뇌 구조와 기능 2

시상은 뇌간과 대뇌 사이에 있기 때문에 뇌 전체로 보았을 때는 가장 중앙에 위치하고 있다. 뇌 중앙이라는 해부학적 위치에 걸맞게 시상은 뇌 각 부위에 정보를 분배하는 역할을 수행한다. 시상은 여러 종류의 신경핵으로 이루어져 있는데, 후각을 제외한 모든 감각이 시상을 거쳐 대뇌로 전달된다. 각기 다른 감각들은 시상의 각기 다른신경핵을 거친다. 

 선택적 주의집중은 바로 시상의 작동에 의해서 이루어지는 것이다. 시상은 감각이 대뇌로 전달되는 과정을 조절함으로서 선택되지 않는 감각을 무시하게 하고, 특정 감각 처리를 우선시하거나 더 많이 주의하도록 한다.

 시상하부는 시상 아래에 위치하면서 신체 내부 환경을 조절한다. 생명 현상은 수천 개의 화학 물질이 상호작용하는 과정으로 이루어져 있다. 노화나 병균에 대항하기 위한 화학적 환경을 시상하부가 조절한다. 구체적으로 시상하부와 연결된 신경계와 뇌하수체를 통한 내분비계 활동을 통제하고 조절함으로써 이루어진다.

 내장 기관은 자율신경계를 통해 조절된다. 자율신경계는 다시 뇌관과 척수를 통해서 조절되는데 뇌간과 척수를 구성하는 뉴런들은 시상하부와 연결되어 있다. 따라서 시상하부는 자율신경계 활동을 제어하여 내장 기관 활동을 조절한다. 또한 시상하부는 내장 기관 상태에 관한 정보를 연수를 통해서 전달받는다. 자율신경계는 교감신경과 부교감신경으로 이루어져 있다. 

 교감신경은 심장 박동을 증가시키고, 혈액 공급량을 증가시키며, 소화 기능을 억제하고, 근육과 뇌에 공급하는 혈액 양을 증가시킨다. 위기에 처했을 때나 강한 정서 상황에서 교감 신경은 활성화되어 신체 생리적 기반을 조성한다. 부교감신경은 교감신경의 반대 기능을 수행하여 위험한 상황이 종료되었을 때 신체가 안정 상태로 회복하도록 조절한다.

 시상하부가 신체의 화학적 환경을 조절하는 두 번째 경로는 내분비계를 통하는 것이다. 분비선은 눈물이나 땀과 같은 분비물이 관을 통해 직접 분비되는 외분비선과 혈관을 따라 해당하는 목효 기관에 도달하게 되는 내분비선으로 나누어진다. 내분비계는 호르몬을 분비하는 몇개의 내분비선으로 이루어져 있으며 이들은 시상하부 바로 아래에 위치한 뇌하수체에서 분비하는 호르몬에 의해서 조절된다.

 시상하부가 신경계와 뇌하수체를 거쳐 수행하는 조절기능을 스트레스 상태를 예로 들어 보면 다음과 같다. 스트레스는 상처와 질병으로 인해 발생되는 정서에서부터 단순히 덥거나 추운 것에 이르기까지 광범위한 상활을 포함하고 있다. 과로, 시간 압력이나 직업 상실, 유독 물질에 노출되거나 수면 부족, 좌절감이나 신체적 질병, 지속적인 긴장 상태나 흥분, 이혼이나 성적 부진 등 일상생활의 거의 모든 사건은 스트레스를 일으킨다.

 스트레스 연구의 선구자인 selye는 어떤 종류의 스트레스라도 발생된 스트레스에 대응하는 신체 반응은 동일하며 이 신체 반응이 지속되면 일반적응증후군을 발생시킨다고 하였다. 일반적응증후군은 증상은 부신선 확대, 체중 감소와 위궤양 등이 가장 대표적이다.

 부신선은 스트레스 호르몬을 분비하여 신체가 스트레스에 대응하도록 하기 때문에 스트레스가 지속되는 상황에서는 부신선이 커지게 된다. 일반 적응 증후군 가운데 위궤양은 스트레에 저항하는 신체 방어 활동에서 부작용이 발생한 예라고 볼 수 있다. 위 점막은 소화를 위해 분비되는 염산으로부터 위벽을 보호한다. 점막을 유지하기 위해서는 위장에 혈액이 원활히 공급되어야 한다. 하지만 스트레스로 발생한 부정적 정서 형태는 교감신경계를 활성화시켜 혈액 양을 증가시키는데, 이러한 혈액 증가가 단기간에 종료되지 않고 오랫동안 지속되면 위장 점막은 손상되고 그 결과 위벽이 헐어버린다.

 시상하부는 여러 개 신경 핵으로 이루어져 있다. 그중 스트레스 세포는 대뇌와 그물조직으로 부터 각성 수준에 대한 정보를 받아들여 인슐린 수준을 조절하고 스트레스에 대응하는 호르몬을 생성하고 분비하도록 만든다, 시상하부는 신경계와 내분비계를 통해서 스트레스 반응 이외에도 섭식과 관련된 행동, 성적행동 등 신체 화학적 환경을 조절하는 역할을 수행한다.

 변연계는 뇌 중앙선 부근에 있는 해마,편도체 등으로 구성되어 있다. 주름진 대뇌를 걷어 냈을 때 가장자리에 위치하는 구조물들이 바로 변연계이다. 변연이란 가장자리를 뜻하는 라틴어에서 유래한다. 변연계의 기능은 주로 정서와 기억에 관련한 것들이다.

 사나운 원숭이의 편도체 특정 부위를 잘라 내면 온순하게 변하고, 쥐의 편도체 특정 부위를 손상시키면 공포 반응이 없어져 고양이를 공격하게 만들 수도 있다. 해마는 학습 초기에 관여하여 학습 내용을 기억하도록 한다. 또한 해마는 공간적 장소를 기억하는 구조로 생각되며, 최근의 실험적 증거들은 사건 순서을 선별적으로 기억하는 능력과 관계가 있다는 증걸들이 발견되기도 했다.

 대뇌피질에서 뇌의 표면에서는 많은 주름이 있다. 목 뒷부분에 위치한 더 섬세한 주름을 가진 소뇌를 제외하고는 뇌간 위에 붙어 있는 전체가 대뇌피질이다. 대뇌피질은 포유류의 진화 과정에서 가장 발달된 뇌 구조이다. 인간과 다른 동물과의 차이는 주로 대뇌피질에 의해 발생한다. 

 대뇌피질은 평군 2.5mm 정도의 두께를 이루고 있는 세포체들의 집합이다. 대뇌피질의 주름은 두개골 속에 보다 넓은 피질이 들어갈 수 있도록 하기 위해서 진화한 것이다. 피질에는 150억 개 이상의 뉴런이 있는 것으로 추정되는데, 대뇌피질에는 이러한 뉴런들이 6개 정도의 층을 이루고 있다.

 대뇌피질의 가장 큰 구조적 특징은 2개의 반구로 나뉘어져 있다는 것이다. 각각의 반구는 반대편 신체와 대응하고 있다.