인간 뇌 구조의 손상과 장애

뇌 손상과 장애

 

  뇌는 손상된 부위에 따라 지각, 기억, 언어, 정서, 사회적 반응 등에서 비정상적인 현상이 나타나게 된다. 여기서는 실인증, 실어증, 클리버 부시 증후군, 그리고 거울 신경세포에 대해 알아본다.

1. 실인증(agnosia)

  실인증은 시각중추가 손상되어 대상을 인식하지 못하는 증상이다. 실인증의 경우, 기본적인 시지각 능력에는 이상이 없으나 죄의 손상 부위에 따라 통각 실인증, 연합 실인증 등의 결함을 보여 준다.

통각 실인증은 대상의 모양을 지각하지 못하는 증상이다. 글자나 단순 도형을 옮겨 그리게 하면 부분들은 그리지만 부분들을 제 자리에 위치시키지 못한다.

연합 실인증은 그 대상이 무엇인지 파악하지 못하는 증상이다. 그림을 보고 그대로 옮겨 그리기를 시키면 잘하지만 하나의 물체를 주고 두 개의 그림 중에서 같은 물체를 고르게 하는 과제는 못 한다. 예를 들어 접은 우산 그림을 보여 준 다음, 지팡이 그림과 활짝 핀 우산 그림 중에서 같은 물건을 고르게 하면 지팡이를 고른다.

 

2. 실어증(aphasia)

  실어증에는 증상과 뇌의 손상 부위가 다른 여러 가지 유형이 있다. 여기에서는 표현형 실어증과 수용성 실어증에 대해 알아본다. 표현형 실어증은 언어 산출에 장애가 있는 실어증이다. 프랑스의 의사 브로카는 무슨 뜻인지 모를 ‘탄탄’을 반복해 탄이라고 불리는 실어증 환자가 죽은 다음, 노를 해부해 좌반구의 앞, 아래쪽 부분이 손상되어 있음을 발견하였다. 이런 사례들을 종합해 브로카는 좌반구의 전두엽이 언어 산출을 담당한다고 제안하였다. 그래서 이런 유형의 실어증을 브로카 실어증이라고도 한다. 브로카 실어증 환자들의 언어이해는 정상인보다는 떨어지지만 양호하다. 이와는 반대로 산출은 비교적 유창해 보이지만 내용은 별로 없고 언어이해에 많은 장애를 보이는 수용성 실어증 환자들도 있다. 베르니케는 사후 부검을 통해 이런 실어증 환자들은 좌반구 측두엽 뒤쪽이 손상되어 있음을 발견하였다. 이런 유형의 실어증을 베르니케 실어증이라고도 한다.

 

3. 클리버 부시 증후군

  측두엽은 정서와 동기에도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 측두엽 앞쪽에 손상을 입은 원숭이들은 클리버 부시 증후군이라고 알려진 증세를 보인다. 이 증세를 보이는 원숭이들은 자신보다 큰 원숭이에게 덤비거나 뱀이나 성냥불같이 원숭이가 무서워해야 하는 물건도 입으로 가져가는 행동을 보였다. 이런 행동을 하는 이유는 여러 가지가 있을 수 있는데 이 원숭이들의 측두엽이 손상될 때 두려움과 관련이 있는 편도체도 함께 손상되었을 가능성도 이유 중 하나이다.

 

4. 거울 신경세포

  정서 이해 그리고 자폐증을 이해하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 보여 주목받고 있는 것이 거울 신경세포이다. 거울 신경세포는 짧은 꼬리 원숭이 전운동피질의 일부인 F5 영역에서 처음 발견되었는데 자신이 먹이를 집어 먹을 때뿐만 아니라 다른 원숭이나 실험자가 먹이를 집어 먹는 모습을 바라볼 때도 흥분하는 특징을 보였다. 여러 연구자는 거울 신경세포가 언어이해, 공감, 모방, 자폐증 등을 연구하는 데 도움이 될 것으로 생각한다.

 

 

뇌 연구 방법

 

  과거에는 세포 염색, 세포 활동의 전기생리적 기록 등을 사용하여 뇌의 해부학적 구조를 연구했고 임상 사례 등을 통해 뇌 부위의 기능에 대해 연구했다. 최근에는 기능 자기공명 영상기법, 양전자 방출 단층촬영법 등의 뇌영상 기법과 사건 유발전위, 경두개 자기 자극법 등을 사용하여 뇌의 기능을 연구하고 있다.

 

1. 임상 사례연구

  가장 전통적인 방법은 뇌 손상 환자들에 대한 임상 사례 연구 방법이다. 철도공사장 기사로 일하던 게이지의 사례가 그중 하나이다. 게이지는 쇠막대로 화약을 다지다가 화약이 폭발하는 바람에 쇠 파이프가 뇌를 관통하는 사고를 당했는데 목숨은 건졌지만 차분하고 예의 바르던 사람이 공격적이고 쉽게 화를 내는 사람으로 변하였다. 임상 사례 연구에서는 뇌의 손상된 부위와 행동 특성을 관련지어 뇌의 특정 부위가 담당하는 기능을 파악할 수 있게 한다. 그러나 손상된 부위만의 기능이 아니라 손상 부위와 연결된 다른 부위와 공동으로 작용하여 나타난 결과일 수도 있다는 점에서 주의가 필요하다.

 

2. 컴퓨터 단층 촬영법

  살아 있는 사람 뇌의 해부학적 구조를 연구하는 최초의 방법이 컴퓨터 단층촬영법(CAT 또는 CT)이다. CAT 절차는 다음과 같다. X선 발사기와 그 반대편에 X선 감지기가 부착되어 있는 커다란 원통 속에 환자의 머리를 넣으면 이 원통이 회전하면서 X선을 사출한다. 그러면 발사기의 반대편에 있는 감지기가 환자의 머리를 통과한 X선의 양을 측정한다. 이런 절차를 여러 번 반복해 얻어진 측정 결과를 토대로 뇌의 수평면의 영상을 여러 장 합성해 낸다. 이 방법은 뇌종양의 크기와 위치 등의 해부학적 정보를 알려 줄 수 있다. 그러나 특정한 과제를 수행하는 동안 뇌의 어느 부위가 활동하는지에 대해서는 알려 주지 못한다.

 

3. 자기공명영상법

자기공명영상법(MRI)은 핵자기 공명법이라고도 하는데 수소 원자의 밀도와 주변 섬유들과의 상호작용을 토대로 뇌의 해부학적 구조를 영상으로 구성해 내는 방법이다. 자기장을 발산하는 원통형의 장치에 환자의 머리 또는 온몸을 넣은 다음, 짧은 전자파를 투사시키면 자기장 때문에 특정 방향으로 정렬했던 몸속의 원자들 회전축이 쓰러졌다 일어나는 현상이 발생한다. 이때 발생하는 국소적인 자기장의 변화를 탐지기들이 탐지한다. 이 자료에 복잡한 통계처리를 하여 3차원 영상을 구성하면 뇌 절편의 영상을 얻을 수 있다. 이 방법은 CAT보다 정밀해 뇌의 작은 구조도 탐지해 낼 수 있다. 그러나 이 방법도 뇌의 기능에 관한 정보를 제공하지는 못한다.