펜필드 호문쿨루스 – 새로운 형태의 뇌

우리의 뇌는 매우 놀랍다. 사람들은 수년에 걸쳐 뇌에 대해 연구해왔지만, 아직 뇌의 모든 잠재성에 대해 알아내지 못했다. 뇌는 우주와 같이 무한하고도 경이롭다. 이는 우리가 뇌의 새로운 기능이나 영역에 대해 알아낼 때마다 그 연구 결과를 일반화하려는 이유일 것이다. 널리 알려진 펜필드 호문쿨루스 역시 이렇게 생겨났다.

펜필드 호문쿨루스는 1940년대와 1950년대 사이에 의사였던 윌더 펜필드에 의해 처음 소개되었다. 이 캐나다 출신의 신경외과 의사는 간질과 같은 신경학적 질환을 설명하고 치료하기 위해 노력했다.

그는 통증을 느끼지 못하는 환자의 뇌의 각기 다른 부위에 전기 자극을 주었다. 그는 자신의 깨어난 환자에게 무엇을 느꼈는지 물었다.

이러한 자극을 줌으로써 그는 뇌의 작은 한 영역에 대해 알아냈고 우리 몸의 감각 지도를 그려냈다. 이 지도는 사람의 해부학적 구조에서 각 부위가 느끼는 자극의 크기를 나타낸다.

그는 이 부위를 사람의 형상으로 나타내기로 했고, 이는 펜필드의 호문쿨루스라 알려지게 됐다.

이러한 묘사가 특별한 이유는 이것이 우리의 몸에서 어떤 영역이 다른 영역보다 자극에 대해 더 민감하다는 것을 보여주기 때문이다.

이에 따라 뒤틀리고 불균형한 모습의 인간 형상 하나가 만들어졌다. 자극에 민감한 부위일수록 자극에 덜 민감한 부위보다 더 크게 표현되었다. 그러나 이것이 다가 아니다.

얼마 지나지 않아, 우리의 뇌는 또 다른 형상으로  표현될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 하나는 감각 그리고 또 하나는 운동부위로써 이 두 부위는 매우 다르면서도  여러 공통점이 있다.

펜필드 호문쿨루스의 특징과 기능

이제 우리는 하나는 감각, 또 하나는 운동 펜필드 호문쿨루스가 있다는 것을 알고 있다. 이들에 대해 좀 더 알아보자.

운동 호문쿨루스 또는 일차 운동 피질

운동 호문쿨루스 또는 일차 운동 피질은 감각 호문쿨루스가 알려진 뒤 얼마 지나지 않아 알려졌다. 우리는 전두엽의 중심 골에서 이를 찾을 수 있다. 이 영역은 우리 몸의 신체적 기능을 관장하는 가장 중요한 역할을 하고 있다.

보조 운동 피질과 같은 다른 영역들과 함께 일하고, 시상에서 받는 신호를 처리하는 운동 호문쿨루스는 우리 몸이 표현하는 신체적 움직임을 정교하게 수행할 수 있게 한다. 이로 인해 감각 호문쿨루스와 조금 다르게 표현된다. 운동 호문쿨루스는 운동 신경들과 수용체들의 특징적인 위치로 인해 입과 눈, 특히 손이 크게 묘사된다.

이 부위는 특이하게 사람마다 다르게 발달한다. 이는 이 부위의 발달 속도가 독특하면서도 개별적이라는 사실을 암시한다. 우리 신체에서 가장 많이 사용되는 부위들에 따라 달라지며, 그 부위의 운동 기능 또는 일반적인 훈련 정도는 더욱 향상될 것이다.

감각 호문쿨루스 또는 일차 체감각 피질

감각 호문쿨루스는 일차 체감각 피질(촉각 압력 또는 우리 몸의 통증 민감성)을 나타낸다.  이는  정수리엽에 위치하며, 정면엽과 결합한다. 감각 호문쿨루스는 브로드만 영역 1, 2, 3으로 구성된다.

이 부위에서 우리 신체의 외곽선은 옆으로 뒤집혀 좌우대칭으로 표현된다. 이는 우리의 오른쪽 표현이 뇌의 왼쪽 영역에서 일어나며, 왼쪽 표현이 뇌의 오른쪽 영역에서 일어난다는 의미이다.

이 감각 영역은 시상을 통해 우리 몸의 대부분 정보를 받는다. 시상은 우리 두뇌의 다른 감각 원천들을  통합하는 영역으로, 시상에서 어떤 감각을 받아들이든지 상관없이 우리가 보는 세계를 분리되지 않은 통합된 것으로 보도록 돕는다.

그뿐 아니라, 감각 호문쿨루스는 우리 자신의 지각, 다시 말하면 우리 신체 내부의 상태를 담당한다. 이는 우리에게 우리의 자세와, 몸 안의 장기들과 근육들의 상태에 대해 알려준다. 독특한 방식으로 우리의 내부 상태를 나타내 보인다.

이 모든 것은 우리의 감정적 건강상태에 필수적이다. 이로 인해 입술과 사지가 가장 민감한 부위이다. 어루만짐, 입맞춤, 그리고 포옹은 우리가 느끼는 감정 영역에서 가장 중요하다.

환각지, 펜필드 호문쿨루스의 대표 질병

만일 감각 또는 운동 펜필드 호문쿨루스에 이상이 생긴다면, 환각지라는 독특한 증상이 나타날 수 있다. 이 증세를 가지고 있다면, 우리의 뇌는 절단된 사지에서 여전히 감각을 받아들인다고 여길 수 있다.

환각지에서 파생된 환각통이라는 것이 있다. 환각통이 있으면, 절단된 신체 부위를 담당하는 감각 부위는 뇌로부터 온 통각을 우리에게 전달한다. 만일 사지의 어느 부위가 절단되더라도, 감각 호문쿨루스의 뉴런들의 움직임으로 인해 우리는 계속해서 느낄 수 있다는 의미이다. 뇌에 주어진 전기 자극을 통한 호기심에서 탄생한 이러한 발견은 잠재력에 관한 새로운 세계를 열었다. 이러한 발견들에 감사하게도, 우리는 우리 피부에 닿는 모든 접촉이 우리의 뇌 그리고 감정 발달에까지 영향을 미친다는 점을 알게 되었다.