뇌 - 후뇌, 중뇌

뇌

뇌의 활동은 척수의 활동에 비해 알려진 바가 적다. 본질적으로 뇌는 척수나 뇌신경(cranial nerve)으로부터 신경자극들을 받아 정리하는데, 이러한 정리과정이 뇌의 중요한 기능이 된다. 즉 의식적 자각, 기억, 그리고 반응에 필요한 통합조정활동은 모두 뇌의 자극전달 회로를 따라 일어난다. 운동뉴런에 전달되는 자극은 반드시 뇌에 도달한 감각자극에 의해 발생하는 것은 아니며, 인간의 뇌는 스스로 자체활동을 시작하여 신체반응을 나타낼 수 있다. 예컨대 무의식중에 기억하고 있던 것이 갑자기 행동으로 나타나는 경우가 그러하다. 지렁이와 같이 작고 단순한 뇌를 가진 동물은 특정 자극에 대해서 반응을 나타내기 때문에 “감각에 지배되는”동물이라고 한다.

인간의 뇌는 2개의 큰 반구로 이루어져 있는데 척수신경행로의 교차 때문에 뇌의 좌반구는 몸의 우측을 조절하고 우반구는 몸의 좌측을 조절한다. 척수와 뇌는 3겹의 보호막(뇌척수막, meninge)으로 덮여 있으며, 안쪽 내부의 두 막 사이에 있는 뇌척수액(cerebrospinal fluid)은 외부 충격을 완화시켜 주는 역할을 한다. 뇌속에는 뇌척수액으로 차 있는 4개의 뇌실(ventricle)이 있다. 뇌척수액은 뇌실의 섬모상피(capillary bed)에서 분비되며, 성분은 혈장과 유사하긴 하지만 동일하지는 않다. 뇌척수액은 뇌세포의 물질대사적 요구를 충족시켜 주는 역할을 하며, 뇌의 최상부에서 정맥을 통해 혈관으로 다시 돌아온다. 뇌에서는 12쌍의 뇌신경(cranial nerve)이 나오고 있는데 이들 전부가 혼합신경인 것은 아니다. 시신경 (optic nerve)과 후신경(olfactory nerve)의 경우처럼 감각축색만을 가질수도 있다.

뇌는 전뇌(forebrain), 중뇌(midbrain), 그리고 후뇌(hindbrain) 등 세 부분으로 나눌 수 있다. 인간의 뇌에서는 이러한 구분은 뚜렷하지 않는데 이는 세 부분이 본질적으로 여러 뇌엽(lobe)과 부분으로 되어 있기 때문이다. 그러나 배의 발생과정 동안에는 이들의 구분이 뚜렷하게 나타난다. 모든 척추동물의 뇌는 이러한 기본적인 패턴을 가지고 있다.

 

 

후뇌

후뇌는 연수(medulla_oblongata)와 교(pons) 그리고 소뇌(cerebellum)으로 구성된다. 연수는 단순히 척수가 팽창한 것같이 보이며, 비록 그 크기는 작지만 생명유지에 필수적이다. 늑간근(intercostal muscle)과 횡격막(diaphragm)을 자극하여 호흡을 일으키는 신경충격은 연수에서 발생한다. 심박(heart beat)과 동맥의 수축, 그 이외 여러 가지 중요한 활동을 조절하는 신경자극 역시 연수에서 발생한다. 따라서 연수의 파괴는 죽음을 의미한다. 비록 뇌의 다른 부위의 작용으로 연수의 활동을 다소간 변화시킬 수는 있어도 의식적으로 연수의 본래 기능을 조절할 수는 없다. 뇌피질의 여러 곳으로부터 소뇌로 자극을 전달하는 교차지역이다. 눈이나 귀, 그리고 촉각수용기에서 받아들여진 정보는 소뇌로 보내진다. 교는 또한 호흡을 조절하는 반사작용에도 관여한다.

소뇌는 깊게 주름진 2개의 반구로 이루어져 있는데, 주요 기능은 자세와 균형을 유지하도록 도와주고 몸의 행동을 조절한다. 소뇌는 심부수용기, 눈, 반구관(semicircular canal) 등으로부터 정보를 받으며, 이들 정보를 통합하여 근육으로 명령을 내린다. 소뇌에 상처를 입은 사람들은 자극을 인지하고 근육을 수축시킬 수는 있지만 그들의 행동은 경련적이고 비통합적이다. 소뇌가 운동, 방향감각 및 균형유지에 관여한다는 사실은 조류의 소뇌가 비교적 크다는 사실에서도 알 수 있다. 인간을 비롯한 육상동물은 대부분의 생활을 평편한 지상에서 보내지만, 조류는 3차원의 공간에서 신속하고 정확하게 행동해야 하기 때문에 소뇌가 크게 발달한 것이다.

 

 

중뇌

인간의 중뇌는 눈에 띄지 않을 정도로 작다. 중뇌는 전뇌와 후뇌 사이, 전뇌와 안구 사이의 자극전달을 담당한다. 몇몇 척추동물은 비교적 큰 중뇌를 가지고 있는데 어류, 양서류,파충류,조류의 경우 돌출된 시엽(optic lobe)은 중뇌의 일부분이다.

연수와 교, 중뇌의 중심부를 관통하는 망상체(reticular formation)라고 하는 신경섬유망이 있는데, 이것의 작용은 전뇌를 활성화시키는 것이다. 척수의 감각신경은 전뇌와 망상체로 전달되지만, 전뇌는 망상체에 의하여 “각성되어야만 감각신경으로부터의 자극에 반응할 수 있다. 우리가 경험적으로 알 수 있듯이 망상체의 기능은 매우 선택적이다. 자동차의 소리처럼 크지만 친숙한 자극에 대해선 망상체가 전뇌를 자극하지 못하지만 마룻바닥의 삐걱거리는 소리는 즉각적인 경각심을 불러일으킨다. 만일 망상체가 파괴되면 혼수상태가 지속되어 결국 죽게 된다.