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기억의 비밀

제목 그대로 기억에 대한 이야기. 최신 뇌과학 이론을 기반으로 상당히 깊이 있는 내용이 다뤄진다.

뇌의 분자적인 수준에서 일어나는 일에 대한 설명도 그림과 함께 자세히 다뤄지는데, 나름 뇌과학 관련한 대중서를 좀 읽어 봤다고 생각한 나도 한 번에 이해하기는 조금 어려웠다. –그 어려움에는 영 좋지 못한 번역도 한 몫한 듯– 보통은 읽다가 포기하게 되는데, 이 책은 내용이 아쉬워서 끝까지 참고 읽었음.

차후에 반드시 다시 읽으면서 공부 해야겠다는 생각을 했음.

시각의 이해

1

  • 시신경(optic nerve)
    • 망막에서 받아들인 시각정보를 뇌에 절달하는 역할을 하며 120만개의 신경섬유로 이루어진 2번 뇌신경
  • 시각 세포는 빛 자극에서 흥분된 전압 충격파(pulse)를 보낸다.

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신경회로

  • 전정척수로(vestibulospinal tract)는 뇌간에서 시작되는 신경로의 하나로 자세 조절에 관여한다.
  • 내측세로다발의 하행로는 척수로 내려가 근육을 통해 균형을 잡는다.
  • 내측세로다발의 상행로는 동안신경, 외전신경을 통해 눈동자의 움직임으로 균형을 잡는다.
  • 기억한다는 것은 사건과 사물의 관계를 기억하는 것.
    • 기억을 위해서는 순서화가 중요하다. 이는 시간적, 공간적 관계이기 때문.
    • 학습을 위해서는 관계를 기억해야 한다.
  • 나이를 먹어도 나의 정체성이 유지되는 이유는 내 몸 전체 세포의 관계성 때문.
  • 공통인 관계의 집합이 범주.
  • 사람이 총명하다는 것은 패턴 인식을 잘 하는 것.
    • 패턴 인식이란 공통인 관계를 파악하는 것.
  • 청신경은 달팽이관에서 나가는 나선형의 뉴런 신경세포체인 나선신경절에서 시작한다.
  • 청각 신호의 중계기관인 등쪽 및 배쪽와우핵으로 연결된다.
  • 청신호의 1차적 종착지는 하구이다.
  • 내측슬상핵을 통해 청각이 만나는 1차 피질인 상측두엽과 최종 시냅스한다.

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뇌간의 운동·감각 영역

  • 운동명령이 내려오는 하행로의 4가지 핵심
    • 전두교뇌섬유(frontopontine fibers)
      • 전두엽에서 교뇌로 이어지는 하행섬유
    • 피질연수섬유(corticobulbar fibers)
      • 대뇌피질에서 뇌간으로 이어지는 운동섬유
    • 피질척수로(corticospinal tract)
      • 대뇌피질에서 시작되어 척수까지 이어지는 수의운동을 관장하는 신경로
    • 교뇌로
      • 후두교뇌로(occipitopontine tract)
        • 후두엽에서 교뇌로 이어지는 신경로
      • 측두교뇌로(temporopontine tract)
        • 측두엽에서 교뇌로 이어지는 신경로
      • 두정교뇌로(parietopontine tract)
        • 두정엽에서 교뇌로 이어지는 신경로

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브레인의 본질, 뇌간

  • 뇌간(brainstem)
    • 중뇌(상구+하구) + 교뇌 + 연수로 이루어진 것.
      • 중뇌는 중간뇌, 교뇌는 다리뇌
    • 연수(숨뇌, medulla oblongata)는 호흡
      • 척수와 곧바로 연결되어 있으며 호흡이나 혈액순환을 조절한다.
    • 교뇌(pons)는 균형
      • 척추동물의 중뇌와 연수 사이에 위치하는 중추신경계의 일부
    • 하구(inferior colliculus)는 청각
      • 중뇌의 덮개를 구성하는 한 부위. 청각 정보를 받아서 청각 피질로 전달
    • 상구(superior colliculus)는 시각
      • 중뇌의 상부에 있는 돌출부로 시각계의 일부. 눈 운동 조절에 중요한 역할
    • 뇌간이 브레인의 본질이다.
  • 진화적으로 볼 때 대뇌는 겉보기 현상에 불과 가장 중요한 것은 뇌간
    • 대뇌피질은 시각, 청각의 정보를 2차적으로 더 깊이 처리하는 것.
    • 물고기나 악어 때보다 인간으로 진화하면서 청각, 시각의 정보 처리량이 많아졌고, 예술 활동까지 가능할 정도로 발전하였음.

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호흡은 어떻게 이루어지는가

  • 아가미 호흡
    • 아가미는 여러 개의 디스크 구조로 이루어져 있다
    • 디스크들 사이로 물이 통과하게 된다.
    • 디스크의 모세혈관을 통해 물속의 산소를 직접 공급 받는다.
  • 호흡 중추기관은 교뇌(연수)
  • 호와 흡은 다르다
    • 호는 내쉬는 숨으로 날숨(expiration)
    • 흡은 들이마시는 숨으로 들숨(inspiration)
  • 들숨과 날숨은 신경로가 다르다.
    • 등쪽호흡핵은 연수의 등쪽에 있으며, 들숨을 컨트롤한다.
    • 배쪽호흡핵은 연수의 배쪽에 있으며, 날숨을 활성화한다.
  • 심장은 무의식적인데, 호흡은 의식적인 부분이 있다.
    • 말하는 게 호흡

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감각신경과 운동신경의 전달

  • 뇌척수액(cerebrospinal fluid)
    • 뇌와 척수 주위를 순환하며 외부의 충격에 대한 완충작용을 하고 호르몬과 노폐물 등의 물질 운반 역할을 하는 무색투명한 액체
  • 내측섬유띠(medial lemniscus)
    • 체감각정보를 시상까지 전달하는 축삭다발로 연수, 교뇌, 중뇌를 두루 거치면서 형성된다
  • 내측세로다발(medial longitudinal fasciculus)
    • 상행성분과 하행성분이 함께 있는 복합섬유다발. 전정신경로와 함께 몸의 균형을 유지하는 역할에 관여한다.
  • 전정신경이 눈동자와 목, 어깨로 각각 향하므로 몸의 균형을 잡을 때 시각과 더불어 목과 어깨 근육이 관여한다.
  • 삼차신경(trigeminal nerve)
    • 얼굴의 감각 및 일부 근육 운동을 담당

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운동신경이 각 기관으로 전달되는 과정

  • 뇌섬엽(insular)
    • 전두엽과 두정엽, 측두엽에 의해 덮여 보이지 않는 대뇌피질 부위. 생리적 상태를 감지하고 즉각 반응하는 역할
  • 측두엽(관자엽, temporal lobe)
    • 대뇌반구의 양쪽 가에 있는 부분으로 청각정보의 처리를 담당한다
  • 해마(hippocampus)
    • 측두엽의 안쪽에 위치하며 기억과 관련
  • 외측뇌실(가측뇌실, lateral ventricle)
    • 대뇌 내부에 있는 공간으로 좌우 2개가 대칭으로 구성되어 있으며 뇌실 사이 구멍을 통해 서로 연결될 뿐만 아니라 제3뇌실과도 연결된다.
  • 제3뇌실(third ventricle)
    • 사이뇌 사이에 있는 공간으로 뇌실 사이구멍을 통해 외측뇌실과 오고가며 중간뇌수도관을 통해 제4뇌실과 연결된다
  • 제4뇌실(fourth ventricle)
    • 소뇌 앞. 다리뇌와 숨뇌의 뒤에 위치하고 중간뇌수도관을 통해 제3뇌실과 오고 간다.
  • 중뇌수도관
    • 제3뇌실과 제4뇌실을 잇는 뇌실의 일부분

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뇌의 구조

  • 그물형성체(망상체, reticular formation)
    • 뇌간과 시상을 연결. 정보를 취사선태개 대뇌피질로 보내는 기능을 한다
  • 교뇌가로섬유(transverse pontine fiber)
    • 뇌에서 가장 두꺼운 신경섬유다발
  • 인간과 동물 운동의 가장 큰 차이는 융통성
    • 동물의 개별적 감각은 인간보다 뛰어나지만, 감각을 통합하여 자유롭게 움직이는 것은 인간보다 못하다
  • 뇌 구조에서도 기억을 담당하는 해마 섬유보다 운동을 담당하는 교뇌가로섬유가 훨씬 두텁게 형성되어 있다.
  • 융통성 있는 운동을 가능하게 하는 것은 개별적 사지 말단 운동이다. 개별적 사지 말단 운동의 대표적인 예가 손가락 운동.

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감각은 어떻게 뇌까지 전달되는가?

  • 감각신호를 전달하는 주요 경로
    • 요추, 경추, 연수, 교뇌, 중뇌
  • 감각신호는 연수에서 좌우로 교차한다.
  • 시상에서 전달된 감각신호를 중개한다.
  • 교뇌는 얼굴의 감각정보를 처리한다.
  • 교뇌(다리뇌, pons)
    • 척추동물의 중뇌와 연수 사이에 위치하는 중추신경계의 일부
  • 중뇌(midbrain)
    • 안구, 운동 등 중요 신경이 지나가는 뇌의 가운데 부위. 사이뇌와 다리뇌를 연결한다.
  • 숨뇌(연수, medulla oblongata)
    • 척수와 곧바로 연결되어 있으며, 호흡이나 혈액 순환을 조절한다.
  • 일차체감영역(S1)
    • 촉감과 기타 피부 및 근육의 정보를 일차적으로 처리하는 영역
  • 일차운동피질(M1)
    •  운동뉴런을 움직여 근육이 움직일 수 있게 명령 신호를 보내는 두뇌 영역
  • 시상은 감각정보를 대뇌피질로 중개한다.
  • 팔, 다리, 얼굴의 감각정보는 대뇌피질의 일차체감각영역(S1)에 도달한다.
  • 예측이 가능한 이유는? 감각영역과 운동영역이 밀접하게 위치해 있기 때문.
    • 뇌는 예측머신이다.

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