피질하 구조

 

피질하 구조들은 뇌 깊숙이 위치하며 이 구조들은 이곳에서 굉장히 보호를 잘 받고 있습니다. 만약 여러분이 두 귀에 집게손가락을 넣어 서로 닿을 때까지 안쪽으로 민다고 상상할 때 두 집게손가락이 만나는 지점이 시상, 시상하부, 뇌하수체, 변연계와 기저핵이 위치하는 부위입니다. 이 피질하 구조들 각각은 우리가 인간으로서 경험하는 사고, 감정과 행동을 가능하게 하는 특정 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 뇌 전체를 통하여 정보를 연결하는 중요한 역할을 합니다.

 

시상, 시상하부, 뇌하수체는 뇌의 가장 중앙에 위치하고 다른 뇌 구조들과 매우 밀접하게 상호작용합니다. 이 파질하 구조들은 다른 뇌 구조들로부터 신호를 받거나 신호를 보내고 다른 뇌 구조들을 조율합니다.

 

시상은 감각 기관으로부터 전달되는 정보를 중계하고 여과하여 이 정보를 대뇌피질로 전달하는 역할을 합니다. 시상은 후각을 제외한 모든 주요 감각 기관으로부터 정보를 받는데, 후각은 시상을 거치지 않고 직접 대뇌피질과 연결됩니다. 시상은 네트워크 시스템에서 컴퓨터 서브와 같은 역할을 하는데, 즉 다양한 정보를 받아들이고 이 정보를 다양한 위치로 중계합니다. 하지만 컴퓨터가 행하는 기계적인 작용과는 달리 시상은 능동적으로 감각 정보를 여과하여 일부 정보를 더 중요하게 여기거나 일부 정보를 덜 중요하게 여길 수 있습니다. 또한 시상은 수면 동안 입력 정보를 차단하여 뇌의 나머지 영역에 정보가 전달되지 않도록 하는 기능도 가지고 있습니다.

 

반응형

 

시상하부는 시상의 아래쪽에 위치하며 체온, 배고픔, 갈증과 성행동을 조절합니다. 비록 시상하부가 뇌의 매우 작은 영역이지만 시상하부 내의 뉴런 집단들은 다양한 기본 행동을 감독합니다. 즉 시상하부는 체온, 혈당 수준과 신진대사가 정상 범위 내에 유지되는가를 확인합니다. 시상하부의 일부 영역에 손상을 입으면 동물에서 과식 행동이 초래되는 반면 시상하부의 다른 영역에 손상을 입으면 음식에 대한 욕망이 사라지는데, 이는 시상하부가 섭식 행동의 통제에 매우 중요한 역할을  한다는 것을 시사합니다. 또한 여러분이 섹스에 관해 생각하면 대뇌피질에서 시상하부로 메시지가 전달되어 호르몬이 분비되기 시작합니다. 마지막으로 고양이의 일부 시상하부를 전기적으로 자극하면 쉿하는 소리와 물어뜯는 행동이 초래되는 반면 시상하부의 다른 영역을 자극하면 동물이 매우 강렬한 쾌락을 느끼는 것처럼 보입니다.

 

시상하부 아래에 위치하는 뇌하수체는 신체의 호르몬 생산 체계인 주분비선으로 신체의 다른 내분비선의 기능을 관리하는 호르몬을 분비합니다. 시상하부가 뇌하수체로 호르몬 신호를 보내면 이에 따라 뇌하수체가 다른 내분비선으로 호르몬 신호를 보내어 스트레스, 소화 활동과 생식 활동을 통제하게 합니다. 예를 들어 유아가 어머니의 젖을 먹으면 유방의 감각 뉴런이 시상하부로 신호를 보내고 이에 따라 뇌하수체가 옥시토신이라고 불리는 호르몬을 혈류로 분비합니다. 차례로 옥시토신은 유방에서 모유가 분비되도록 자극합니다. 뇌하수체는 스트레스에 대한 반응에도 관여합니다. 우리가 위협을 지각하면 감각 뉴런이 이에 대한 신호를 시상하부로 보내며, 시상하부는 뇌하수체에서 부신피질자극호르몬(ACTH : adrenocorticotropic hormone)이 분비되도록 자극합니다. ACTH는 차례로 부신을 자극하여 교감신경계를 활성화시키는 호르몬을 분비하게 합니다.

 

시상하부는 변연계의 일부이기도 한데, 변연계는 시상하부, 해마와 편도체를 포함하는 전뇌 구조로서 동기, 정서, 학습과 기억에 관여합니다. 변연계는 피질하 구조들이 대뇌피질과 만나는 곳입니다.

 

해마는 새로운 기억을 형성하고 이 새로운 기억을 지식 네트워크와 통합시켜 대뇌피질의 다른 영역에 영구적으로 저장하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 해마에 손상을 입은 환자들은 새로운 정보를 획득하여 이 정보를 몇 초 동안 파지할 수  있으나 간섭 자극을 받으면 곧 그 정보와 그 정보에 대한 경험을 망각합니다. 이러한 장애는 우리가 의식할 수 있는 사실과 사건에 관한 매일매일의 기억에 한정되어 나타나고 학습된 습관 혹은 정서적 반응에는 나타나지 않습니다. 한 예로, 해마에 손상을 입은 사람은 어떻게 운전을 하고 말을 하는지를 기억할 수 있지만 최근에 어디를 운전해서 다녀왔는지, 방금 자신이 무엇에 관해 대화를 하였는지는 회상하지 못합니다.

 

편도체는 해마의 각 뿔 끝에 위치하며 많은 정서 과정, 특히 정서 기억의 형성에 중요한 역할을 합니다. 편도체는 원래 중립적인 사건들에 두려움, 처벌 혹은 보상 등과 같은 중요성을 부여합니다. 한 예로, 여러분에게 마지막으로 일어났던 두렵거나 불쾌한 사건을 생각해 봅시다. 여러분이 횡단보도를 막 건너려고 하는데 자동차가 여러분을 향하여 질주해 왔다든지 여러분이 골목을 지나는데 매우 사나운 개가 골목으로 뛰어나왔다든지 등의 사건을 상상해 봅시다. 이러한 자극들, 즉 자동차와 개는 매우 중립적인 것입니다. 다시 말하면 여러분이 자동차 옆을 지나칠 때마다 공황발작을 하지는 않습니다. 이러한  자극들에 정서적 중요성을 부여하는 것이 편도체의 기능입니다. 여러분이 정서적으로 각성되는 상황에 있게 되면 편도체가 해마를 자극하여 그 상황을 둘러싸고 있는 많은 세부 사항들을 기억하게 합니다. 예를 들어 2001년 9월 11일 테러에서 살아남은 사람들은 몇 년이 지난 다음에도 그 당시 자신들이 어디에 있었는지 무엇을 하고 있었는지와 그 뉴스를 들었을 때 어떻게 느꼈는지를 아주 세밀한 부분까지 생생하게 기억합니다. 편도체는 특히 두려운 사건들을 부호화하는 데 관여하는 것으로 보입니다.