대뇌 변연계: 무엇이고 어떻게 작동하는가?

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마지막 업데이트: 27 12월, 2022

우리의 뇌는 우리 몸에서 가장 훌륭한 구조 중 하나이다. 비록 신체 중에서도 가장 많이 연구된 부분이지만, 아직도 발견할 것들이 많이 남았다. 하지만 우리의 신체를 움직이는 전문적인 역할을 하는 다른 시스템이 있다는 정도는 알고 있다. 이 중 하나가 대뇌 변연계 혹은 둘레 계통이다.

변연계가 처음으로 논의된 것은, 비록 지금보다는 더 원시적인 방법이었지만, 폴 브로카(Paul Broca)가 송과선 근처 부위에 이 이름을 붙였을 때다.

그는 ‘사지(limb)’혹은 경계를 벗어났다는 의미로 ‘거대한 대뇌 피질(the great limbic lobe)’라고 불렀다. 즉, 이 이름이 붙은 이유는 기존에 알고 있던 다른 구조물들보다 가장자리에 위치했기 때문이다.

물리학자가 정의 내린 대뇌 변연계

오늘날 우리가 알고 있는 뇌의 변연계는 1949년에 물리학자인 매클레인(MacLean)에 의해 개념화되었다. 그는 Papez가 1939년에 시작한 이 시스템의 초기 개념화를 확장하여 현재의 이름을 붙였다.

매클레인은 뇌의 변연계를 구성하는 구조물의 범위를 늘렸다. 그는 대뇌 피질의 발달이 우리의 감정적 뇌의 발달만큼이나 우리의 진화에 중요하다고 생각했다.

행복은 뇌의 대뇌 피질에 의해 활성화된 정신 상태다.
-안토니오 다마시오-

이러한 이유로, 뇌의 변연계는 감정적인 뇌로 알려져 있다. 하지만 과연 이것이 적절한 용어일까? 대뇌 피질의 구성 요소는 무엇일까? 어떤 중요한 기능을 하는 것일까? 오늘 글을 계속 읽다보면 질문들에 대한 답을 찾을 수 있을 것이다.

대뇌 피질의 주요 구조는 무엇인가?

대뇌 변연계는 서로 연결되어 있는 구조다. 그렇기 때문에 정확히 어떤 구조로 되어 있으며 어떤 기능을 하는지 명확하게 단정짓기가 어렵다. 하지만, 연구에 따르면 뇌의 변연계와 그 기능은 다음과 같다:

시상 하부

이 구조물은 시상의 아래에 위치한다. 구체적으로, 이것은 제3심실의 심실 양쪽 또는 뇌의 중심부에 위치한다.

이는 작은 구조이지만, 우리의 생존에 필수적인 많은 핵과 섬유로 구성되어 있다. 왜냐하면 우리의 자율 신경계와 내분비계를 책임 지기 때문이다. 또한 생존에 있어 가장 중요한 싸움, 도망, 음식 섭취, 생식과 관련이 있다.

대뇌 변연계에서의 시상하부의 가장 중요한 역할은 유두체다. 유두체는 시상하부의 뒤쪽 끝의 뇌수에 있는 풍부한 기저부다.

이것은 여러 개의 시상 하부 핵을 포함하고 있으며 신경계와 해마에서 오는 자극을 받는 역할을 한다. 또한 이 자극들을 시상 하부로 전달한다. 그러므로 그들은 정보를 받고 전달하기 위한 중요한 도구이다.

해마

해마는 측두엽에 위치한 전두의 구조로 해마처럼 생겼다. 이것은 인간 두뇌의 가장 오래된 영역 중 하나이다. 따라서 시상하부와 연관된 주요 구조이며 기본 생존 과정의 규제에 중요한 역할을 한다.

게다가, 해마는 매우 중요한 부위이기 때문에 이것 없이 우리는 제대로 된 인간의 기능을 할 수 없다. 우리의 기억을 기능하게 하는 필수적인 부분이기 때문이다.

특히, 해마는 과거에 일어났던 모든 것에 대한 기억을 관리하는 부위다. 동시에 우리의 경험에 기초한 성격의 부분을 구성한다. 뿐만 아니라 새로운 것을 배우는데 매우 중요한 역할을 한다.

대뇌 피질과 연결되어 있는 해마는 감정 기억을 담당하는 주요 구조다. 이것은 우리가 겪었거나 느꼈던 모든 사건들이 해마를 통해 여과된다는 것을 의미한다. 또한 시상 하부와 함께, 우리가 경험한 것뿐만 아니라 관련된 감정들도 기억할 수 있게 해준다.

편도체

편도체 또는 편도 복합체는 경기장은 측두엽의 심실에 위치해 있다. 구체적으로 측두엽 안쪽이다. 이것은 소위 말하는 “두뇌의 심층부”의 일부분이다. 이 부분에서는 기본적인 감정과 생존 본능을 다룬다. 세개의 주요한 핵으로 구성된 편도체는 각 기저외측핵, 중심 핵, 피질내측핵가 있다.

이 부분의 주된 기능은 생리학적, 행동적으로 상응하는 반응과 감정을 통합하는 것이다. 이 연결은 감정적인 반응을 일으킬 뿐만 아니라, 전두엽과 밀접하게 연결되어 있기 때문에 행동의 억제를 가능하게 한다. 따라서 ‘감정 납치’ 또는 ‘편도체 납치(Amygdala Hijack)’로 알려진 것에 관여한다.

대뇌 피질 체계 내에서, 편도체는 우리 감정의 선장이다. 뿐만 아니라, 해마와 함께 감정적인 기억을 만들어낸다. 시상 하부와 함께 감정적인 색으로 우리의 감정에 있어서의 기본적인 과정을 파괴하기도 한다. 예를 들어, 불안이나 부정적인 감정을 음식, 잠, 또는 성적 행동과 연관되었다.

뇌궁(fornix)

뇌궁은 해마와 다른 뇌 부위를 연결하는 호 모양의 축 묶음이다. 이것은 대뇌 조직에서 기능하며 유두체와 해마와 연결되어 있다. 그러므로, 이것은 대뇌에서도 가장 중요한 구조물 사이에서 정보를 전달하는 역할을 한다.

변연 피질

변연 피질은 뇌의 중간 측두엽에 위치하고, 기억과 밀접한 관련이 있다. 특히, 옴니버스 식, 의미론적 두 가지 모두에서의 선언적인 기억의 통합과 복구에 기여한다. 이는 뇌궁과 마찬가지로 다른 뇌 구조로 정보를 보내는 중요한 역할을 한다.

대뇌 피질과 관련된 기타 구조

앞서 설명한 것처럼, 뇌의 기능이 매우 복잡하기 때문에 모든 신경 학자들과 신경 기계 학자들이 뇌 조직 구성에 동의하지는 않는다. 따라서 일부 전문가들의 뇌 구조물에 대한 이론을 설명하도록 하겠다.

대상회(Cingulate)의 순환: 시상 하부에서 해마로 가는 길을 제공하고 후각 기억과 고통의 기억과 연관되어 있다.
격벽(Septal) 영역: 선택적인 주의가 필요한 경우, 대뇌 시스템의 억제 및 경보 수준에 참여한다. 또한 기억, 동기 부여, 감정, 그리고 경계, 조절하는 즐거운 감정들 그리고 외부의 활성화 상태들을 제어하는 데에 개입한다.
심실적인 부분: 강화된 부분 중 하나가 탁월함을 보여 주며 따라서 즐거움과 중독의 조절에 개입하는 것으로 간주됩니다.
전두 피질: 이는 우리를 동물과 구별짓는 부분이다. 대뇌 시스템에서 이것의 역할은 감정적인 “충동” 억제다. 그것은 우리의 충동을 조절하고 다른 뇌 구조보다 늦게 발달하는 구조이다.

뇌의 변연계가 감성적인 뇌일까?

많은 작가들에게 있어, “감성적 두뇌”라는 용어는 뇌의 변연계를 묘사하는 적절한 용어인데, 왜냐하면 뇌의 변연계가 감정을 다스리기 때문이다. 사실, 역사적으로도 이 시스템에 할당된 주요 기능은 전적으로 감정을 관리하는 것이었다.

하지만, 현재는 이 시스템이 감정을 환원주의자로만 다룬다는 추세다. 그 이유는 연구원들이 대뇌 피질을 구성하는 많은 다른 구조와 기능들을 발견했기 때문이다. 우리는 이제 이 시스템이 동기 부여, 학습, 기억에도 영향을 미친다고 믿는다. 따라서, 대뇌의 변연계에 관해서는 감정에만 관여한다는 생각은 이제 시대착오적이다.

대뇌 변연계: 생존을 위해 그토록 중요할까?

이처럼 대뇌 변연계는 많은 기능을 담당하고 있다. 여기에는 생존에 필수적인 기능도 포함된다. 특히 시상 하부에 대해 이야기할 때는 더욱 그렇다. 우리는 시상 하부 없이는 살 수가 없다. 다음은 이 시스템의 구조물에 문제가 생길 때 발생할 수 있는 몇가지 질병의 예시다.

알츠하이머: 다른 뇌 구조들, 특히 해마들의 퇴화에 의해 발생한다. 기억이 점점 쇠퇴한다.
클루버-부시 증후군: 편도와 측두엽을 양자로 연결한다. 그것은 다른 증상들 중에서도 아그노시아 혹은 시각 인식의 부족, 과민증, 그리고 고 발열증을 만들어낸다.
기억 상실증: 주로 해마의 관여로 인한 혈관 확장증이다.
알렉시타미아: 자신과 타인의 감정을 표현하고 인식하지 못하는 것이 특징이다.

이러한 질병들은 다른 많은 질병들과 함께, 대뇌 피질의 중요성을 잘 보여 준다. 우리는 그것이 기억에서 배고픔과 같은 기본적인 것까지 우리의 행동에 어떻게 영향을 미치는지 알 수 있다. 대뇌의 변연계는 우리의 뇌에서 가장 중요한 시스템이다.

참고문헌

Abril Alonso, Águeda del. (2005) Fundamentos biológicos de la conducta. Madrid: Sanz y Torres.

Carlson, N. (2014). Fisiología de la conducta. Madrid: Pearson.

Rosenweig, M.; Breedlove, S.; Watson, N. (2005) Psicobiología. Una introducción a la Neurociencia Conductual, Cognitiva y Clínica. Barcelona: Ariel.