뇌에 관한 우리의 여행은 아주 작은 것(뉴런)에서부터 다소 큰 것(뇌의 주요 부위들)에서 마침내 아주 큰 것, 즉 대뇌피질에 이르렀습니다. 피질은 뇌의 가장 상위 수준의 구조이며 가장 복잡한 지각, 정서, 운동과 사고에 관여합니다. 마치 버섯의 갓이 아래쪽 면과 줄기를 보호하듯이 피질은 뇌의 다른 부위들 위에 위치하며 육안으로 뇌를 보면 표면이 주름 잡혀 있는 것을 볼 수 있습니다.
피질의 평탄한 표면, 즉 도드라진 부분을 회(gyri)라고 부르며, 움푹 들어간 부위 혹인 균열 부분을 구(sulci)라고 부릅니다. 구와 회는 진화의 승리를 의미합니다. 대뇌피질의 부피는 대략 신문 한 페이지 정도의 영역입니다. 이러한 부피를 가지는 피질을 인간의 두개골 내에 넣는 것은 어려운 작업입니다. 하지만 만약 여러분이 신문지 한 장을 구기면 동일한 면적을 훨씬 더 작은 공간 안에 넣을 수 있습니다. 피질이 주름 잡혀 있기 때문에 비교적 작게 꾸릴 수 있으며 인간의 두개골 내에 안전하게 위치할 수 있습니다. 대뇌피질의 기능은 세 가지 수준에서 이해될 수 있습니다. 즉 피질을 2개의 대뇌반구로 분리함으로써, 각 대뇌반구의 기능을 통하여 그리고 특정 피질 영역의 역할을 통하여 대뇌피질의 기능을 이해하게 됩니다.
첫 번째 조직화 수준은 피질을 좌반구와 우반구로 구분하는 것입니다. 두 대뇌반구는 외양상으로 다소 대칭적이고 기능에 있어서도 어느 정도는 그러합니다. 하지만 각 대뇌반구는 반대편 신체의 기능들을 통제합니다. 이를 대측 통제라고 하는데, 즉 여러분의 우측 대뇌반구가 여러분의 신체 좌측면으로부터 전달되는 자극을 지각하고 신체 좌측면의 운동을 통제하는 반면, 좌측 대뇌반구는 신체 우측면에서 전달되는 자극을 지각하고 우측면의 운동을 통제하는 것을 의미합니다.
대뇌반구는 교련에 의해 서로 연결되어 있는데, 교련은 각 반구의 서로 대응하는 영역들 간의 소통을 가능하게 하는 축색 다발입니다. 가장 큰 교련이 뇌량인데, 이는 두 대뇌반구들의 넓은 영역들을 서로 연결하고 두 대뇌반구들 사이의 정보 교환을 지지합니다. 이는 우반구에서 받아들인 정보가 뇌량을 건너 거의 즉각적으로 좌반구에 전달될 수 있음을 시사합니다.
대뇌피질 조직화의 두 번째 수준은 각 대뇌반구의 서로 다른 영역들의 기능을 구분하는 것입니다. 대뇌피질의 각 반구는 네 영역 혹은 엽(lobes)으로 구분됩니다. 후측에서 전측의 방향으로 후두엽, 두정엽, 측두엽과 전두엽이 위치합니다.
후두엽은 대뇌피질의 후측에 위치하며, 시각 정보를 처리합니다. 눈에 있는 감각 수용기들은 시상으로 정보를 보내고, 시상은 후두엽의 일차 영역으로 정보를 보내는데, 이곳에서 자극의 단순한 특징들, 즉 물체의 위치와 가장자리의 방향 등이 처리됩니다. 그런 다음 후두엽에서 이 특징들은 자극의 좀 더 복잡한 ‘지도’로 처리되어 방금 본 것이 무엇인지를 이해하게 됩니다. 후두엽의 일차 시각 영역에 손상을 입으면 부분적으로 혹은 완전히 보지 못하게 됩니다. 정보는 여전히 눈으로 들어가서 그곳에서 처리됩니다.그러나 이 정보가 대뇌피질의 수준에서 처리되고 해석되지 못하면 정보가 상실된 것과 똑같이 됩니다.
두정엽은 후두엽의 전측에 위치하며 체감각에 관한 정보를 처리하는 기능을 가지고 있습니다. 두정엽은 체감각 피질, 즉 뇌의 맨 위에서 아래쪽으로 내려오는 뇌 조직 띠를 포함하고 있습니다. 각 대뇌반구 내의 체감각 피질은 반대편 신체의 피부 영역을 표상합니다. 체감각 피질의 각 부위는 신체의 특정 부위를 표상합니다. 만약 신체 영역이 민감하고 정교한 체감각에 관여하면 이 신체 부위가 체감각 피질에서 차지하는 영역이 넓습니다. 예를 들어 입술과 혀의 체감각을 처리하는 체감각 피질 부위는 발의 체감각을 담당하는 체감각 피질 부위보다 더 큽니다. 체감각 피질은 소인이라고 불리는 왜곡된 모습으로 설명되는데, 이 소인은 얼마만 한 체감각 피질이 각 신체 부위를 담당하는가를 나타내고 있습니다. 체감각 피질 바로 앞인 전두엽에는 체감각 피질과 유사한 뇌 조직 띠가 있는데, 이를 운동 피질이라고 부릅니다. 체감각 피질과 마찬가지로 운동 피질의 각 부위는 서로 다른 신체 부위의 운동을 담당합니다. 운동 피질은 수의적 운동을 개시하고 기저핵, 소뇌와 척수로 이에 관한 정보를 보냅니다. 따라서 운동 피질과 체감각 피질은 대뇌피질에서 정보를 보내는 영역과 받는 영역을 대표합니다.
측두엽은 각 대뇌반구의 하측에 위치하며 청각과 언어에 관여합니다. 측두엽에 위치하는 일차 청각피질은 두정엽의 체감각 피질과 후두엽의 일차 시각 영역과 유사합니다. 일차 청각피질은 소리의 주파수에 근거하여 각 귀로부터 감각 정보를 받아들입니다. 측두엽의 이차 영역들은 이 정보를 의미 있는 단위, 즉 말소리와 단어로 처리합니다. 측두엽에는 시각 연합 영역도 위치하는데, 이곳은 시각 자극의 의미를 해석하고 환경 내의 일상적 물체들을 인식하게 합니다.
전두엽은 이마 뒤에 위치하며 운동, 추상적 사고, 계획, 기억과 판단 등에 관여하는 전문화된 영역들을 가지고 있습니다. 운동피질도 전두엽에 위치하는데, 운동 피질은 신체에 널리 분포되어 있는 근육 집단의 운동을 조율합니다. 전두엽 내의 다른 영역들은 사고 과정에 관여하여 우리로 하여금 정보를 조작하고 기억을 인출하게 하며 우리는 이를 활용하여 행동을 계획하고 다른 사람들과 사회적 작용을 할 수 있게 됩니다. 요약하면 전두엽은 우리로 하여금 사고, 상상, 계획과 예상을 하게 하여 우리 인간을 다론 종들과 구분되게 합니다.
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