사람의 '뇌' 구조와명칭

사람의 '뇌'구조와명칭

뇌의 구조

뇌는 무수히 연결된 선이고 그 선은 서로서로 연결되어 거대한 네트워크를 형성하고 있다.
지적 활동을 수행하는 대뇌 피질'과 본능 ·정동 활동을 수행하는 대뇌변연계’로 크게 나뉜다.
생물의 진화 과정에서 변화된 것을 알 수 있다.

뇌의구조

척추동물 진화
초기 단계에는 뇌는 단순히 뉴런이 모인 '혹' 같은 것에 지나지 않았다. 사람으로 진화하는 과정에 마침내 이 혹은 대뇌와 간뇌, 중뇌, 소뇌, 연수, 척수로 된 복잡하기 그지없는 구조를 만들고 개체 유지뿐만 아니라 고도의 정신 활동을 관장하는 터전이 되었다. 초기단계의 뇌는 단순한 활동의 구조 이루어졌다고 봐도 될 거 같다.

 

대뇌의 표면을 덮은 두께 2~4mm의 층은 약 200억 개의 뉴런 (신경 세포)과 그것을 떠받치는 

약 400억 개의글리아 세포로 구성되어 있다. 이것이 대뇌 피질이다. 

대뇌 피질 중에서도 새로운 피질(신피질)은 고등 동물 뇌가 발달한 동물을 이야기한다.

 

영장류에서는 인지와 사고, 판단 등의 지적 활동을 하는 부위이다. 대뇌 깊숙한 곳에는 미상핵(尾狀核), 피각(被殼) 등으로 이루어진 대뇌 바닥 핵(기저핵)이 있으며 대뇌변연계(가장자리 계통)가 그 바깥쪽을 에워싸고 있다고 한다.

대뇌변연계는 '강인하게 살아가기 위한 삶의 행위를 수행한다. 과거의 환경에 적응하려는 욕망을 뇌의 구조가 인식하는 듯하다.

이 행위는 개체 유지, 종족 보존의 기본적 생명 활동을 추진하는 것으로, 본능 행동과 정동(情動: 희로애락과 같은 감정) 행동이 존재하는 행동이다. 

 

대뇌변연계의 중요한 구성 요소에 해마와 편도체가 있다.

편도체는 정동 발현에, 해마는 기억 형성에 큰 역할을 한다.
미국의 신경 해부학자 제임스 파페즈(James Papez, 1883~ 1958)는 시상 하부(視床下部), 시상 전핵, 띠이랑[대상회(帶狀 回)], 해마 및 이들 사이의 상호 연락이 정서에 관한 구조상 단위 및 기능 단위로 작용한다고 생각다.

그리고 이것을 파페즈 회로'라고 명명했다.
인간 마음의 기능에는 대뇌변연계가 크게 관계하고 있음에 틀림없다. 대뇌변연계는 마음을 움직이면서 사람의 행동과 태도를 바꿀 수 있는 뇌의 영역이라고 말 하수 있다.

 

뉴런의 구조

뉴런의 신경 돌기에는 이온이 흘러들어와 국소적으로 전류가 발생해 전해져 나간다.(신경돌기는 긴 파이프의 연결구 조을 연상 하면 될 거 같다.) 
뉴런의 신경 돌기에서 전기 신호가 전달되는 메커니즘을 나타낸 것이다. 전기 신호가 신경 돌기로 전달되면
신경 돌기 표면의 나트륨 이온 채널이 열리고, 신경 돌기 외부로부터 내부를 향해 양전하를 띤 나트륨 이온이 순식간에 흘러들어 간다. 이리하여 신경 돌기 내부에 국소적인 전류가 발생한다. 그러면 그것을 감지한 이웃 나트륨 이온 채널이 열려 외부로부터 새롭게 나트륨 이온을 부른다. 이처럼 해서 신경 돌기로 전기 신호가 계속 전해진다.

 

뉴런은 두 종류의 돌기를 가지고 있다.
뉴런은 세포체와, 신경 돌기 · 수상 돌기라는 두 종류의 돌기로 이루어진 다. 수상 돌기는 다른 뉴런으로부터의 신호를 받아들이는 부분, 신경 들기는 다른 뉴런으로 신호를 전달하기 위한 부분이다. 신경 돌기의 끝은
다른 뉴런에 연결되어 있는데 그 접합 부분을 시냅스(연)라고 한다. 뉴런의 세포체에는 핵, 미토콘드리아, 골지체 등 다른 세포와 공통된 부품도 있다. 대뇌 피질이나 해마에 많이 보이는 뉴런인 '피라미드 세포'를 그렸다.

뇌 속의 다른 부위나 뇌 밖에 보이는 뉴런 중에는 피라미드 세포와는 다른 형태와 크기의 뉴런이 존재한다.

 

뉴런은 시냅스에서 화학 신호를 전한다.
앞서 말한 것처럼 뉴런끼리는 직접 연결되어 있지 않다. 뉴런과 뉴런 사이에는 매우 미세한 틈이 다.

그 틈을 '시냅스 간극이라고 한다. 이 틈은 전자 현미경으로만 보인다. 그 거리는 20~40nm(나노미터 : 1nm는 100만 분의 1mm) 정도이다. 신경 돌기를 통해 온 전기 신호는 시냅스 간극을 뛰어넘을 수없다. 

 

그러면 어떻게 해서 다음 뉴런으로 신호가 전달될까? 

이 질문에 해답을 준 것이 신경 전달 물질'이라는 화학 물질의 발견이었다.
전기 신호가 시냅스까지 오면 신경 전달 물질을 넣은 소포(小胞)가 시냅스 표면으로 운반되어, 그 안의 신경 전달 물질을 시냅스 간극에 방출한다(오른쪽 그림). 이 신경 전달 물질이 신호를 받아들이는 쪽의 뉴런에 있는 수용체(리셉터)에 결합함으로써 전기 신호가 전달된다.

 

이처럼 뉴런과 뉴런 사이의 신호 전달 방법은 전기 신호 → 화학 신호 → 전기 신호' 형태가 된다. 

뇌 속에 1000억 개 이상 존재하는 뉴런은 각각 100~10만 개의 시냅스를 가지고 있다.
시냅스에서 화학 물질에 의해 정보가 전달되는 것을 처음 밝힌 사람은 미국의 약리학자 오토 레뷔(Otto Loewi, 1873~1961)였다(1921년), 신경 전달 물질은 도파민, 아스파라긴산 등 이제까지 수십 종류가 발견되어 있다.

 

시냅스에서 뉴런끼리의 정보 전달이 일어난다. 뉴런의 신경 돌기 말단과, 정보 수신자인 뉴런의 수상 돌기의 연결 매듭 역할을 하는 시냅스'를 이야기하는 것이다. 제공자인 신경 돌기 말단에 전기 신호가 도착하면 칼슘 이온 채널로부터 칼슘 이온이 신경 돌기 말단에 흘러든다. 그러면 '시냅스 소포'가 신경 돌기 말단으로 

운반되어 화학 물질이 시냅스 간극으로 방출된다. 이리하여 전기 신호가 화학 신호로 바뀐다.
수신자인 수상 돌기의 수용체'에 화학 물질이 결합하면 수용체의 구멍이 열려  밖에서부터 나트륨 이온이 흘러든다. 이리하여 화학 물질이 다시 전기 신호로 바뀌어 수신자 뉴런의 신경 돌기에 전해진다.

뉴런끼리는 굉장히 복잡하게 서로 연결되고 결합되어 있다.
뉴런의 신경 돌기는 여러 가닥으로 갈라져 있다. 갈라진 끝에는 각각 시냅스가 있고 다른 뉴런과 연결되어 있다. 비교적 작은 뉴런에도 500개 정도의 시냅스가 있다. 대뇌 신피질에 있는 피라미드 모양을 한 '피라미드 세포라는 뉴런처럼 수만 개의 시냅스를 가진 것도 있다.

 

140억 개라는 대뇌 피질의 뉴런에는 평균 약 1만 개의 시냅스가 있다고 하므로, 뉴런은 서로 시냅스로 연결되면서 상상을 뛰어넘을 정도로 복잡한 네트워크를 이루고 있다.

이 네트워크 안을 전기 신호가 오감으써 뇌의 활동이 이루어진다. 수상 돌기나 세포체 표면에 전기 신호가 전달되면 뉴런 세포막의 전기적인 활동이 폭발적으로 늘어난다.

그 결과 뉴런은 '발화(發火)' 상태가 되어 전기 신호가 신경 돌기로 보내진다. 이 신호는 신경 돌기 끝의 시냅스로 연결되어 있는 모든 뉴런으로 전해진다. 이 같은 신호 수신과 송신은 뉴런의 가장 중요한 기능이다.
신호가 들어오면 뉴런은 그에 대해 반응한다. 이 반응에는 뉴런을 흥분시키는 것과 억제하는 것이 있다. 

 

 

뉴런은 아무 일도 일어나지 않을 때는 1초에 1~5회 정도의 전기 신호를 내보내지만, 일단 흥분하면 발화 빈도가 증가해 1초에 50~100회 정도의 신호를 보내기 시작한다. 때로는 1초에 500회 이상의 신호가 나오기도 한다.
뇌에서는 매우 많은 뉴런이 복잡하게 연결된 네트워크 안을 무수한 신호가 끊임없이 날아다니고 있다.

그리고 이 네트워크에 의한 정보 처리로 학습을 하거나 기억을 하고 시각이나 청각이 작용한다.

 

이번 내용은 뇌의 가장 기본적 인구 조에 대해 알아보았다.

앞으로는 뇌 의대 한 쉽 고자세 한 내용을 전문도서를 참고하여 정보 및 리뷰를 작성할 것이다.