좌반구로 정보가 직접 들어오는 오른쪽에 있는 글을 더욱 편하게 읽는다. 요즘에는 극장에서 영화 자막이 아래 쪽에 있지만, 예전에는 영화 자막이 오른쪽에 세로줄로 있는 경우가 많았다. 이것은 언어 정보를 바로 좌반구에서 처리하도록 하기 때문이다.
 

이러한 좌반구와 우반구의 차이는 성차를 설명하기도 한다. 여자와 남자의 뇌 구조 자체는 다르지 않지만, 여자는 남자보다 좌반구를 많이 사용하고, 남자는 여자보다 우반구를 사용한다고 한다. 그래서 여자는 말을 잘하고, 남자는 주차를 잘 하는 것이다! 남자는 말수가 여자보다 적고, 여자는 남자보다 주차를 잘 못하지 않는가?

또한 최근의 연구 결과에 의하면 남자와 여자의 뇌에서 중요한 차이가 있는데, 그것은 좌뇌와 우뇌를 연결주는 뇌량이 여자가 남자보다 크다고 한다. 그래서인지, 어떤 문제를 해결해야 할 때 여자가 남자보다 더 유연한 것 같다.
 

이렇게 좌반구와 우반구의 차이, 혹은 남자와 여자의 차이는 모든 사람에게 100% 적용되지는 않을 수 있지만, 확실히 이러한 경향성은 존재한다고 한다. 이것을 잘 활용하면 많은 이점이 있을 것이다. 처음 얘기했던 것처럼 창업에도 응용할 수가 있고, 평소 이해하기 힘들었던 이성 친구를 이해할 수도 있을 것이다. 또한 현상에 머무르기 않고, 자신에게 부족한 능력을 계발시킬 수도 있을 것이다. 남자라면 언어 능력을 키우고, 여자라면 주차 연습을 많이 할 수도 있을 것이다.

당신은 지금 어느 쪽을 보고 있는가?

← 그림 2. 뇌량

위에서 좌반구와 우반구가 하는 일이 다르다고 했지만 둘이 떨어져 있다는 것은 아니다. 둘은 뇌량(corpus callosum)이라는 큰 신경섬유다발로 연결되어 있다.

좌반구와 우반구를 연결해주는 뇌량의 중요성을 모르던 시절, 뇌량은 그저 한쪽에서 일어난 간질을 다른쪽에 전달시키는 다리라고만 생각했다. 그래서 미국의 한 의사가 뇌량을 절제하는 수술로 간질을 치료할 수 있다고 했다. 그는 이 수술방법으로 간질이라는 불치병을 없앴다면서 노벨상까지 타게 되었다. 그런데 수술받은 사람들에게 문제가 생기기 시작했다. 수술을 한 뒤부터 말하는 것과 행동하는 것이 다르다는 것이다. 이것이 뭐가 문제냐고 하겠지만 이들의 상태는 정말 심각했다.

그림 3. 분리뇌실험→

'그림 3'의 위에는 인물 사진이 있다. 이 사진은 나누어서 왼쪽과 오른쪽에 다른 사람을 반반씩 붙여놓은 것이다. 뇌량절제술을 받은 사람들에게 이 사진을 보여주고 사진에 누가있냐고 물으면 오른쪽에 보이는 소녀만을 이야기한다. 하지만 직접 골라보라고 여러 사진들을 주면 왼쪽의 여자사진을 골라낸다. 이러한 난감함이 수술을 받은 사람들의 말과 행동이 다르다는 것이다. 그리고 이 환자들은 종종 두개의 자아가 있는듯이 행동한다. 오른손에 책을 들고 읽고있는데 왼손이 가로챈다던지(그의 반분은 책을 싫어하는것인듯...) 옷을 한손에 들고 또 고르고 있는다던지... 등등 많은 사례가 있다.

이 실험을 진행했던 Roger Sperry와 Michael Gazzaniga의 덕분에 좌반구는 언어처리에 지배적이고, 우반구는 시각-공간지각에 지배적이라는 사실을 알았다. 또한 뇌량이 그 둘의 정보를 상호교환하는 다리와 같은 중요한 역할을 한다는 사실을 알게 되었고 이 연구로 노벨상을 탔다고 한다.

참고로, 처음에 '뇌량절제술'로 노벨상을 탔던 의사는 자신이 수술했던 환자에게 총으로 죽임을 당했다고 한다;;;

이미지출처

1. http://www.psyblogs.net/neuropsychologie/?post//Decouverte-historique-du-systeme-nerveux
2. http://www.wiredtowinthemovie.com/mindtrip_xml.html
3. http://www.answers.com/topic/split-brain-and-the-mind

모두가 알고있듯 뇌(정확히는 대뇌)는 좌반구와 우반구로 나누어진다.

이 둘은 똑같은 기능을 할 것 같이 생겼는데 아쉽게도 그렇지가 않다.

브로카영역과 베르니케영역

← 그림 1. 브로카영역과 베르니케영역

브로카영역(Broca's area): 외과의사면서 신경해부학자였던 Paul Broca에게는 다른 사람의 말은 이해하는데 말은 못하는 환자가 있었다. 그 환자의 사후 뇌를 부검해보니 좌반구의 전두엽에서 둥글게 손상된 부분이 있었다. '브로카영역'이라고 이름붙은 이 부분은 말을 내뱉는 행위를 담당하는 곳이다. 브로카영역이 손상되면 아예 말하지 못하거나 한단어씩 끊어서 힘들게 말한다고 한다.

베르니케영역(Wernike's area): 브로카영역처럼 좌반구에 있다. 이 부분은 청각피질과 시각피질에서 언어정보를 받은 뒤 그 의미를 해석하는 데 관여하는 것으로 추측된다. 베르니케영역을 다치면 말은 잘 하지만 그들이 하는 말에는 의미가 없다. 이 부분을 다친 사람들의 말을 들으면 마치 모르는 외국어를 듣는 느낌이라고 한다.

언어를 이해하고 말을 하기 위해서 브로카영역과 베르니케영역, 둘 다 제대로 작동해야 한다.

언어를 담당하는 부위는 좌반구에 몰려있다. 이것은 좌반구와 우반구가 하는 일이 다르다는 것을 뜻한다.

끝말잇기는 뇌의 언어 영역을 자극시키는 좋은 체조법입니다 ^^ 온 가족이 모여서 해봐도 좋구요~ 아이와 함께 끝말잇기를 한다면 엄마와 함께 즐거운 놀이를 한다는 만족감을 심어줄 수 있고, 두뇌 성장도 쑥쑥~! 지는 사람에겐 알맞은 벌칙을 줄 수도 있어요. 끝말잇기를 하면 할수록 여러 단어를 연상하게 되고 그 단어들은 기억에 오래 남게 됩니다. 같은 단어보다는 다른 여러 단어를 사용하도록 의식적으로 노력하면서 더 자극이 되기도 하죠.

<끝말잇기 TIP>

종이와 연필을 준비합니다. 아무 글자로 시작하여 끝말을 이어서 글자 를 적어봅니다. 끊어 지지 않고 최대한 많은 단어를 쓸 수 있도록 해 봅니다. 몇 개의 단어를 썼는지 확인해 봅니다.

이제는 빠른 시간 내에 끝 말을 이어 봅니다. 종이와 연필을 준비하고, 시계를 준비합니다. 주어진 시간은 1분…

아무 글자로 시작하여 끝말을 이어서 글자를적어봅니다. 1분 안에 끊어지지 않고 최대한 많은 단어를 쓸 수 있도록 해 봅니다. 몇 개의 단어를 썼는지 확인해 봅니다. 자료제공 : 한문화멀티미디어

끝말잇기는 좌뇌의 언어영역 특히 베르니케 영역과 기억 영역인 전두전피질을 자극하는 게임이다.

또한 머리를 상쾌하게 만들어준다.

해마 (Hippocampus)

다음 사진은 뇌를 밑에서 본 모습이며, 해마영역을 보이게 하기 위하여 다 른 뇌조직은 절개하였다. 사진에서 6이 해마를 보여주고 있다.

한편 다음 사진은 뇌의 절단 면에서의 해마의 위치를 보여주고 있다. 사진에서 7이 해마이다.

다음은 위 사진을 얻기 위해 뇌를 절단한 방식을 보여주고 있다. 사진에서 오 른편이 뇌의 뒤쪽, 즉 후두엽에 해당한다.

해마는 앞의 글 [46]변연계의 설명에서 잠시 언급하였지만, 그 중요성 때문 에 따로 정리한다. 해마는 변연계의 한 부분이다. 변연계는 매우 오래된 뇌 부 분이며, 악어와 같은 원시척추동물의 경우에는 지금도 이것이 뇌의 제일 위층 을 이루고 있다. 포유류에서는 대뇌피질이 발달, 팽창하여 해마를 둘러싸게 되 었고, 상대적으로 크다. 그래서 쥐의 경우는 해마의 크기가 대뇌피질의 크기와 같지만 원숭이나 사람에서는 해마보다 대뇌피질이 훨씬 크다. 그렇지만 인간을 비롯한 모든 포유동물에서 해마는 학습과 기억에 대단히 중요한 역할을 수행한 다. 변연계의 일부로써의 해마의 위치는 다음 그림과 같다.

다음은 측뇌실 측두각(temporal horn)의 바닥과 해마형성체(hippocampal formation)의 관계 그림이다. 오른쪽은 관상단면(coronal section)에서 관찰 되는 해마형성체와 외측뇌실 측두각의 그림이다.

해마가 인간의 기억기제에 있어서 중요한 역할을 수행한다는 것은 뇌 수술 환 자의 관찰을 통해서 알게 된 것이다. 심한 간질을 앓고 있던 H.M이라는 남자 환 자는 발잘을 치료하기 위하여 뇌 제거 수술을 받았다. 수술결과 간질 치료는 성 공적이었지만 H.M의 기억에는 심한 부작용이 생겼다. H.M.은 I.Q수준은 평균이 상이고, 성격도 정상이고, 일상적인 대화도 잘한다. 그러나 단 한가지, 경험을 장기기억에 저장 할 수가 없었다. 가령 그와 만나서 한참동안을 대화를 나누었 다고 할지라도 다시 만나면 그는 상대방을 전혀 기억하지 못했다. 그는 수술받 기 이전의 기억은 모두 정상이었다. 또한 단기기억(약 20초 정도 지속되는)도 정상적이었다.

H.M의 뇌 수술은 해마를 손상시킨 것이다. 뇌의 기타 구조물과 마찬가지로 해 마는 뇌의 양쪽에 있다. 이 중 어느 쪽이건 한쪽의 해마만을 손상하면, 기억력 을 심하게 저하시키지는 않는 것 같다. 그러나, H.M의 경우에는 양쪽 모두를 제 거하였었다. 실제로는 해마와 편도체를 포함한 양쪽 측두엽 부위가 절개 되었 다.

해마가 손상되었지만, H.M은 수술이전의 사건에 대하여는 기억하고 있다. 단 지 수술 후에 발생하는 새로운 일들을 기억하지 못할 뿐이다. 따라서 해마는 경 험적 기억이 저장되는 장소는 아니지만, 해마는 새로운 기억을 저장시키는 데 결정적인 역할을 담당하고 있는 것이다. 확실하지는 않지만, 경험적 기 억은 아마도 대뇌피질 어디엔가 저장되는 것이 아닐까라고 여겨지고 있다.

기저핵이란? 대뇌피질 밑의 백질 내에 있는 신경세포핵 덩어리로서 소뇌 피질 척수계 및 뇌간 운동핵들과 더불어 운동조정 기능에 참여한다.

 @기저핵의 성분 (현재의 개념)

선조체(corpus striatum)

  선조(striatum)

   미상핵(caudate nucleus)

   조가비핵(putamen, 피각)

   배쪽선조(ventral striatum) - 중격의지     핵(nucleus accumbens septi)

  창백(pallidum, 담창)

   창백핵(globus pallidus, GP, 담창구)

    내핵(내측분절, internal or medial segment, GPi)

    외핵(외측분절, external or lateral segment, GPe)

   배쪽창백(ventral pallidum) - 무명질(substantia innominata)의 일부 

흑색질(substantia nigra, 흑질)

  그물부(pars reticulata, SNr, 망상부)

  치밀부(pars compacta, SNc, A9)

시상밑핵(subthalamic nucleus, 시상하핵)

 @선조 (Striatum)

선조(striatum), 또는 신선조(neostriatum)는 미상핵(caudate nucleus)과 조가비핵(putamen)으로 구성되어 있으며, 앞쪽으로는 내섬유막 전각의 아래쪽에서 연속되 어 있고, 미상핵-렌즈핵 회색질 연결부(caudatolenticular gray bridge)에 의해서도 연결되어 있다. 이 두 핵의 형태는 거의 동일하다. 세포는 매우 많고 밀집되어 있으며, 옅은 회색으로 나타나는 창백 핵과는 달리 혈관이 많아 약간 붉은 빛을 띤 회색의 구조로 나타난다. 또한 두꺼운 유수섬유다발 이 가로지르는 창백핵과는 달리 가는 유수섬유와 무수섬유의 다발이 이 핵으로 들어온다.

  1. 선조신경원(Striatal Neuron)

    이 두 핵을 이루는 신경세포의 형태는 거의 동일하다. 대부분의 세포는 작은 다극신경원으로 구성되어 있으며, 일부 큰 다극신경원이 존재한다. 골지염색에서 나타나는 선조의 신경원은 크게 긴 투사성 축삭(long projecting axon)이 있는 신경원과 짧은 축삭이 있는 신경원으로 나눌 수 있다.

  ㈀축삭이 긴 투사성 신경원: 수상돌기(dendrite)에 가시(spine, 소극)가 있기 때문 에 소극세포(spiny cell)라고 불리우며 다시 제1형소극세포(type I spiny cell, spiny I cell, S I)와 제2 형소극세포(type II spiny cell, spiny II cell, S II)의 두 종류로 나누어진다.

   ①제1형소극세포(S I): 선조 신경원의 대부분(96%)을 차지하고 있으며 세포체는 중간 정도 크기이고 축삭은 창백(GP)과 흑색질(substantia nigra)로 투사된다. 신경전달물 질로 억제성인 감마아미노부티르산(GABA)를 함유하고 있으며, 엔케팔린(enkephalin)과 섭스탄스 피(substance P)를 공유하는 경우도 있다고 알려져 있다. 수상돌기의 근위부(세포체에서 20 ‡ 6;m 정도)에는 소극이 없으나 원위부에는 소극이 매우 촘촘하게 밀집되어 있다. 수상돌기는 여러 방향으로 뻗어 있으며 대체로 세포체를 중심으로 직경 200 ?m 정도의 공간을 차지하고 있 다.

 피질선조섬유(corticostriate fiber)와 시상선조섬유(thalamostriate fiber)는 주로 이 세포의 수상돌기소극(dendritic spine)과 시냅스를 이룬다. 이 두 가지 구심섬유는 모두 흥분성이며, 피질선조섬유의 신경전달물질은 글루탐산(glutamic acid)라고 알려져 있고 시상선조섬유의 신경전 달물질도 글루탐산으로 추측되고 있다. 소극이 없는 축삭근위부와 세포체에는 주로 선조의 중간 신경원(interneuron)에서 아세틸콜린(acetylcholine), 섭스탄스 피(substance P), 감마아미노부티르산(G ABA) 등을 함유한 축삭종말이 연접한다. 소극이 있는 수상돌기 원위부에서 소극 사이에는 도파 민(dopamine)을 신경전달물질로 하는 흑색질 치밀부(SNr)에서 들어오는 흑색선조섬유가 시냅스를 이룬다.

  원심섬유는 주로 창백(GP)과 흑색질 그물부(SNr)로 투사되며, 일부 원심섬유는 흑색질 치밀부(SNc)로도 투사된다. 제1형소극세포 축삭의 곁가지는 다른 제1형소극세포에도 연접 된다고 알려져 있다(그림 9-5). 이러한 곁가지는 생리 학적으로 주위의 세포의 전달과정을 억제하는 외측억제(lateral inhibition)의 기능을 한다고 추측된 다. 창백외핵(GPe)으로 투사되는 신경원은 주로 감마아미노부티르산(GABA)과 엔케팔린(enkephali n)을 신경전달물질로 공유하고 있으며, 창백내핵(GPi)과 흑색질 그물부(SNr)로 투사되는 신경원은 주로 감마아미노부티르산(GABA)과 섭스탄스 피(substance P)를 공유하고 있는 것으로 보고되어 있 다. 흑색질 치밀부(SNr)로 투사되는 신경원은 선조소체(striosome)의 신경원이다(선조구획 참조).

   ②제2형소극세포(S II): 선조 신경원의 약 1%를 차지하고 있으며 세포 체는 비교적 크고 방추형이다. 수상돌기도 더 멀리까지 뻗어 있어 직경 600 ?m 정도의 공 간을 차지하고 있다. 수상돌기의 어느 부분에나 수상돌기가시가 있으나 제1형세포에 비해서는 드 물게 나타난다. 축삭은 창백(GP)과 흑색질 그물부(SNr)로 투사되며, 흥분성인 섭스탄스 피(substanc e P)를 신경전달물질로 함유하고 있다고 알려져 있다

  ㈁축삭이 짧은 신경원

    수상돌기에 가시가 없기 때문에 무극세포(aspiny cell)라 고 하며 다시 제1형무극세포(type I aspiny cell, aspiny I cell, A I), 제2형무극세포(type II aspiny cel l, aspiny II cell, A II), 제3형무극세포(type III aspiny cell, aspiny III cell, A III)의 세 종류로 세분 된다.

   ①제1형무극세포(A I) :역시 선조 신경원의 1%를 차지하고 있으며 세포 체는 비교적 작다. 신경전달물질로는 GABA와 NPY를 함유하고 있을 것이라고 추측되고 있다. 축 삭은 제2형무극세포에 억제성 연접을 형성한다고 알려져 있다.

   ②제2형무극세포(A II):세포체가 매우 큰 세포로 선조 신경원의 1% 정도를 차지하고 있다. 신경전달물질로 흥분성인 아세틸콜린(acetylcholine)을 함유하고 있다. 흑색 질 치밀부(SNc)에서 기원된 도파민성 섬유는 이 세포의 활성을 강력하게 억제한다고 알려져 있 다. 이 세포의 축삭은 제2형소극세포에 흥분성 연접을 형성한다

   ③제3형무극세포(A III):선조 신경원의 약 1%를 차지하고 있으며 세 포체는 작고 어떠한 종류의 신경전달물질을 함유하고 있는지는 분명하지 않다. 제2형소극세포(S I I)에서 구심성 섬유를 받으며 원심성 섬유는 다시 제2형소극세포에 억제성 연접을 형성한다고 알 려져 있다

 <그림에 관한 설명>

제2형소극세포(type II spiny cell, S II)의 연결회로. 제2형소극세포(S II)도 대뇌피질과 시상에서 흥분성 입력을 받지만, 제1형소극세포(S I)와는 달리 신경전달물질로 substance P를 함유하고 있고, 창백(GP)과 흑색질 그물부(SNr)로 흥분성 출력을 보낸다. 이 세포(S II)는 아세틸콜린(Ach)을 신경전달물질로 함유한 제2형무극세포(A II)에서 흥분성 입력을 받으며, 제2형무극세포(type II aspiny cell, A II)는 도파민성인 흑색질 치밀부(SNc)에서 강한 억제성 입력을 받는다. 제3형무극세포(type III aspiny cell, A III)는 창백(GP)과 흑색질그물부(SNr)로 가는 제2형소극세포(S II)의 곁가지에서 흥분성 입력을 받으며, 다시 제2형소극세포(S II)로 억제성 출력을 보낸다. 제1형무극세포(type I aspiny cell, A I)는 신경전달물질로 억제성인 감마아미노부티르산(GABA)를 함유하고 있어, 제2형무극세포(A II)로 억제성 출력을 보낸다.

 2. 선조의 연결 (Striatal Connections)

  기저핵 중에서 선조(striatum)는 여러 부위에서 구심성 섬유를 받아 이를 출력부(창백 GP 과 흑색질 그물부 SNr)로 보내주는 입력부(input portion)라고 할 수 있다.

  ㈀구심성 연결 (afferent connections) :

    선조는 대뇌피질(cerebral cortex), 시상(thalamus)의 수질판내핵군(intralaminar nuclear group), 흑색질 치밀부(SNc), 편도체(amygdaloid body), 뇌간의 솔기핵(raphe nuclei) 등 여러 구 조에서 구심섬유를 받는다.. 이러한 구심섬유 들은 도파민, 세로토닌, 글루탐산 등 여러 가지 신경전달물질을 함유하고 있는 것이 특징이다.

   ⓛ피질선조로(corticostriate fiber): 대뇌피질에서온다.

거의 모든 신피질(neocortex)에서 기원되며 부위별 대응연결을 하고 있다. 특히 조가비핵(putamen)은 전두엽(frontal lobe)의 중심전이랑(precentral gyrus)에서 대부분의 구심성 섬유를 받으며, 미상핵(caudate nucleus)은 전전두엽피질(prefrontal cortex)에서 주로 구심섬유를 받는다. 피질선조로는 신경전달물질로 흥분성인 글루탐산(glutamic acid)을 함유하고 있다. 피질선조로의 신경원은 주로 대뇌피질의 내피라미드 층(internal pyramidal layer)에서 기원된다. 해마체(hippocampal formation)와 편도체(amygdaloid body)등 변연계(limbic system)에 속하는 구조에서는 주로 배쪽선조(ventral striatum)인 중격의지핵(nucleus accumbens septi)으로 신경섬유를 보내며, 주위의 미상핵 머리와 조가비핵으로도 투사섬유를 보낸다.

   ②시상선조로(thalamostriate fiber):시상의 수질판내핵군에서 나온다

주로 중심정중핵-다발옆핵 복합체(CM-PF complex)에서 기원되며, 역시 부위별로 대응연결되어 있다. 시상의 이 부위는 기저핵의 창백내핵(GPi)으로부터 구심섬유를 받는다. 흥분성으로 작용하며, 신경전달물질은 글루탐산으로 추측되나 아직 확실하게 알려지지 않았다.

  ③흑색선조로(nigrostriate fiber): 흑색질의 치밀부(SNc)에서 기원된다. 

  대부분 신경전달물질로 도파민(dopamine)을 함유하고 있다. 이 섬유는 선조의 제2형무극세 포(A II)를 억제하는 작용을 한다고 알려져 있다. 모든 흑색선조섬유가 도파민을 함유하고 있지는 않으며, 약 20% 정도는 도파민을 함유하고 있지 않다고 알려져 있다.

  ④편도선조로(amygdalostriate fiber): 편도체의 기저외측핵(basolateral nucleus)에서 기원된다.주로 배쪽선조(ventral striatum)인 중격의지핵(nucleus accumbens septi)으로 신경 섬유를 보내며, 미상핵 머리의 배쪽내측부와 조가비핵의 배쪽내측부로도 투사섬유를 보낸다

Amg 편도체(amygdaloid body)           CM 중심정중핵(centre median nucleus)

Ra 솔기핵(raphe nuclei, 봉선핵)          GP 창백핵(globus pallidus, 담창구)

CTX 대뇌피질(cerebral cortex)           SNr 흑색질 그물부

SNc 흑색질 치밀부                      STN 시상밑핵(subthalamic nucleus)

Thal 시상(thalamus)                     VS 배쪽시상(ventral striatum)

VP 배쪽창백(ventral pallidum)            1. 피질선조섬유(corticostriatal fiber)

2. 시상선조섬유(thalamostriatal fiber)      3. 흑색선조섬유(nigrostriatal fiber)

4. 편도선조섬유(amygdalostriatal fiber)     5. 솔기선조섬유(raphe striatal fiber)

 선조(striatum, STR; 미상핵 caudate nucleus 과 조가비핵 putamen)의 구심성 연결(afferent connections). 선조(STR)는 기저핵(basal ganglia) 전체의 입력부(input portion)로 대뇌피질(CTX), 시상(Thal), 흑색질 치밀부(SNr), 편도핵복합체(Amyg), 솔기핵(Ra) 등에서 오는 구심섬유를 받는다.

 ㈁ 원심성 연결 (efferent connections)

선조에서는 기저핵의 출력부인 창백핵(GP)과 흑색질 그물부(SNr)로 원심성 섬유를 보낸다

선조에서 창백핵으로 투사되는 선조창백섬유(striopallidal fiber)는 질서정연하게 부챗살 모양으로 창백핵의 내핵(GPi)과 외핵(GPe)에 모두 종지하며, 이 섬유다발을 윌슨의 필모섬유다발(pencil bundle of Wilson)이라고도 부른다. 일부 선조 신경원은 흑색질 그물부(SNr)로 이어지는 선조흑색질섬유(strionigral fiber)를 형성한다. 원심섬유의 신경전달물질은 대부분 억제성인 감마아미노부티르산(GABA)이며, 엔케팔린(enkephalin)과 섭스탄스 피(substance P)를 공유하고 있는 신경원이 많다. 창백외핵(GPe)으로 투사되는 신경원은 주로 감마아미노부티르산(GABA)과 엔케팔린(enkephalin)을 신경전달물질로 공유하고 있으며, D2 도파민수용체를 함유한다. 창백내핵(GPi)과 흑색질 그물부(SNr)로 투사되는 신경원은 주로 감마아미노부티르산(GABA)과 섭스탄스 피(substance P) 및 다이놀핀(dynorphin)을 공유하고 있으며, D2 도파민수용체를 함유하고 있다고 보고되어 있다. 헌팅튼병(Huntington's disease)에서 처음으로 파괴되는 구조는 창백외핵(GPe)으로 투사되는 선조의 신경원이라고 알려져 있다. 일부 선조신경원은 기저핵의 출력부가 아닌 흑색질 치밀부(SNc)로 직접 원심섬유를 보낸다. 이러한 선조신경원은 선조소체(striosome)에 있으며, 일부 변연피질(limbic cortex)에서 구심섬유를 받는다.

Amg 편도체(amygdaloid body)              GP 창백핵(globus pallidus, 담창구)

SNc 흑색질 치밀부(substantia nigra, pars compacta)

SNr 흑색질 그물부(substantia nigra, pars reticulata) 

STN 시상밑핵(subthalamic nucleus)         Thal 시상(thalamus)

VS 배쪽시상(ventral striatum)              VP 배쪽창백(ventral pallidum)

1. 선조창백섬유(striopallidal fiber)           2. 선조흑색질섬유(strionigral fiber)

3. 선조소체(striosome)에서 흑색질치밀부(SNc)로의 원심섬유

4. 배쪽선조배쪽창백섬유(ventrostriatoventropallidal fiber)

 선조(striatum, STR; 미상핵 caudate nucleus 과 조가비핵 putamen)의 원심섬유(efferent fiber). 대부분의 선조원심섬유는 기저핵(basal ganglia)의 출력부인 창백(globus pallidus, GO)과 흑색질 그물부(pars reticulata of substantia nigra, SNr)로 가기 때문에 이 연결은 기저핵 입력부와 출력부의 연결이라고 할 수 있다. 선조소체(striosome)에서 출발하는 일부 선조원심섬유만이 출력부가 아닌 흑색질 치밀부(SNc)로 이어진다.

   창백 (Pallidum)

 1.창백의 구조와 신경세포

창백은 창백핵(globuspallidus)을 말하며, 조가비핵(putamen)의 내측에 위치한다. 외측으로는 외측수질판(external medullary lamina)에 의해 조가비핵과 경계지워지며, 내 측으로는 내섬유막(internal capsule)에 의해 간뇌(diencephalon)와 구분된다. 중간에는 내측수질판(int ernal medullary lamina)이 있어 창백내핵(내측분절, internal or medial segment, GPi)과 창백외핵(외측분절, external or lateral segment, GPe)으로 나누어진다. 하등 포유류에서 창백내 핵은 대뇌각내핵(entopeduncular nucleus)이라고 한다.

신경세포는 선조의 신경세포에 비해 크며, 산재되어 있다. 대부분 다극신경원 이며 수상돌기에는 수상돌기가시(dendritic spine)가 많지 않다. 약간 붉은 빛을 띠는 선조와 달리, 옅은 회색으로 나타난다. 두꺼운 유수섬유다발이 지나가므로 수초염색에서는 선조에 비해 짙게 염색되는 섬유다발이 관찰된다. 창백핵의 바로 아래에는 배쪽창백(ventral pallidum)을 포함 하는 무명질(substantia innominata)이 위치해 있다.

 2.창백의 연결 (Pallidal Connections)

  ㈀구심성 연결 (afferent connections)

창백핵(GP)은 기저핵의 출력부로 선조(striatum)와 시상밑핵(subthalamic nucleus, STN)으로부터 구심섬유를 받는다

선조창백섬유(striopallidal fiber)는 부챗살 모양으로 창백핵의 내핵(GPi)과 외핵(GPe)에 모두 신경섬유를 보낸다. 창백외핵(GPe)으로 투사되는 섬유는 주로 감마아미노부티르산(GABA)과 엔케팔린(enkephalin)을 신경전달물질로 공유하고 있으며, 창백내핵(GPi)으로 투사 되는 신경원은 주로 감마아미노부티르산(GABA)과 섭스탄스 피(substance P) 및 다이놀핀(dynorphi n)을 공유하고 있다.

시상밑핵에서 기원되는 시상밑창백섬유다발(subthalamopallidal fiber bundle)은 선조창백섬유다발(striopallidal fiber bundle)에 비해 작다. 이들 섬유 역시 부위별 대응연결을 하고 있으며, 창백의 내핵(GPi)과 외핵(GPe) 모두에 종지한다. 반면 창백핵에서 시상밑핵으로 이어지는 창백시상밑다발은 창백외핵(GPe)에서만 기원한다.

 시상밑핵(subthalamic nucleus)의 연결. 시상밑핵(STN)은 주로 창백외핵(GPe)에서 구심섬유(창백시상밑핵섬유 pallidosubtahalmic fiber)에서 구심섬유를 받으며, 대뇌피질, 시상의 중심정중핵-다발옆핵 복합체(CM- PF complex)에서도 구심섬유를 받는다. 시상밑핵(STN)의 원심섬유는 창백내핵(GPi), 창백외핵(GPe), 흑색질 그물부(SNr) 등 기저핵 출력부 전체에 투사섬유를 보낸다.

 .

  ㈁원심성 연결 (efferent connections)

 창백에서는 시상, 시상밑핵(STN), 시상상부(epithalamus)의 외측고삐핵(lateral habenular nucleus), 뇌간의 대뇌각교뇌핵(pedunculopontine nucleus, PPN) 등 여러 부위로 원심성 섬유를 보낸다. 대부분의 섬유는 시상(thalamus)과 시상밑핵(STN)으로 투사된다

Amg 편도핵복합체       M I 일차운동영역        CM 중심정중핵

 MD 등쪽내측핵         PPA 전전두엽 연합영역  Thal 시상

PPN 대뇌각교뇌핵       SC 상구                 SMA 보완운동영역

STN 시상밑핵          GPi 창백내핵             SNc 흑색질 치밀부

STR 선조체            SNr 흑색질 그물부        GPe 창백외핵   

 VAmc 배쪽전핵거대세포부                  VApc 배쪽전핵소세포부

 VLm 배쪽외측핵내측부                     VLo 배쪽외측핵 구부

 VS 배쪽시상(ventral striatum)              VP 배쪽창백(ventral pallidum)

 1. 창백시상섬유(pallidothalamic fiber)        2. 흑색시상섬유(nigrothalamic fiber)

 3. 흑색질피개섬유(nigrotectal fiber)          4. 창백시상밑섬유(pallidosubtahalmic fiber)

 5. 덮개시상로(tectospinal tract)

 기저핵(basal ganglia)의 원심신경로(efferent fibers). 기저핵의 출력부인 창백핵(globus pallidus)과 흑색질 그물부(SNr)에서는 시상과 시상하해 및 뇌간으로 원심섬유를 보낸다. 창백내핵(GPi)에서는 시상(VLo, VApc, CM), 으로 원심섬유를 보내며, 창백외핵(GPe)에서는 시상밑핵(STN)으로 원심섬유를 보낸다. 흑색질 그물부에서는 시상(VLm, VAmc)과 중뇌의 상구(superior colliculus), 대뇌각교뇌핵(pedunculopontine nucleus, PPN)으로 연결되어 있다. 창백내핵(GPi)과 흑색질 그물부(SNr)의 원심섬유는 시상의 각기 다른 핵으로 원심섬유를 보낸다.

 @흑색질

흑색질은 교뇌중심회색질의 위쪽 끝부분에서 시상밑핵(subthalamic nucleus)이 나타나는 위치까지 거의 중뇌 전체에 걸쳐 있는 핵으로, 대뇌각기저부(crus cerebri)와 중뇌 피개(tegmentum) 사이에 위치해 있다.

흑색질은 피개쪽에 위치한 치밀부(pars compacta)와 대뇌각기저부쪽에 위치한 그물부(pars reticulata)의 두 부분으로 나누어진다.

  1.흑색질그물부

그물부의 신경원들은 도파민을 함유하고 있지 않으며 세포들의 밀도가 낮다. 전체적으로 치밀부보다 약간 위쪽에 위치해 있다. 이 세포의 형태는 기저핵에 속하는 창백핵(globus pallidus)의 세포와 비슷하며 실제로 서로 이어져 있는 부분도 있다(사노구역 field of Sano). 신경전달물질로 감마-아미노부티르산(γ-aminobutyric acid, GABA)을 함유한 세포들이 많다.

 2.흑색질 그물부(SNr)의 연결

  ㈀구심성 연결 (afferent connection)

   흑색질 그물부(SNr)는 주로 선조(striatum)에서 구심섬유를 받으며, 시상밑핵(STN)과 뇌간의 솔기핵(raphe nuclei), 그리고 대뇌각교뇌핵(PPN)에서도 약간의 구심섬유를 받는다고 알려져 있다.선조에서 흑색질 그물부(SNr)로 이어지는 선조흑색질섬유(strionigral fiber)는 부위별 대응 연결이 뚜렷하여, 미상핵 머리의 신경원은 흑색질 그물부의 상부로 투사되고, 조가비핵의 등쪽부분은 흑색질의 외측, 조가비핵의 배쪽부분은 흑색질의 내측으로 투사된다. 선조흑색질섬유는 주로 감마아미노부티르산(GABA)과 섭스탄스 피(substance P) 및 다이놀핀(dynorphin)을 공유하고 있다고 보고되어 있다.

시상밑핵(STN)에서 들어오는 상당 수의 시상밑흑색질섬유(subthalamonigral fiber)는 시상밑창백섬유(subthalamopallidal fiber)와 함께 시상밑핵의 주원심경로 중의 하나이다.

 ㈁원심성 연결 (efferent connection)

   흑색질 그물부(SNr)의 원심섬유는 시상의 외측배쪽핵-배쪽전핵(VL-VA)과 등쪽내측핵(MD), 상구(superior colliculus), 및 대뇌각교뇌핵(PPN)으로 연결된다.

  ①흑색질시상섬유(nigrothalamic fiber)

    시상의 외측배쪽핵 내측부(VLm), 배쪽전핵 거대세포부(VAmc), 등쪽내측핵의 소세포부(MDpc)와 부수질판부(MDpl)로 투사되며, 창백시상섬유나 소뇌시상섬유와 중복되지 않게 종지하는 것이 특징이다

  ②흑색질피개섬유(nigrotegmental fiber):흑색질 그물부(SNr)에서 뇌간으로 이어진다. 흑색질에서 상구로 이어지는 경로는 조류나 파충류에서는 기저핵의 주출력경로이다

    교뇌와 중뇌의 경계부에서 시작되어 적색핵의 아래쪽 끝부분까지 뻗어 있는 대뇌각교뇌핵(PPN)은 아세틸콜린(acetylcholine)을 신경전달물질로 함유한 콜린성신경원(cholinergic neuron, Ch5 세포군)이며 제뇌동물(decerebrate animal)에서 이 핵의 신경원을 자극하면 사지가 교대로 움직이는 반사적인 보행운동이 일어나기 때문에 중뇌보행영역(mesencephalic locomotor region)이라고도 한다.

 흑색질 그물부의 원심성 신경원도 신경전달물질로 GABA를 함유하고 있다.

 3.흑색질 치밀부 (SNc)

  치밀부(SNc)에는 멜라닌색소(melanin pigment)가 세포질 내에 있는 큰 신경원들이 밀집되어 있으며, 이 세포들은 신경전달물질로 도파민(dopamine)을 함유하고 있다. 치밀부(SNc)의 세포들은 큰 다극세포(multipolar neuron)로 핵소체는 크고 뚜렷하며, 니슬소체도 크고 짙게 염색되며 뚜렷하다. 두세 개의 긴 수상돌기(dendrite)가 나타나기도 한다. 멜라닌색소는 생후 4년 이후에나 나타나기 시작하며 나이가 많아질수록 점차 증가한다. 이 부분은 설치류의 A9 세포군에 해당된다.

 4.흑색질 치밀부(SNc)의 연결

  ㈀구심성 연결 (afferent connection)

    흑색질 치밀부(SNc)에는 창백핵의 내핵(GPi), 외핵(GPe) 두 부분 모두에서 기원되는 창백흑색질섬유(pallidonigral fiber)가 종지한다. 선조에서도 직접 연결되는 신경섬유가 있다. 선조에서 흑색질 치밀부로 직접 연결되는 선조신경원은 선조소체(striosome)에 있으며, 일부 변연피질(limbic cortex)에서 구심섬유를 받는다고 알려져 있다. 흑색질 치밀부는 대뇌피질에서 구심섬유를 받는다는 보고도 있다

  ㈁원심선 연결 (efferent connection)

    흑색질 치밀부(SNc)의 도파민함유신경원은 주로 선조(striatum)로 원심섬유(흑색선조섬유 nigrostriatal fiber)를 보낸다. 이 섬유다발은 부위별 대응연결을 하고 있다. 흑색선조섬유는 선조의 제2형무극세포(A II)를 억제하는 작용을 한다고 알려져 있다. 흑색선조섬유가 기원되는 모든 신경원이 도파민을 함유하고 있지는 않으며, 약 20% 정도는 도파민을 함유하고 있지 않다고 알려져 있다. 선조(striatum)로 투사되는 흑색질 치밀부의 도파민성원심섬유를 선조관련도파민계(mesostriatal dopaminergic system)라고도 한다.

  시상밑핵 (Subthalamic Nucleus)

 시상밑핵(subtahalamic nucleus, STN)은 양쪽이 모두 볼록한 볼록렌즈 형태의 핵으로 간뇌(diencephalon)에서 파생된 구조이다. 배쪽 외측으로는 내섬유막(internal capsule)이 있고, 배쪽 내측으로는 렌즈핵다발(lenticular fasciculus)의 신경섬유가 지나간다. 위쪽으로는 포렐 H2 구역(Forel's field H2)을 사이에 두고 불확정구역(zona incerta)과 닿아있다. 흑색질의 위쪽 끝부분의 등쪽 외측에 있으며, 적색핵의 외측에 위치한다.

1.시상밑핵(STN)의 연결

 ㈀구심성 연결 (afferent connection)

  시상밑핵(STN)은 주로 창백외핵(GPe)에서 구심섬유(창백시상밑핵섬유 pallidosubthalamic fiber)를 받는다. 입력부인 선조로 투사섬유를 보내지 않고 출력부인 창백으로 투사섬유를 보내는 구조는 시상밑핵이 유일하다

  일차운동영역(M I), 전운동영역(premotor area) 및 전전두엽피질(prefrontal cortex)을 포함한 대뇌피질, 시상의 중심정중핵-다발옆핵 복합체(CM- PF complex), 중뇌의 대뇌각교뇌핵(PPN)에서도 구심섬유가 들어온다고 보고되어 있다

㈁원심성연결

  배쪽선조(Ventral Striatum)와 배쪽창백(Ventral Pallidum)

선조체(corpus striatum)의 배쪽에는 경계가 명확하지 않은 핵군이 있으며 이 부위를 전뇌기저부(basal forebrain)라고 한다. 이 부분은 전관통질(anterior perforating substance)의 심부에 있는 회색질인 무명질(substantia innominata)과 그 앞쪽에 위치하는 중격의지핵(nucleus accumbens, nucleus accumbens septi) 및 그 주위부분을 말한다. 전관통질의 앞쪽 경계에는 후각삼각과 내측, 외측후각선조가 있고, 외측으로는 전이상엽피질(prepyriform cortex)과 편도체주위피질(periamygdaloid cortex)이 있다. 뒤쪽 경계는 브로카대각선조(diagonal band of Broca)와 시각로(optic tract), 시각신경교차(optic chiasm)로 이루어져 있다. 브로카대각선조는 중격부에서 기원되는 섬유다발로, 전관통질의 뒤쪽에까지 뻗어 있는 신경로이다. 전관통질의 표면은 내경동맥(internal carotid artery)이 전대뇌동맥(anterior cerebral artery)과 중간대뇌동맥(middle cerebral artery)으로 나누어지는 부분이며, 여기에서 나오는 수많은 중심가지(central branch)들이 이 부분을 뚫고 대뇌로 들어가기 때문에 관통질이라고 불리운다. 후각삼각의 바로 뒷부분 즉, 전관통질의 앞부분은 후각이 발달된 동물에서는 뚜렷하게 융기되어 있어 후각결절(olfactory tubercle)이라고 한다. 사람에서 후각결절 부위는 뚜렷하지 않다.

최근에는 대뇌기저부(basal forebrain area)에 있는 중격의지핵(nucleus accumbens)과 무명질(substantia innominata)의 기저핵에 포함시킨다. 이들을 이루는 세포의 형태와 연결이 선조체와 매우 비슷하며, 특히 중격의지핵은 선조의 배쪽 연장이라고 생각되므로 배쪽선조(ventral striatum)라 하고, 무명질의 일부는 창백핵의 배쪽 연장이라 생각되므로 배쪽창백(ventral pallidum)이라고 한다. 반면 선조와 창백은 등쪽선조(dorsal striatum)와 등쪽창백(dorsal pallidum)이라고 한다.

중격의지핵(nucleus accumbens, nucleus accumbens septi)은 미상핵 머리(head of caudate nucleus)와 조가비핵(putamen)의 배쪽에 있으며 두 핵이 내섬유막 아래에서 이어지는 부분이다. 이 핵 신경세포의 형태는 선조와 매우 비슷하여 중간크기의 세포들이 밀집되어 있는 형태로 나타난다.

중격의지핵의 배쪽 뒤쪽에는 무명질이 있다. 무명질에는 마이네르트기저핵(basal nucleus of Meynert)이 있으며 이 부분의 신경원은 아세틸콜린(acetylcholine)을 함유하고 있고 알츠하이머병(Altzheimer's disease)에서 현저한 변화가 나타나는 부위이다. 마이네르트기저핵의 신경원은 매우 크며, 아세틸콜린(acetylcholine)을 신경전달물질로 함유하고 있다. 이 핵은 메술램(Mesulam)의 Ch4 세포군에 해당되는 부위로 아세틸콜린성 신경핵 중 가장 크고 뚜렷하다. 중격핵에 있는 Ch1-Ch3 세포군과 함께 거대세포기저내측종뇌핵군(magnocellular basomedial telencephalic nuclear group)이라는 명칭으로 불리운다.

무명질에서 마이네르트기저핵을 제외한 비콜린성 부위는 창백핵과 이어져 있고, 신경세포의 형태와 연결도 창백핵과 비슷하기 때문에 이를 배쪽창백(ventral pallidum)이라고 한다.

배쪽창백과 배쪽선조는 전뇌기저부에 속하는 구조로 변연계(limbic system)로 분류하는 경우도 있지만, 대부분의 경우에는 기저핵(basal ganglia)의 일부로 분류한다. 이 부분은 기저핵의 일부로 변연계와 고도로 연결되어 있기 때문에 변연기저핵(limbic basal ganglia)이라고도 불리운다.

1.배쪽선조(ventral striatum)와 배쪽창백(ventral pallidum)의 연결

기저핵에서 이 부분은 주로 변연계(limbic system)와 연결되어 있으며, 체운동기능(somatic motor function)에 관계된 부분에 비해 복잡하게 연결되어 있다. 선조-창백핵에서 같이 배쪽선조(ventral striatum)가 입력부이며 배쪽창백(ventral pallidum)이 출력부이다

㈀배쪽선조(ventral striatum)

 역시 선조와 마찬가지로 대뇌피질, 시상, 편도체(amygdaloid body), 뇌간의 도파민함유신경원, 솔기핵 등에서 구심섬유를 받는다. 다만 대뇌피질은 주로 변연피질(limbic cortex)이며, 도파민함유신경섬유는 선조와는 달리 배쪽피개구역(ventral tegmental area, A8)에서 주로 기원한다.

배쪽선조, 즉 중격의지핵으로 투사되는 대뇌피질부위는 내측전뇌피질(medial frontal cortex), 내후각뇌피질(entorhinal cortex), 해마형성체(hippocampal formation)의 해마이행부(subiculum)이며, 해마이행부에서의 연결은 부위별 대응연결을 하고 있어 해마이행부의 앞쪽 부분은 중격의지핵의 내측으로 투사되고 뒤쪽부분은 중격의지핵의 외측부분으로 투사된다. 변연피질에서 중격의지핵으로 연결되는 피질선조섬유(cortico-striate fiber)의 신경전달물질은 흥분성인 글루탐산(glutamic acid)이나 아스파라긴산(aspartic acid)이다. 시상에서는 중간핵군(midline nuclear group)에 속하는 맥락끈옆핵(paratenial nucleus)에서 구심성섬유를 받는다.

배쪽선조로 들어오는 편도체선조섬유(amygdalostriate fiber)는 주로 기저편도체핵(basal amygdaloid nucleus)에서 기원되며 피질선조섬유와 같이 부위별 대응연결을 하고 있다.

배쪽피개구역(ventral tegmental area, A8)에서 기원되는 도파민함유신경섬유는 선조에도 일부 종지하지만 대부분은 중격의지핵으로 이어진다. 반면 흑색질치밀부(SNr)에서는 거의 구심섬유가 들어오지 않는다.

배쪽선조의 원심섬유는 상당 부분이 배쪽창백으로 이어지지만, 주로 기저핵의 출력부로만 이어지는 선조의 원심섬유와는 달리 변연계의 다른 부분(중격핵, 시상하부, 배쪽피개구역, 솔기핵, 중뇌수도관주위회색질 등)으로 이어지는 원심섬유도 많다. 배쪽선조에서 배쪽창백으로 이어지는 선조창백섬유도 신경전달물질로 감마아미노부티르산(GABA)과 섭스탄스 피(substance P), 엔케팔린(enkephalin) 및 다이놀핀(dynorphin)을 함유하고 있다. 이들 중 엔케팔린(enkephalin)성 섬유는 등쪽창백으로도 이어지지만 섭스탄스 피(substance P)를 함유하는 신경종말은 배쪽창백에만 종지한다.

㈁배쪽창백(ventral pallidum)

  주로 배쪽선조에서 구심성섬유를 받지만, 배쪽선조로 연결되는 거의 모든 부위(변연피질, 시상 중간핵군, 편도체, 배쪽피개구역 등)에서 구심섬유를 받는다.

원심섬유는 시상의 등쪽내측핵(MD)과 중간핵군(midline nuclei)을 경유하여 전전두엽피질(prefrontal cortex)로 연결되는 경로가 주경로이지만, 흑색질치밀부(SNr)와 배쪽피개구역(VTA) 및 대뇌각교뇌핵(pedunculopontine nucleus)으로도 이어진다.

기저핵의 연결회로

기저핵의 원심성연결은 주로 시상(thalamus)의 VL-VA 핵복합체-보완운동영역(supplementary motor area, SMA)-일차운동피질(M I)로 이어지며, 피라미드로(pyramidal tract)를 통해 하위운동신경원(lower motor neuron)에 영향을 준다. 또한 일차운동영역에서는 기저핵으로도 원심섬유를 보낸다. 따라서 기저핵의 회로는 운동피질에서 나가는 피라미드로(pyramidal tract)의 한 부회로(subcircuit)라고 말할 수 있으며 기저핵의 손상으로 나타나는 여러 가지 불수의적 운동은 피라미드로를 절단하면 모두 없어지게 된다.

 BG 기저핵(basal ganglia)

 SMA 보완운동영역(supplementary motor area)

UMN 상위운동신경원(upper motor neuron)

 LMN 하위운동신경원(lower motor neuron)

기저핵의 연결을 자세히 살펴보면 대부분이 어느 한 부분에서 시작되어 다른 부분을 거쳐 다시 시작된 곳으로 되돌아오는 회로(circuit)을 구성하고 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 회로들은 여러 종류의 평행한 회로(parallel circuit)로 구성되어 서로 중복되지 않는 것이 특징적이다. 여기에 또한 여러가지 짧은 부회로(accessory circuit)가 있다.

기저핵의 주회로는 선조-출력부(창백 GP 과 흑색질 그물부 SNr)-시상(VL-VA)-운동피질(motor cortex)-선조를 잇는 회로(그림 9-13, 9-14)라고 생각되지만, 선조-창백(GP)-흑색질 치밀부(SNc)-선조를 연결하는 회로와 창백외핵(GPe)-시상밑핵(STN)-출력부(창백 GP 과 흑색질 그물부 SNr)를 잇는 회로 역시 주요한 부회로이다. 이 이외에 선조-창백(GP)-시상(CM-PF)-선조를 잇는 회로와 선조-창백(GP)-외측고삐핵(lateral habenular nucleus, LHN)-솔기핵(raphe)-선조를 잇는 회로, 출력부와 대뇌각교뇌핵(PPN)이 이루는 회로도 있다. 또한 이러한 회로 내의 신경원은 상당히 여러 가지의 신경전달물질을 함유하고 있다. 또한 선조에서 창백을 거치지 않고 직접 흑색질 치밀부(SNc)를 경유하여 선조로 돌아오는 회로도 있다.

주회로인 선조-출력부-시상-운동피질을 잇는 회로는 다시 두 가지의 회로로 나눌 수 있다. 그 하나는 선조-창백내핵(GPi)-시상(VLo, VApc, CM)-보완운동영역(SMA)-일차운동영역(M I)-선조를 잇는 회로(그림 9-13) 는 선조-흑색질그물부(SNr)-시상(VLm, VAmc, MD)-전전두엽피질(prefrontal cortex)-일차운동영역(M I)을 잇는 회로(그림 9-14)이다. 창백(GP)에서 나가는 창백시상섬유는 시상의 VLo, VApc, CM 에 종지하며, 흑색질 그물부(SNr)에서 나가는 섬유는 시상의 VLm, VAmc, MD 에 종지된다. 또한 이 두 회로의 입력과 출력에 약간의 차이가 있다. 선조-창백(GP)으로 이어지는 회로는 주로 조가비핵을 통해 전운동영역이나 운동-감각영역에서 입력을 받으며, 출력은 보완운동영역(SMA) 쪽으로 나간다. 이를 주회로(main loop)이라고 한다(그림 9-13). 반면 선조-흑색질 그물부(SNr)로 이어지는 회로는 주로 전전두엽의 연합피질(prefrontal association cortex)에서 미상핵(caudate nu cleus)을 거쳐 입력을 받으며, 출력은 역시 전전두엽 연합피질 쪽으로 나가게 된다. 이 회로는 전전두엽 '연합' 회로(prefrontal 'association' loop)라고 한다

BG 기저핵(basal ganglia)

 STR 선조(striatum)

SNr 흑색질 그물부(pars reticulata, substantia nigra)

 Thal 시상(thalamus)

PAC 전전두엽 연합영역(prefrontal association area)

 M I 일차운동 영역(primary motor area)

LMN 하위운동신경원(lower motor neuron)

흑색질 그물부(SNr)와 시상(VLm, VAmc, MD)을 경유하는 기저핵의 회로(전전두엽 '연합' 회로prefrontal 'association' loop).

 대뇌피질-기저핵-시상-대뇌피질을 잇는 회로는, 이 회로 이외에도 변연계의 일부인 대상이랑 앞부분(anterior cingulate gyrus)에서 주로 입력을 받아 배쪽선조-배쪽창백을 거쳐 시상의 등쪽내측핵(MD)으로 이어져 다시 변연계로 투사되는 회로도 있고, 전운동영역의 전안구운동영역(frontal eye field)에서 주로 입력을 받아 미상핵의 체부(body)-창백내핵(GPi)-흑색질 그물부(SNr)를 거쳐 다시 전안구영역으로 투사되는 안구운동회로(oculomotor loop)도 있다

BG 기저핵(basal ganglia)

 STR 선조(striatum)

SNr 흑색질 그물부(pars reticulata, substantia nigra)

 Thal 시상(thalamus)

FEF 전두엽안영역(frontal eye field)

 M I 일차운동 영역(primary motor area)

 SC 상구(superior colliculus)

 LMN 하위운동신경원(lower motor neuron)

대뇌피질의 전안구영역(frontal eye field, 전두엽안구영역)-미상핵의 체부(body)-창백내핵(GPi)-흑색질 그물부(SNr)를 거쳐 다시 전안구영역으로 투사되는 안구운동회로(oculomotor loop). 일부 원심섬유는 상구(superior colliculus)로 연결되어 덮개척수로(tectospinal tract)를 통해 안구운동에 영향을 주기도 한다.

선조-흑색질 그물부(SNr)를 잇는 회로도 등쪽외측 전전두엽회로(dorsolateral prefrontal loop)와 외측 안와전두엽회로(lateral orbitofrontal loop)로 다시 나눌 수 있다

이와 같이 다양한 기저핵의 회로를 살펴보면 대뇌피질을 통해 기저핵으로 들어오는 입력이 기저핵회로를 경유하는 동안 여러 회로와 부회로를 거쳐 어떠한 선택적인 신경원의 단위집단(모듈 module)을 통해 출력이 이루어진다는 사실을 추측할 수 있다. 이러한 기저핵회로의 특성은 이미 프로그램화 되어 대뇌피질에 저장되어 있는 운동프로그램(motor program, motor routines)을 적절하게 선택(selection)하는데 있어 매우 유리하다고 생각된다. 즉 기저핵은 정상 상태에서 대뇌의 피질이나 시상 등 다른 여러 부위에서 오는 수많은 다양한 입력을 받아 이를 적절하게 처리한 후 그 상황에 가장 알맞는 운동프로그램을 선택하는 기능을 한다. 따라서 이 회로에 이상이 생기면 잘못된 운동프로그램의 선택으로 인하여 여러가지 불수의적 운동(involuntary movement)이 일어나거나 또는 운동프로그램을 적절하게 선택하지 못하여 운동불능(akinesia), 운동감소(hypokinesia), 운동완서(bradykinesia) 등의 증상이 일어날 수 있다고 생각된다. 또한 이러한 회로는 대뇌피질에 저장되어 있는 여러 운동프로그램의 단편(fragment)을 모아 하나의 운동프로그램으로 완성시키는데 있어서도 유리한 구조로 생각된다

기저핵의 손상에 따른 운동장애

기저핵의 일부 또는 전부가 손상되면 대체로 수의운동장애(dyskinesia)와 근경직(muscle rigidity)을 포함한 근긴장도와 자세의 이상(disturbance of posture and muscle tone)의 두 종류의 운동장애가 일어난다. 수의운동장애에는 자신의 의도와 관계없이 일어나는 불수의적 운동(involuntary movement)인 떨림(tremor, 진전), 아테토시스(무정위운동증, athetosis), 무도병(chorea), 발리즘(ballism) 등과 마비(paralysis)는 없는데도 불구하고 비정상적으로 운동의 시작이 안되거나 느려지는 운동감소증(hypokinesia), 운동불능증(akinesia), 운동완서(bradykinesia)등의 증상이 있으며, 근긴장도(muscle tone)의 이상은 근긴장항진(hypertonia) 즉 근경직(muscle rigidity)과 근긴장감소(hypotonia)로 나눌 수 있다.

1.떨림(tremor, 진전)

 진폭(amplitude)과 주기(frequency)가 비교적 일정한 반복적인 운동이다. 기저핵 손상의 한 증상으로 나타나는 떨림은 수의운동을 하고 있지 않을 때 일어나며 수의운동이 일어날 경우에는 사라지는 휴지성 떨림(resting tremor)이다. 휴지성 떨림의 원인은 시상에서 기원되는 시상피질신경원(thalamocortical neuron)의 주기적인 활성 때문이라고 생각되고 있다. 이러한 경우 시상의 외측복측핵(VL)을 파괴하면 호전되는 경우가 많으며, 창백(GP)을 파괴하여도 이와 비슷한 결과가 오나 시상을 파괴하는 것 보다는 효과가 덜하다고 알려져 있다. 일차운동피질(M I)이나 추체로를 파괴하면 떨림은 없어지나 부전마비(paresis)가 온다. 파킨슨증후군의 주증상 중의 하나이며 간-렌즈핵변성(hepatolenticular degeneration, Wilson's disease)에서도 나타날 수 있다.

2.아테토시스(athetosis):

  사지의 원위부(distal limb)를 불규칙하게 뒤틀거나 꿈틀거리는 느린 운동으로 대부분 근경직(muscle rigidity)이 동반되어 연속된 근경련(muscle spasm)의 형태로 나타난다. 대부분의 경우 선조(striatum)와 대뇌피질에 병변이 있으나 창백핵(GP)이나 시상(thalamus)의 병변으로 인해 유발되는 경우도 있다. 뇌성마비(cerebral palsy) 환자에서 흔히 볼 수 있다

3.무도병(chorea):

  자신의 의지와는 관계없는 불수의적 운동이 마치 목적이 있는 운동처럼 활기 있고 우아한 연속적인 동작으로 나타난다. 대부분의 무도병에는 근긴장감소(hypotonia)가 동반되며, 주로 사지의 원위부와 얼굴의 표정근(muscles of ｅxpression!), 혀, 연하작용(deglutination)에 작용하는 근육 등에 잘 나타난다. 류마트열(rheumatic fever)의 합병증으로 올 수 있는 시드넘무도병(Sydenham's chorea)이나 유전적 질환인 헌팅튼병(Huntington's disease)의 대표적 증상의 하나로 주된 병변은 선조와 대뇌피질에 있다고 보고되어 있다

4.발리즘(ballism):격렬하게 사지를 휘두르는 불수의적 운동으로 상지대나 하지대 등 사지의 근위부 근육의 강력한 운동으로 나타난다. 이러한 경우 심한 근긴장감소(hypotonia)가 동반된다. 거의 대부분에서 시상밑핵(STN) 또는 시상밑핵과 연결된 주섬유다발이 손상된 경우에 나타나며, 흔히 손상 반대측에 일측성발리즘(hemiballism) 증상으로 나타난다.

5.운동불능증(akinesia)과 운동감소증(hypokinesia)

마비가 없음에도 불구하고 운동의 시작이 어렵거나 운동을 시작하는 빈도가 적어서 한 자세에서 다른 자세로의 이행이 곤란한 경우이며, 운동완서(bradykinesia)는 비정상적으로 운동이 느려지는 증상이다. 이들 모두는 파킨슨증후군에서 흔히 나타나는 증상이다.

6.근경직(muscle rigidity)

근육이 이완되지 않고 계속적으로 모든 근육이 수축하고 있는 상태로 일종의 근긴장항진증(hypertonia)이다. 근경직이 일어나는 원인에 대해서는 아직 잘 알려져 있지 않다. 근경직은 창백내핵(GPi)을 외과적으로 파괴하거나 시상의 VL 핵을 파괴하면 호전되며 척수의 후근을 잘라 척수로 들어가는 입력을 제거하거나 전각의 γ-운동신경원 활성을 억제하는 경우에도 감소된다고 알려져 있다. 근경직이 있는 경우에는 척수의 α-운동신경원과 γ-운동신경원에 대한 상척수성조절(supraspinal control)이 증가되고 강직성 신전반사(tonic stretch reflex)가 증가된다고 알려져 있으므로, 정상상태에서는 기저핵의 창백핵(GP)에서 나가는 억제성출력이 이를 감소시키지 않나 생각되고 있다. 근경직이 있는 관절을 억지로 펴려고 하면 마치 톱니바퀴가 돌아가는 것 같이 단계적으로 약간씩 펴지므로 이를 톱니바퀴현상(cogwheel phenomenon)이라고 한다.

반대로 근긴장감소(hypotonia)는 근육이 이완된 상태로 있는 것으로, 무도병과 발리즘에서는 근긴장감소가 동반된다.

7. 파킨슨증후군(Parkinson syndrome)

 대표적인 증상으로 이 질환의 원인은 흑색질 치밀부(SNc) 신경원의 파괴와 이에 따른 도파민(dopamine)의 결핍에 있다

기저핵의 병변으로 인한 증상들은 같은 선조의 손상의 경우에도 어떤 경우에는 무도병이 나타나고 다른 경우에는 아테토시스 또 다른 경우에는 근긴장이상이 나타나는 등 거의 동일한 부위가 손상된 경우에도 다양하게 나타난다. 또한 선조, 창백(GP), 시상의 손상시 모두 근긴장이상이 나타나는 등 여러 다른 부위의 손상이 비슷한 증상으로 나타나기도 한다. 또한 동일한 질환 예를 들면 간-렌즈핵변성(Wilson's disease)의 경우, 파킨슨증후군 비슷한 운동불능-근경직증후군이 나타날 수도 있고, 아테토시스나 근긴장이상이 나타날 수도 있으며, 또는 이들이 혼합되어 나타나기도 한다. 일산화탄소 중독으로 인한 파킨슨증후군(Parkinson syndrome)이나 지발성운동장애(tardive dyskinesia)의 경우에는 증상의 발현이 그 원인에 비해 상당히 늦으며, 거의 동일한 부위의 손상에서도 어떤 경우에는 증상이 나타나고 어떤 경우에는 증상이 나타나지 않는 것으로 보아서는 손상이 있는 부위의 정확한 해부학적 범위 또는 손상된 신경원이 함유한 신경전달물질에 차이가 있거는 것으로 생각되며, 손상된 신경원의 재생(regeneration)과도 관계가 있는 것으로 추측된다.

기저핵의 연결회로와 기능이상으로 미루어 볼때 이 부분은 운동프로그램을 형성하고 선택(selection)하는 역할을 맡는 것으로 추측된다. 즉 기저핵은 정상 상태에서 대뇌의 피질이나 다른 여러 부위에서 오는 수많은 다양한 입력을 받아 이를 적절하게 처리한 후 그 상황에 가장 알맞는 운동프로그램을 선택하는 기능을 한다. 따라서 이 회로에 이상이 생기면 잘못된 운동프로그램의 선택으로 인하여 여러가지 불수의적 운동이 일어나거나 또는 운동프로그램을 적절하게 선택하지 못하여 운동불능, 운동감소, 운동완서 등의 증상이 일어나는것으로 생각된다.

BBC 갈라파고스 (Galapagos), 블루레이 DVD, BlueRay / Sensibility

2008/08/12 21:13

http://noleafiris.blog.me/90034024027

의성어와 의태어, 한국인의 뇌에 그림을 그리다.

冬至(동지)ㅅ달 기나긴 밤을 한 허리를 버혀내여

春風(춘풍) 니불 아래 서리서리 너헛다가

어론님 오신 날 밤이여든 구뷔구뷔 펴리라

황진이

이름도 유명한 송도 기생 황진이가 깊은 밤 붓을 들었다. 오지 않는 님을 그리며 써 내려간 그녀의 시조는 오늘날까지 이어져 많은 이들의 심금을 울린다.

기나긴 밤을 이불 아래 ‘서리서리’ 넣었단다. ‘서리서리’라 함은 뱀이 감은 똬리 모양, 그만큼 복잡하게 얽혀 있는 감정을 일컬으니 님 없는 밤을 지새는 여인네의 외로움이 이보다 절실할 수 없다. 이어 여인은 그렇게 서리서리 넣었던 밤을 님이 오시거든 ‘굽이굽이’ 펼치겠다고 마음먹는다. ‘서리서리’와 마찬가지로 여러 굽이로 구부러지는 모양새를 뜻하는 ‘의태어’의 하나다.

우리말로는 꼴시늉말, 꼴흉내말이라고 하는 의태어는 ‘사람이나 사물의 모양이나 움직임을 흉내 낸 말’을 일컫는다. 이를테면 아기가 기어 다니는 모양은 ‘아장아장’, 사늘한 바람이 가볍고 보드랍게 자꾸 부는 모양은 ‘산들산들’로 표현하는 식이다.

한국어는 유독 의태어가 발달한 언어로, 한국어 사전에 수록된 의태어는 무려 4000 여 개에 달한다. 그 중 모양새를 흉내낸 형용 의태어가 1,000 단어, 움직이는 상태를 흉내낸 동작 의태어가 3,000 단어이다. (아예 ‘의태어’라는 개념조차 없는 나라가 상당히 많다.)

한편 ‘소리’를 흉내낸 의성어의 발달 역시 우리말의 특징이다. 한 실험에서 새가 지저귀는 소리를 각기 다른 국적을 가진 사람들에게 받아 적게 했다. 들려준 소리는 분명 같았지만 그 반응은 상이했다. 한국인은 망설임없이 “끽끽끽 으르르르르”라고 말하고 적은 반면, 미국인은 난감한 듯 두 어 번 흉내냈지만 분명한 표현은 하지 못했다. 고개를 갸우뚱하던 중국인은 ‘지지지 지지지’라고 흉내를 내곤, 그 표현을 찾으려 전자사전을 들추기까지 했다.

이러한 특징은 문학 작품에서도 고스란히 나타난다.

삐이 뱃쫑! 뱃쫑 하는 놈도 있고

호을 호로롯 하고 우는 놈도 있고

찌이잇 잴잴잴! 하는 놈도 있고 온통 산새들이 야단이었습니다.

박두진, 「사슴」중

문학 작품 뿐 아니다. 의성어와 의태어의 발달을 활용한 재미난 시도 중 하나인 연극 ‘사랑- 소리나다’(연출 정세혁)나 카툰 뮤지컬 ‘두근두근’, ‘버라이어티’ 등은 우리말이기에 가능했던 시도일 것이다.

[그림1] 의성어 연극 버라이어티의 한 장면

다른 말과 달리 의성어와 의태어는 보이고 들리는 바와 밀접하게 연관되어 만들어졌다. 다시 말하면 ‘시계’(時計)는 때 시(時)에 셈할 계(計)를 붙여 만들어졌지만, ‘시계를 휙 하고 던졌지만 여전히 재깍재깍하고 움직였다.’에서 쓰인 의태어 ‘휙’, 의성어 ‘재깍재깍’은 그 동작이나 소리를 흉내내어 만들어진 말이다. 어린이 교육용 책에 의성어와 의태어가 자주 등장하는 것도 아이들이 소리와 형태를 인식하고 상황을 상상하는 데에 도움이 되기 때문이다.

이를 뇌과학의 관점에서 과학적으로 설명하려는 시도가 다양하게 있어 왔다. 일본 전수대(專修大) 심리학과 나오유키(Naoyuki) 교수팀은 2003년에 발표한 논문에서 의성어의 시각화를 실험했다. 감정에 따른 얼굴 표정을 묘사하는 단어들을 피실험자들에게 제시하였다. 이 때 반응한 뇌의 영역 중에는 아래뒤통수이랑(inferior occipital gyrus) 부근의 선조외 시각피질(extrastriate visual cortex)이 있었다. 아래에서 보다 자세히 설명하겠지만, 브로드만 18, 19번을 포함하는 이 영역이 활성화되었다는 것은 뇌에서 ‘시각적 이미지’가 그려지고 있다는 것을 의미한다.

‘우리말’로 범위를 한정지은 연구를 살펴보자.

고려대 행동과학연구소 한종혜 박사 연구팀은 의성어와 의태어를 보고 있는 사람의 뇌가 어떤 반응을 보이는지 기능성자기공명영상장치(fMRI)를 통해 촬영했다.

30개의 의성어와 의성어가 아닌 60개의 단어가 피실험자의 화면에 차례로 나타난다. 의성어가 아닌 60개의 단어 중 36개는 진짜 단어이고 24개는 존재하지 않는 단어인데, 피실험자는 30초 동안 노출되는 각 단어에 'True'와 ‘False'로 답하게 된다. 즉 진짜 단어와 가짜 단어를 구분하는 과정을 통해 피실험자가 화면상의 단어를 적극적으로 인식하게끔 유도한 것이다. 이 과정이 fMRI로 촬영되었음은 물론이다.

결과적으로 의성어에 노출되었을 때만 활성화된 영역은 대뇌피질에서 좌우 방추회와 좌측 측두회, 그리고 브로드만 영역 19번(BA19), 의태어 단어에서만 활성화된 영역은 브로드만 영역 6번(BA6)와 우측열, 의성어이면서 의태어인 단어(예를 들면 ‘토닥토닥’은 잘 울리지 아니하는 물체를 잇따라 가볍게 두드리는 소리나 모양 모두 의미한다.)를 봤을 땐 좌우양측 소뇌, 베르니케 영역, 브로드만 영역 47번(BA47), 그리고 브로드만 영역 19번(BA19)이 공통으로 활성화되었다.

[그림2] 의성어와 의태어를 보았을 때 활성화된 뇌의 영역

여기서 ‘브로드만 영역’은 대뇌 피질을 기능에 따라 구분해놓은 ‘뇌의 지도’라고 할 수 있는데, 브로드만 18, 19번은 ‘마음의 눈’(Mind's eve)이라고 불리는 영역으로, 우리가 상상을 할 때 바로 이 영역에 이미지가 그려진다고 밝혀진 바 있다. (그 중에서도 브로드만 영역 19번에 위치한 방추회는 ‘얼굴’을 인식하는 역할을 하는 영역으로 알려져 있다.) 이 부분이 활성화된 것은 소리나 움직임을 흉내낸 단어만 보아도 뇌가 이미지를 그렸기 때문이다. 프랑스 카엔 대학에서 음악을 감상하는 사람의 뇌를 관찰했을 때 활성화된 영역도 바로 이 부분이다. 즉, 비발디의 곡을 들으며 산들산들한 봄의 풍경을 머릿속에 그리는 것처럼 ‘사르르 바람이 와서 어머님 모시 치맛자락을 산들산들 흔들어 주었습니다.’(주요섭, 사랑손님과 어머니 中)란 구절을 읽을 때도 마찬가지라는 것이다. 즉, 의성어(의태어) *.txt가 뇌 속에서 *.jpg, *.wav 파일로 전환되는 셈이다.

그런데 여기서 한 가지 의문이 든다. 하나. 왜 우리말에서 의성어와 의태어가 도드라지게 발달했을까.

다양한 이유가 있겠지만, 우리 민족의 인류학적 뿌리에서도 그 이유를 찾을 수 있다. 한서대 얼굴연구소 조용진 교수의 연구에 따르면 한국인은 30%의 남방계. 70%의 북방계로 구성되어 있다. 이 분류에 따라 뇌를 분석해보면 남방계는 순차, 논리, 수리를 담당하는 좌뇌가 우세하며 북방계는 시각, 청각의 직관적 정보 처리를 맡는 우뇌가 더 발달되어 있다고 알려져 있다. 바로 이러한 점에서 우리말 의성어, 의태어가 잘 발달한 이유를 찾을 수 있다는 것이 조용진 교수의 설명이다.

[그림3] 최채선 명창의 판소리 춘향가 완창

태산같은 욋덩이/ 뱃전능 움죽/ 풍랑은 우루루루루

물결은 워리렁/ 출렁 뒤척/ 백전을 탕탕 와르르

심청이 거동봐라/ 바람맞은 사람처럼/ 이리비틀 저리비틀/ 뱃머리로 우루루루

아이고 하나님/ 명천이 감동하사/ 애비의 허물일랑/ 심청 몸으로 대신하고

아비의 어두운 눈을/ 밝게 점지 하옵소서

기러기 낙수 격으로/ 떴다 물에가 풍덩

향화는 풍랑을 쫓고/ 명월은 해문에 잠겼구나

<판소리 심청가 중 ‘선창가’의 일부>

의성어와 의태어의 사용이 빈번한 장르 중 하나가 판소리이다. 북장단을 짚어주는 고수 하나와 소리꾼 하나가 등장해 기껏해야 부채 하나 들고 벌이는 것이 판소리. 화려한 춤사위도 다채로운 악기의 풍악도 없이 ‘소리’로만 승부해야 하는 무대다. 게다가 배우는 하난데 인물은 수십인 상황에서 관객에게 재미를 주기란 여간 어려운 일이 아니다. 혹 의성어와 의태어가 빈번하게 사용되는 것이 바로 판소리의 흡인요소가 아닐까. ‘풍랑이 몰아치고 물결이 흔들린다‘보단 ‘풍랑은 우루루루루, 물결은 워리렁’을 들었을 때가 훨씬 역동적일 테니 말이다.

흔히 ‘언어가 사고를 지배한다’고 하지만, ‘언어가 사고를 주형화한다’는 것이 보다 정확한 표현인 듯하다. ‘자장자장’하며 재워주는 엄마의 품에서 말을 깨쳤고 굴러가는 개똥을 보며 ‘까르르’, ‘데굴데굴’ 웃으며 학창시절을 보냈다. 남자친구와 헤어지곤 ‘주르륵’ 눈물로 며칠 밤을 ‘꼴딱’ 세워보기도 했다. 핸드폰 부여잡고 헤어진 그의 연락을 기다리던 밤이면 ‘서리서리’ 넣었던 황진이의 마음이 이랬을까 싶어 ‘꺼이꺼이’ 그녀 흉내를 내보기도 했다. 수업 시간에 ‘꾸벅꾸벅’ 졸다가 두 손 ‘번쩍’ 들고 벌섰던 적은 또 몇 번이던가.

생각해 볼 일이다. 지금 여러분의 머릿속에 떠오른 기억, 그리고 이미지에 의성어, 의태어의 흔적이 묻어나고 있진 않은지 말이다.

참고문헌

- Jong-Hye Han , Wonil Choi, Yongmin Chang, Ok-Ran Jeong and Kichun Nam, “Neuroanatomical Analysis for onomatopoeia and Phainomime Words fMRI Study“, Springer Berlin / Heidelberg, Volume Volume 3610 (2005) pp. 850-854

- Naoyuki O., Mariko O., Hirohito K., Masanao M., Hidenao F. and Hiroshi S “An emotion-based facial ｅxpression word activates laughter module in the human brain:a functional magnetic resonance imaging study”, Neuroscience Letters Vol. 340, Issue 2 ,(2003) 127-130.

- MBC 한글날 특집 다큐멘터리 “한글, 소리를 보이다”

- KAIST 뇌과학연구센터 <Dr.Han의 뇌과학이야기>

- 채완, “시조와 판소리 사설의 의성어 연구”, 한민족문화학회, 한민족문화연구, 7권 (2000)

한글 우수성: 나랏말ㅆ.미 두뇌에 좋아 (1)  

요즘 TV를 보면 서투른 한국어로 한국 연예인의 이름을 외치는
외국인 ‘오빠 부대’가 심심찮게 등장한다.
베트남이나 몽골에서도 한국어로 한국 가수의 노래를
흥얼거리며 따라 부르는 젊은이를 쉽게 볼 수 있다고 한다.
중국에는 한국어학과가 개설된 대학이 27개로 학생 수는 3942명이나 된다.
일본에는 한국어학과가 개설된 대학이 7개뿐이지만
일본 청소년들이 한국에 관심을 많이 가지면서
한국어를 가르치는 고등학교가 247개로 늘었다.
그 어느 때보다 지금 한국어는 세대 공감을 넘어
‘세계 공감’을 얻고 있다. 이유가 뭘까.

- 나눗셈에 강한 한국어 -

1996년 프랑스에서 세계 언어학자들이 한 자리에 모이는 학술회의가 있었다.
그 회의에서 한국어를 세계 공용어로 쓰면 어떻겠냐는 토론이 있었다고 한다.
안타깝게도 한국의 학자들은 참석하지 않았다.
유명한 언어학자인 영국 리스대 제프리 샘슨 교수 역시
한국어를 극찬한 적이 있다.
그는 한글이 발음기관을 본 따 글자를 만들었다는 독특함을 높이 샀다.
한 예로 연구개음인 기역(ㄱ), 키읔(ㅋ), 쌍기역(ㄲ)의 경우
ㄱ과 같은 기본 글자에 획을 더해 ㅋ, ㄲ처럼
음성학적으로 동일계열의 글자를 만든 것은 대단히 체계적이고 과학적이라고 평가했다.
1997년 유네스코가 훈민정음을 세계기록유산으로 지정하고
매년 문맹퇴치에 큰 공을 세운 사람에게 주는 상을
‘세종대왕상’으로 명명한 것도 같은 맥락이다.
언어연구에서 세계 최고인 영국 옥스퍼드대는
세계 모든 문자를 합리성, 과학성, 독창성 등의 기준으로 순위를 매긴 적이 있는데,
이 때 1위를 차지한 것이 한글이다.
미국의 과학 잡지 ‘디스커버’도
세계에서 가장 우수하고 뛰어난 문자를 한글이라고 발표했다.
한국어는 실제로 얼마나 ‘과학적’일까?
필자는 2000년 한국, 미국, 스위스, 일본, 크로아티아 아동을 대상으로
나눗셈의 개념 발달을 비교 연구한 적이 있다.
그 결과 한국 아동이 나눗셈 문제를 가장 잘 처리하는 것으로 나타났다.
그 이유 중 하나는 바로 한국어 표현이 쉽기 때문이었다.
우리말은 물론 중국어에 어원을 둔 어휘와 순수 한국어 어휘가 있기는 하지만,
모든 사람이 개념을 쉽게 표현할 수 있도록 과학적이고 체계적이다.
예를 들어 1/4은 한국어로 ‘사분의 일’로 읽는다.
‘사분의 일’은 ‘넷으로 나눈 것 중 하나’라는 뜻이다.
읽으면서 동시에 나눗셈의 개념이 파악된다.
반면 영어에서는 1/4을 ‘원 포스’(one fourth)로 읽기 때문에
아동들이 나눗셈의 개념을 이해하는데 어려움을 겪었다.
다른 수 개념도 마찬가지다. 한국어로는 11, 12, 13을 각각 열하나, 열둘, 열셋으로 읽는다.
‘열하나’는 열에 하나를 더한 것,
‘열둘’은 열에 둘을 더한 것과 같기 때문에 이해하기 쉽다.
하지만 영어에서는
11, 12, 13을 ‘일레븐’(eleven) ‘투웰브’(twelve) ‘설틴’(thirteen) 등으로 읽기 때문에
11을 10(텐, ten)에 1(원, one)을 더한 것과 같은 방식으로 생각하기 어렵다.
수를 나타내는 언어의 표현 방법이
어린 아동의 수 개념의 형성에 영향을 끼치는 것이다.
오스트리아 빈 의대가 세계 50개국 국민들의 평균 지능지수(IQ)를 비교한 결과
한국이 홍콩에 이어 두 번째로 높다고 발표한 적이 있는데,
이 때 상위권 국민은 계산 능력이 뛰어났다.
이런 결과 역시 한국어의 수 개념 표현 방법과 무관하지 않을 것이다.

- 개굴개굴이 겨울연가 인기 비결? -

베트남 국민은 한국문화가 세련되고 인간적이라 좋다고 하고,
중국 사람들은 한국 드라마의 풍부한 소재와 완성도를 높이 산다고 한다.
이는 한국인의 정서와 감수성에 공감한다는 뜻이기도 하다.
그 일면에는 한국어의 공이 있다.
자연에 존재하는 수많은 소리와 움직임을 나타내는 의성어와 의태어가 대표적인 예다.
지난해 필자와 공동연구팀은 사람이 의성어나 의태어 단어를 보는 동안
어떻게 대뇌 활성화가 이루어지는지 규명하기 위해
기능성자기공명영상(fMRI) 연구를 실시했다.
피험자에게 화면에 의성어, 의태어 단어를 보여주고 뇌영상을 찍은 후 분석을 실시했다.
의성어 단어에서만 활성화된 영역은
대뇌피질에서 좌우 방추회와 좌측 측두회, 그리고 브로드만 영역 19번(BA19)이었다.
의태어 단어에서만 활성화된 영역은 브로드만 영역 6번(BA6)과 우측열이었다.
의성어이면서 의태어인 단어를 봤을 때 공통적으로 활성화된 부분은
좌우양측 소뇌, 베르니케 영역, 브로드만 영역 47번(BA47)
그리고 브로드만 영역 19번(BA19)이었다.
그런데 이 실험에서 아주 흥미로운 결과를 하나 발견했다.
브로드만 영역 19번(BA19)에 위치한 방추회는
원래 얼굴 인식에 중요한 역할을 하는 부분이다.
피험자가 의성어나 의태어를 문자로만 봤을 뿐인데도
이 영역이 활성화됐다는 것은
눈으로 단어만 봐도 뇌에서 영상을 떠올린다는 것을 의미한다.
텍스트 파일이 뇌에서 그림이나 동영상 파일로 전환되는 셈이다.
‘개굴개굴’이라는 단어를 보면
연못가에서 시끄럽게 울어대는 개구리가
머릿속에 하나의 장면처럼 떠오르고,
‘아장아장’이라는 단어를 보면 막 걷기 시작한 아기가
종종걸음으로 방 안을 돌아다니는 장면을 연상하는 것이다.  
똑딱똑딱, 멍멍, 까르르, 꼬끼오, 꼬르륵, 딸랑딸랑 등 한국어에서 의성어는 셀 수 없이 많다.
근질근질, 까슬까슬, 깡충깡충, 꾸벅꾸벅, 머뭇머뭇, 무럭무럭, 부들부들 등
의태어의 수는 무려 2196개에 달한다고 한다.
반면 영어나 불어는 의성어의 수도 적을뿐더러 심지어 의태어의 경우
‘의태어’라는 용어조차 없다.
그렇다면 한국어에만 있는 의성어와 의태어의 다양한 표현이
한국인의 감성을 풍부하게 만드는데 크게 기여하지는 않았을까.
모양과 움직임을 표현하는 수천 개의 어휘를 일상생활에서 자연스레 사용하면서
한국인은 한국인 특유의 독특한 감성과 스타일을 개발했을 수 있다.
‘가을동화’나 ‘겨울연가’ 등 한류 붐을 이끄는 드라마의
빼어난 대화 스타일이나 영상미의 근간에는
한국어의 다양한 표현으로 갈고 닦여진 풍부한 감성이 깔려 있는 것이다.  
세종대왕은 ‘천지간에 나는 모든 소리를 한글로 담을 수 있다’고 했다.
세월이 흐르면서 철자법이 변했고
일부 표기 가능한 소리들이 사라지기도 했지만
여전히 한글은 다른 언어에 비해 소리와 모습을 표현하는 어휘의 수가
놀랍도록 많은 문자임엔 틀림없다.

<참고: 본 글은 2006년 1월 “과학동아” 특집기사에 게재된 글임>

요람에서 무덤까지 뇌 운동

한국인의 유연한 젓가락 사용법이
두뇌 발달에 좋은 영향을 주었다는 얘기는 이미 널리 알려져 있다.
그런데 우리가 흔히 대하는 한국어와 한국문화 속에
한국인의 두뇌 발달에 긍정적인 영향을 주는 단서들이 여기저기 숨어 있다.
한국의 부모는 자녀가 갓난아기 때부터
목을 가눌 수 있는 ‘도리도리’와 두 손바닥을 마주쳐 소리 내는 ‘짝짜꿍’을 시키면서
눈과 손의 협동능력을 키운다.
이런 동작은 모두 아동의 인지발달을 촉진시킨다.
오른손 검지를 뻗어 왼손 손바닥 중앙에 맞추는 세련된 동작인 ‘곤지곤지’나
두 손을 일시에 오므렸다 펴는 동작을 반복하는 ‘잼잼’은
붙잡아 쥐기, 글씨쓰기, 손으로 만들기, 그리기 등
몸의 소근육을 사용하는 정밀한 동작의 기초가 된다.
유명한 심리학자 피아제는
갓난아기의 감각이나 동작이 인지발달과 직접적인 관계가 있다고 주장했다.
한국 어린이는 젓가락질을 배우기 전부터
‘도리도리’, ‘짝짜꿍’, ‘곤지곤지’, ‘잼잼’을 하며 뇌를 ‘워밍업’ 시켜온 것이다.
미국 하버드대의 하워드 가드너 교수는
지능을 언어, 논리수학, 음악, 신체 운동 감각, 공간지각, 대인관계, 자성지능 등
7개 영역으로 나눴다.
지능검사의 창시자인 프랑스의 비네가 주로 언어와 수 개념에 초점을 둔 반면
가드너 교수는 기존의 단일 지능 개념으로는
인간의 다양한 지능을 설명하기 어렵다며
대뇌에서 독립된 체계로 작동하는 7개의 ‘다중지능’이론을 내놓았다.
2003년 경제협력개발기구(OECD)가
41개국 만 15세 학생의 학업성취도를 비교 연구한 결과를 발표했을 때
한국은 문제해결력 1위, 읽기 2위, 수학 3위, 과학 4위를 차지했다.
다중지능이론에 비춰보면 한국인은
언어지능, 논리수학지능, 공간지능에서 뛰어난 잠재력을 갖고 있다고 볼 수 있다.
최근 아시아 무대에서 활약하는 한국 가수들을 보며
그들의 음악지능이 상당히 뛰어나지 않을까 생각한 적이 있다.
지난해 11월 한국을 방문한 미국 줄리어드음대 예비학교 토마스 앤드류 교장도
“줄리어드 예비학교 학생의 35%가 한국 학생이며,
한국 학생은 성취욕이 강하고, 무엇보다 음악을 사랑한다”며
한국인의 음악지능을 높이 평가했다.  
예로부터 한국의 선조들은 칭얼거리는 아기의 등을 토닥이며
‘자장자장 워리자장, 우리애기 착한애기’하며
길고 길게 이어지는 4 ․ 4조 자장가를 불러줬다.
4 ․ 4조 자장가는 알아듣기 쉽도록 단순한 어휘를 리듬감 있게 반복하면서
청각적 변별력 훈련과
음악, 청각, 지각 간의 연관 능력을 키워주며
어휘능력도 증진시켜준다.
보아나 비의 음악지능 저변에는
우리나라 옛 선조들의 4 ․ 4조 노래 가락의 전통이 깔려 있는지도 모른다.
앞으로 한국인의 음악지능, 신체운동지능, 공간지능, 대인지능 등에 관한
뇌과학적인 연구가 계속됐으면 한다.
이런 과학적인 연구 결과가 뒷받침이 된다면
한국인의 스포츠, 패션, 드라마 등을 통한
한류 열풍의 원인을 과학적으로 입증할 수 있지 않을까.

<참고: 본 글은 2006년 1월 “과학동아” 특집기사에 게재된 글임>

그림 11-13. 대뇌피질의 언어영역(language area)과 연결.

청각영역(auditory cortex, AC)에서 분석된 소리는

베르니케감각언어영역(Wernicke's sensory language area, W)에서 언어로 이해되며,

시각영역(visual cortex, VC)에서 분석된 영상 즉, 글자 역시 감각언어영역에서 언어로 이해되게 된다.

감각언어영역과 운동언어영역(motor speech area of Broca, 브로카영역, B)은

상세로다발(superior longitudinal fasciculus, s.l.f)로 연결되어 있다.

운동언어영역은 보완운동영역(SMA)의 도움을 받아

최종 언어표현 프로그램을 일차운동영역(M I)으로 보내며,

일차운동영역에서는 후두(larynx)와 인두(pharynx), 구강(oral cavity)의 근육을 움직여 말을 하게 된다.
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PART 1 뇌가 긁을 읽게 된 역사
책읽는 뇌라고 하는 다소 생경한 표현을 접하고 우선 책이란 단어에 강한 끌림을 받았고 뇌라는 말은 다소 수수께끼라는 의미로 나의 뇌가 반응했음을 기억한다.
이 책의 세부분으로 나뉘어 있는데 첫번째는 뇌가 책을 읽게된 역사 두번째는 실제적인 방법론 세번째는 뇌가 책을 읽지 못하게 될 때 무슨일이 일어나는지.
          
1.  독서와 독서하는 뇌의 지향점
 첫번째 나의 눈을 사로잡은 것은 가소성(plasticity)이라는 말이다. 추석 귀향표를 끊기 위해 수원역 역사에서 줄을 서서 책을 처음 보았던 관계로 약간은 무심하게 나의 뇌리를 스쳤던 느낌은 뭔가 회반죽을 하여 사람의 Dead Mask를 뜰 때 회반죽이 얼굴에 엉겨붙어 얼굴의 굴곡을 구석구석 반영하며 제 멋대로 모습을 바꾸며 Copy하는 느낌을 받았던 것 같다. 하지만 좀 더 진행하니 Dynamic한 뉴런들의 행동학이라는 사실을 알게되었다. 생리적 인지적인 변화 그것도 돌이킬 수 없는 변화 말이다. 가소성의 두가지 측면은 처음에 가소적이나 굳으면 가소성이 사라진다는 다소 모순적인 속성을 같이 가진 말인데 이 책의 저자는 뉴련의 연결행위는 돌이킬 수 없다는 강한 인상을 주었다. 그리고 그 굳어진 패턴들은 문화와 언어에 따라 다른 문양을 갖게 된다는 것이다.
          프루스트의 독서에 관한 단편을 인용한 부분을 통하여 나의 글자에 대한 최초의 기억을 더듬어 나가니 철수 영희 이런 단어가 떠 올랐다. 하지만 프루스트의 감흥이 가슴을 타고 올라오지는 않았다. 오히려 초등학교 때 백부댁에서 두꺼운 판지에 그림이 그려진 그림책 동화를 통하여 잠자는 숲속의 공주니 아브라람 링컨의 전기를 접했던 기억의 단편들이 담담하게 떠올랐다 가라앉을 뿐이었다. 그리고 책을 많이 사지 못하여 애타하면서 보냈던 사춘기 샤르트르의 "존재와 무"의 첫번째 페이지를 보면서 현상학적인 개관의 첫귀를 알아먹지 못하여 모골이 송연했던 고교시절 루이제 린저의 "생의 한가운데" 아무도 미워하지 않는 자의 죽음을 읽으며 음율한 결핵요양원의 기억과 이외수의 "겨울나기"의 나비 한 마리와 해골 등이 휙 휙 지나가면서 책은 나에게 무엇이었던가에 대한 되돌아 봄이 되었다.
          John Dunne 의 passing over라는 개념을 나에게 가장 강하게 다가오게 했던 책은 헤르만 헤세의 "나르치스와 골드문트"였다. 일종의 성장소설(Bildungsroman)로 "차륜밑에서" 라는 제목으로 번역된 을유문화사인가 어떤 출판사의 책을 읽은 것 같은데 학업이라는 무게때문에 동화되기가 쉬웠던 책이었다. 어딘가로 유월(逾越)한다는 것은 책의 경제학에서 볼 때 굉장한 매력이다.비록 간접경험이긴 하지만 경험의 시간적 공간적 제약을 제거하는 굉장한 효과를 지닌 부분이 틀림없다. 물론  느낌 감성지수가 높아야 그 효율성을 높일 수 있기 때문에 독서의 전제는 단계적인 감정의 성장이 분명하다. 이 책의 작가도 그 점을 자주 강조하고 있는 것을 발견할 수 있다.
          어휘의 레퍼토리를 형성할 때 독자인 뇌는 어휘와 그 의미의 조합에서 일 대 다의 의미를 생성하고 찾아낸다는  David Swinney의 이론은 우리가 경험적으로 상식적으로 체득하고 있으며 특히 영어학습을 할 때 가장 고민하는 부분중의 하나인데 이런 스트레스를 통하여 우리안의 reaction은 "이해하기"라는 과정을 통하여 우리안의 모든 가능한 의미의 극단을 추구하고 그런 작업의 역동성이 뇌의 가소성을 이용하여 굴곡하고 우회하는 뇌의 패턴을 그린다는 사실은 독서에 가끔 어려움을 느꼈던 과거 현재의 모든 기억들에게 용기를 주기에 충분하였다. working memory가 충분하지 못한 나로서는 책을 읽는 중 인물들의 이름이 헛갈려 자주 책의 앞 부분을 들쳐보곤 했던 기억이 새록 새록하다. 그것은 순간적인 당황이었지만 그런 행위들이 결국 나의 독서 스파링을 강화하고 있었던 모양이다. "뉴런은 유전자와 환경의 상호작용에 의해 확립되고 지배를 받는다" 고 하는 측면에서 나의 유전자는 결코 우수하지 않았던 모양인데 환경을 통한 고군분투도 의미가 았었던 모양이다.
          최초의 독서는 뮬체인지에 사용된 시각부위가 "특화의 특화" 즉 시각적으로 외부 사물의 차이를 판별하여 생존과 연결하던 능력이 문자라고 하는 또 다른 상징을 분별하는 특화를 통하여 인류는 문명 탄생의 배앓이를 했던 모양이다. 이것은 기존의 뇌의 구조를 새로이 연결하고 정보의 패턴을 세밀하게 인지하기 위해 특화영역을 형성하고 이를 자동화 시키는 뇌의 메카니즘 이 갖는 그 능력을 통하여 가능하였다 한다. 그런데 더 놀라운 것은 하바드 대학의 Stephen Kosslyn이 즘명한 것처럼 세포망이 오랫동안 세포망을 형성하기를 계속하면 눈앞에 보이지 않아도 표상을 생성해 낸다는 것이다. 이 표상을 자동처리 영역안에서 처리하면서 속사포처럼 발화(rapid fire)하는 능력이 형성되고 나아가서 text의 한계를 뛰어 넘게된다. 이것은 마치 코마네치에게 지도받은 어린아이가 코마네치를 능가하는 선수가 되는 것처럼 다이나믹하고 생산적인 과정이다. 
          "독서란 뉴런과 지성이 회로처럼 에두르는 행위다. 독서는 눈에 들어온 텍스트가 전달해 주는 직접적인 메시지뿐만 아니라 독자의 추론과 생각에서 비롯된 예측불허의 간접적 에두름으로 인해 보다 풍성해 진다." 이 말을 통하여 직접 메시지에  많이 의존하는 독서 습관을 되돌아 보게 된다. 해리 포터가 호그와트에서 생활하는 재미있는 장면들을 즐기는 것도 중요하지만 보이지 않는 작가가 그리지 않는 부분들을 상상하고 즐긴다면 독서가 더 풍성해 진다는 말이다. 여기서 다시 가소성의 한가지 의미를 저자는 추가하고 있는데 뇌이든 독서의 생성적 역량이든 주어진 것이 고유성를 뛰어 넘을 수 있게 해준다는 것이다. 이것은 인지적 도약인데 독서는 인지적 도약이 가능한 뇌의 역량을 반영하기도 하고 재현도 한다는 놀라운 사실이다. 결국 독서라 그 경험이 최종 목적이 아니라 변형된 사고 방식이 목적이면 이것은
비유적인 측면에서 변화된 뇌로 가는 지향점이 있다고 한다.

                2. 아동의 독서 학습과 그 변화
          알파벳을 통한 인지적 혁신에 걸린 2000년은 오늘날 아이들이 문자문화를 통하여 그 식견에 이르는 날 수와 동일하다. 이것은 천일야화에서 생존을 위하여 매일밤 왕에게 이야기를 들려주었던 샤라자데가 이야기 하였던 날 수의 두 배이다. 생 후 5년동안 수 많은 청각 지각 시각을 통하여 들어가는 미가공 재료들이 후일 아이의 독서능력을 예견하는 척도가 된다는 사실은 이미 잘 알고 있는 상식이지만 정연한 학적 논리로 접한 것은 처음이다. 역시 인류의 경험치는 일리가 있는 것이 많다.
유대인의 bed side story효과는 단지 bed side에서만 이루진 것이 아니라 토라를 외우게 하는 그들이 습성이 굉장한 지적 파괴력을 가지고 그들 가운데 역량을 키워 주었던 모양이다. 우리 서당이 구술음 노출과 그 문자와의 접점이 되었던 것은 참 좋은 문화이었는데 오늘날 유치원 문화는 너무너무 약한 것이라 사료된다. 나도 우리 아이들에게 많이 소홀했던 과거가 뼈아프게 다가온다. 극성그럽게 읽어주고 이야기 해주고 밥상 머리에서 대화하는 이 모든 것이 주효하다. 밥 먹을 때 조용히 하라는 유교적인 발상은 서당문화와 오히려 배치되는 모순을 안고 있다.
          그런데 그렇게 많은 발명가 예술과 건축가 컴퓨터 전문가들이 어릴 적 난독증을 겪었다는 새로운 계시와도 같은 사실이다. 토마스 에디슨, 아인슈타인, 레오나르드다빈치, 오위스트 로댕 등이다. 이것은 창조성과의 접점인데 저자는 아직은 미지의 세계이며 자신도 잘 모름을 인정한다. 그리고 아울러 구굴이 가져다 주는 순간적이고 동시 다발적인 정보의 전달이 가져다 주는 미지의 위험을 느끼기는 하지만 아직을 명확히 손에 잡히지 위험이다. 이것은 테크닉이 지적능력을 대치할 것인가 하는 심각한 질문이다. 내가 보기엔 TV나 인터넷이 가져다 주는 지식의 수동성이 책을 읽는다고 하는 능동성의 행위와는 전혀 다른 행위양식이기 때문에 뇌에도 전혀 다른 그림을 그리지 않을까 짐작해 보고 말았다. 뇌는 뿌리깊은 생산성(generativity)을 가지고 있다는 말은 앞으로의 문명이 이를 역행하는 방향으로 갈 때 시금석으로 삼아 그 문화를 시험해 보는 바로메터가 되어야 한다고 느낀다. 

  
3. 뇌가 독서에 적응한 방법 ,최초의 문자체계
  "독서는 언어적 대발견(breakthrough)의 총합이다."  뇌가 독서에 적응한 역사적 추이를 밝힌 이 장은 좀 까다롭기도 하였지만 상당히 흥미로웠다.
문자의 발생의 의미론적 결론은

첫번째 추상적인 것은 모두 표상화 할 수 있다,

두번째 상징체계가 문화전반을 보전할 수 있다는 믿음

세번 째 음성과 상징의 대응관계대한 인식이다.
 상징 읽기를 실현하기 위해서는 뇌는 인지영역과 언어적 연결이 연결되어야 하고 또 하나는 대뇌의(cerebral)의 연결이라고 한다. 그리고 의미있는 상징으로 해석을 하는 능력은 레이셜이 말하는 대로 인접부위  즉 대뇌의 측두엽(temporal lobe: 청각 및 언어 프로세스에 개입), 두정엽(parietal lobe :언어에 관련된 다양한 프로세스와 공간 및  연산기능 참여)에 연결시켜 일을 한다고 한다. 
  그러므로 상징화는 인간의 뇌에서 가장 중요한 특성 두 가지 즉 특화의 역량과 연합 영역들 사이에 새로운 연결을 만들어 내는 역량을 이용하고확장한다. 결국 인간및 영장류는 뇌의 연합영역이 매우 넓은 샘이 되는데 이 개념은 한 가지 중요한 힌트를 내게 주었다. 독서의 방법론도 특화적인 것만 배양해서는 뇌의 발달을 저해하는 것이 아닐까 하는 것이다. 자신이 잘하는 분야 혹은 관심있는 분야만 보기보다 일반적인 두루두루 섭렵하는 바탕위 그런 특화된 독서를 해야 그 특화성이 배가 된다는 깨달음이다. 장한나가 첼리스트로서 그 음악적 연습만 하는 것이 아니라 독서를 통하여 그 음악성을 돕는 원리와 비슷하다 하겠다.
 쐐기문자 신성문자 수메르인들의 독서 교수법 등은 요즈음의 포닉스(phonics)로서 수렴된다 하겠다. 윤성생 파닉스를 깔보았던 나였는데 이 책을 읽고 영어나 언어 학습시 포닉스(phonics)학습을 무시하면 안되겠다는 생각를 강하게 갖게되는 계기가 되었다.
 아카드어와 이집트 신성문자는 형태음소적 의미가 강조된다 하겠다. 즉 스펠링안에 형태소와 음소가 모두 내포되었다는 점 이것은 우리가 음소 위주의 한국어를 배우고 표의적인 중국어를 배울 때 나오는 뇌의 구조를 갖게 되는데 이것은 역사의 통시적 반복이라 하겠다. 개인적으로는 한자 학습을 계속하여 뇌의 의미를 활성화를 계속 유지하는 것이 좋다고 생각이 되었다 논어나 중용에 한 번 도전해 볼 일이다.

4. 알파벳을 싫어한 소크라테스

일리아드와 오딧세이를 외우며 고대 그리이스를 방랑했던 음유시인 호메로스가 그 긴 이야기를 외울 수 있었던 것은 그의 뇌의 구조가  흥부가를 완창하는 소리꾼들의 뇌와 같을 것이다. 그들은 소리를 통하여 소리를 외우는 구조를 가지고 있는데 뇌는 이 경우에도 아주 적응성이 좋다 물론 그 과정이 힘들지 않다는 것은 아니지만 그런데 왜 알파벳이 타났을까?

독서에 적응하는 뇌의 요건을 가지기 위해 반드시 알파벳이 될 수 있는 요건과 뇌가 알파벳을 읽기 위해서 고유한 지적자원이 필요한가를 따져야 된다고 저자는 말한다. 알파벳의 요건은 앗시리아 학자인 요리 코헨이 언급했듯이 " 네이티브 스피커가 들었을 때 모호하지 않는 구어로 표시하는데 필요한 최소한의 문자적 표시"라고 말했는데 이것은 음절을 구분하여 뇌가 인식하는 것이 구술언어가 문자화 될 때 최소 구성요소인 것을 알 수 있다. 그런데 문제는 고대 그리이스에서 음성의 보조역으로 존재했던 알파벳이 그 폭발적 잠재력으로 기억과 인지의 새로운 차원을 개발할 줄 어떻게 알았으랴. 이것이 역사의 아이러니라 할 수 있는 사항이다. 카드모스(Cadmos)왕이 셈계쪽에서 알파벳을 처음 들여왔다는 신화는 그 진위와는 관계없이 그 의미는 매우 심각했다는 것이 현재의 상황은 말해 주고 있다.

알파벳의 발명이 뇌의 구조를 바꿔왔다는 것은 매우 인상적이었다. 알파벳간의 효율성문제는 어느 알파벳이 더 우위에 있다는 것은 아니라는 것이 밝혀져 있는 듯 하다. 요즘 인터넷에 떠 다니는 "영어 못하는 한국인의 뇌"라는 사진을 본 적이 있는데 그 광고의 허위성을 이번에 알게되었다. 한국어를 사용하여 살아온 사람들의 뇌의 활용 구조가 다를 뿐임을 무시한 광고였던 것이다. 영어를 사용하는 같은 부위를 사용해야 영어를 잘하는 것일까 이 책은 아니라고 보고 있다. 뇌의 가소성은 어떤 한계든 제한을 넘어서는 힘이 있음을 이번에 배우게 되었다. 물론 노력을 하지 않는 것은 개인의 책임이 되는 것이다. 뇌의 구조를 탓할 게 아니라 뇌의 구조를 바꾸는 노력을 하지 않은 것 뿐이란 결론에 다다르게 되었다. 심지어는 민주화의 발전 뿐 아니라 그리이스의 알파벳이 보급된 시기에 문화,예술, 철학,과학이 심오하고 왕성하게  개화되었다는 사실은 강력한 상호연관적 증거를 제공해 준다.그리이스는 이 문자와 더불어 위대한 고전문화를 꽃 피웠는데 우리의 한글 고전문화는 어떤지 한 번 돌아보게 된다. 민담이나 구술문학들이 체계적으로 채집되어 갈고 닭아 천자문을 읽어 학동들에게 체계적으로 제공되고 발전시켜 왔다면 어떻게 되었을까?  기술서들을 한글로 기록하여 비격진천뢰니 거북선등의 설계서가 한글로 기록되어 문서로 남겨졌다면 그리고 동의보감이 국어로 기록되었다면 우리의 기술 ,의학,문학 등 발전할 수 있는 부분이 너무 너무 많았음을 생각하여 본다. 그 한글의 효용성이 뇌를 자극하고 또 전수되는 선순환을 겪었다면 비록 쇄국을 했을지라도 우리 자체 속에서 굉장한 수준을 구가했을 것이 아닐까 하는 아쉬움이 남는다.

 그런데 소크라테스는 생각이 좀 많이 다르다고 한다.  구술 언어를 통하여 전달되는 단어와 개념에 의문을 제기하며 그 아래 숨겨진 믿음과 전제를 궤뚫어 볼 수 있어야 하며 호메로스의 시 구절, 정치적 이슈, 단어 하나에 이르기까지 모든 것은 의문에 부치고 원칙적인 사고의 본질을 명확하게 이해하라고 했던 것이다. 한 권의 책도 남기지 않았던 소크라테스는 뭘 말하려고 했을까? 심지어는 문자화된 말이 사회에 심각한 해를 끼친다고 한 저의는 무엇일까? 이에 대한 답은 레르 비고츠기의 "사고와 언어"에서 찾아 볼 수 있다. 그는 말하는 선생과 학생과의 강력한 생성적 관계를 이야기하였다. 좀 더 쉽게 말하면 요즈음 온라인 강의가 활성화 되어있지만 많은 선생님들이 인정하시는 대로 오프라인에서 서로 공감하면서 지식을 전달할 때 오는 그 강력한 영향을 따라갈 수 없다는 것이다. 같은 학습이지만 그 효율성을 비교할 수 없다는 것이다.  하지만 최근까지는 연구는 글을 통하여 더욱 강력한 새로운 사고의 체계가 형성되고 또 사고 체계를 변형할 수 있다는 강력한 역사적 반증을 제공하고 있기에 소크라테스의 염려는 글쓰기가 시작된지 얼마되지 않은 상황의 짧은 경험에서 추론한 사실임을 알 수 있다. 하지만 간과하지 말아야 할 점은 현금의 네이버나 구글에서 물어봐서 아는 아이들이나 네티즌의 지식들이 피상적이고 거짓된 느낌을 가져다 주어 지식을 실제로 일구어 발효된 소주를 받아내듯 씨를 뿌려 가을에 거두는 수확처럼 책을 백번 읽어 뜻이 나타나기를 기다려 체득하는 지식이 아닌 장식적인 지식이 되어 그 사람을 변화 시키고 사고의 체계를 발전키는 지식에 이를기가 심히 어렵다는 사실이다. 즉 글이냐 말이냐의 문제가 아니라 어느 경로이든지 나를 변화시키고 나의 뇌를 발전시키고 나를 변화시키는 지식이냐 아니냐의 문제라는 점에서 소크라테스의 염려를 받아 드려야 할 것이라고 본다.