반구화

반구화

  좌반구와 우반구는 크기와 모양이 비슷한 것으로 보인다. 그럼 기능은 어떨까? 뇌졸중 환자들이 보여 주는 행동 장애와 언어 장애를 보면 두 반구의 기능이 다를 수 있다는 것을 알 수 있다. 우반구에서만 뇌졸중이 일어난 경우는 언어 장애를 거의 보고하지 않는다는 것은 언어 기능이 좌반구에 편재되어 있을 가능성을 시사해 준다. 

  좌반구와 우반구를 교련이라고 부르는 신경다발이 연결해 주는데 그중 가장 대표적인 것이 뇌량이다. 정상인의 뇌에서는 뇌량이 두 반구를 연결해 주고 있어 정상인을 대상으로 두 반구의 기능이 어떻게 다른지 연구하는 것이 쉽지 않았다. 좌우 반구의 기능이 다르다는 것을 알려 주는 중요한 발견은 사고나 질병으로 한쪽 반구만 손상을 입은 환자들의 연구에서 얻어졌다. 가장 극적인 발견은 두 반구를 연결해주는 뇌량을 절단한 분할뇌(split-brain) 환자 연구에서 얻어졌다. 

  심한 간질 발작을 보이는 환자의 뇌에서 뇌량을 절단하면 한쪽 반구에서 일어난 발작이 다른 쪽 반구로 진행되는 것을 막을 수 있다. 이렇게 하면 간질 발작은 완화시킬 수 있지만 두 반구가 기능상으로 고립되어 각기 독립적으로 작용하게 된다. 신경심리학자들은 분할뇌 환자의 좌우 시야에 자극을 제시하고 여러 가지 반응을 하게 해 두 반구의 기능이 다르다는 것을 알게 되었다. 

  사람의 경우, 두 눈에서 나온 시신경은 시삭이라는 부위에서 절반이 좌우로 교차한다. 그 결과 좌측 시야에 제시된 자극은 오른쪽 반구로 전달되고 우측 시야에 제시된 자극은 왼쪽 반구에 전달된다. 

  스페리와 동료들은 분활뇌 환자를 스크린 앞에 앉히고 스크린의 중앙 지점을 응시하도록 하였다. 그리고 나서 응시 지점의 왼쪽이나 오른쪽에 '연필'과 같은 단어를 1/10초 정도 제시한 다음, 조금 전에 본 단어를 말하게 하거나 스크린 밑에 있는 물건들 중에서 골라내게 하였다. 분할뇌 환자들은 우측 시야에 제시된(따라서 왼쪽 반구로 전달된) 단어는 쉽게 읽었다. 좌측 시야에 제시된(따라서 오른쪽 반구로 전달된) 단어는 읽지 못하였지만 눈으로 못 보게 스크린 밑에 놓아둔 물건들 중에서 그 단어에 해당하는 물건을 왼손으로 정확히 집어내었다. 

  이 결과에 대한 전통적인 해석은 좌반구에서는 언어처리가, 우반구에서는 공간처리가 일어난다는 것이었다. 그러나 델리스와 동료 연구자들이 좌반구나 우반구가 손상된 환자들에게 작은 직사각형을 배열해 만든 큰 삼각형과 작은 z를 배열해 만든 대분자 M을 보여 주고 따라 그리게 한 연구에서는 손상된 반구에 따라 매우 다른 그림을 그렸다. 좌반구가 손상된 환자들, 즉 우반구만 작동하는 환자들은 작은 사각형이나 z는 그리지 않고 삼각형과 M만 그렸다. 반면, 우반구가 손상되어 좌반구만 작동하는 환자들은 작은 직사각형이나 z를 잔뜩 그렸으나 작은 사각형을 큰 삼각형으로 배열하지 않았고 z를 M처럼 배열하지 않았다. 이 결과는 좌반구는 계열적, 분석적 처리를 하는 반면, 우반구는 통합적, 전체적 처리를 하도록 특화되었을 가능성을 시사하는 것으로 해석되었다. 

  정상인의 경우, 오른손잡이는 거의 대부분 좌반구에 언어 기능이 있지만 왼손잡이의 경우는 60~70% 정도만좌반구에 언어 기능이 있는 것으로 알려져 있다.  

 

뇌손상과 장애

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

 

   (1) 실인증(agnosia)

    실인증은 시각중추가 손상되어 대상을 인식하지 못하는 증상이다. 실인증의 경우, 기본적인 시지각 능력에는 이상이 없으나 뇌의 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 잘 하지만 하나의 물체를 주고 두 개의 그림 중에서 같은 물체를 고르게 하는 과제는 못한다. 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 '탄 탄'을 반복해 탄이라고 불리는 실어증 환자가 죽은 다음, 뇌를 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 산출보다는 양호하다. 

    이와는 반대로 산출은 비교적 유창해 보이지만 내용은 별로 없고 언어 이해에 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 킬리버 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 원숭이드르이 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 주목 받고 있는 것이 거울 신경세포(mirror neuron)이다. 거울 신경세포는 짧은꼬리 원숭이의 전운동피질의 일부인 F5 영역에서 처음 발견되었는데 자신이 먹이를 집어먹을 때 뿐만 아니라 다른 원숭이나 실험자가 먹이를 집어먹는 모습을 바라볼때도 흥분하는 특징을 보였다. 여러 연구자들은 거울 신경세포가 언어이해, 공감, 모방, 자폐증 등을 연구하는 데 도움이 될 것으로 생각하고 있다.