뇌의 서로 다른영역들은 수많은 축삭으로 형성된 섬유다발로 연결되어 있습니다. 뇌영역 간의 섬유다발의 대표적 유형으로는 교련섬유, 연합섬유, 투사섬유가 있습니다. 신경계의 신경로는 중추신경계인 뇌와 척수가 말초신경계인 뇌신경과 척수신경을 통하여 신체기관 및 근육의 감각, 운동기능을 이어주는 역할을 합니다.
1. 교련섬유
1) 교련섬유의 종류
교련섬유는 좌우의 대뇌반구를 연결하는 백질 섬유다발입니다. 가장 대표적이고 커다란 교련섬유는 뇌량입니다. 뇌량은 좌뇌와 우뇌를 서로 연결시키는 교량 역할을 하여 좌,우뇌의 기능을 통합합니다. 뇌량의 전체 길이는 약 10cm이며, 두께를 약 0.6cm입니다. 앞쪽으로부터 부리, 무릎, 몸체, 팽대로 나누어집니다. 뇌량은 최신 기능적 신경영상 기법인 신경경로 영상술에 의하여 그 연결 경로가 명확하게 확인될 수 있습니다.
전교련은 뇌궁 앞에 위치하며 좌-우뇌의 중측두이랑, 하측두이랑, 편도체 간을 서로 연결합니다. 또한 전교련은 한쪽 대뇌반구의 후두엽과 반대쪽 대뇌반구의 측두엽을 연결하여 시청각 연합에 중요한 기능을 합니다. 후교련은 뇌수도관의 상부 등쪽에 위치합니다. 후교련은 중뇌에 있는 좌우의 덮개앞핵을 연결하고 동공 반사에 관여합니다.
2) 뇌량 손상과 언어병리
언어처리에서 뇌량의 역할은 한쪽 뇌반구에서 받아들인 정보를 다른 쪽 뇌반구에서 분석하고 처리해야 하는 과제가 주어질 때 발휘됩니다. 예컨대, 뇌량절제술을 받은 환자의 왼손에 가위를 쥐어 주고 물건의 이름을 말하게 하면 가위를 사용하는 흉내를 내면서 무엇인지 알아채는 듯하나 그 이름을 대지는 못합니다. 이는 왼손에서 느껴진 '가위'에 대한 촉각정보가 우뇌로 전달되긴 했으나 좌뇌로 건너가게 하는 뇌량이 끊어져서 그 정보가 좌뇌의 언어중추에 전달되지 못하기 때문입니다. 1960년대에 행해진 뇌량절제술을 받은 분할뇌 환자에 대한 연구를 통하여 좌뇌의 기능은 논리 분석적이고 언어적이나, 우뇌의 기능은 직관에 의해 통합하여 공간을 지각하는 데 중요하다는 것이 밝혀졌습니다.
말산출에 있어서 뇌량은 좌-우뇌의 말근육 운동을 상호작용을 통해 조화롭게 하여 말속도, 조음, 운율 등을 자연스럽게 유지시키는 역할을 합니다. 따라서 뇌량 손상은 그러한 역할을 제대로 수행하지 못하게 방해합니다. 이에 따라 트라버스는 뇌량 손상으로 양측 반구 간의 상호작용이 제대로 이루어지지 않아 말더듬과 같은 말장애가 생길 수 있다고 주장한 바 있습니다.
2. 연합섬유
연합섬유는 같은 쪽 대뇌반구의 한 영역을 다른 영역과 연결시키는 섬유다발입니다. 단연합섬유는 이랑과 이랑을 연결하고, 장연합섬유는 서로 다른 뇌엽 간을 잇습니다. 장연합섬유의 예를 몇가지 들어 보면, 먼저 갈고리다발(구상속)은 전전두엽과 측두극을 이어줍니다. 상종단다발(상종속)은 뇌의 위쪽에서 전두엽, 두정엽, 후두엽 간을 이어 주는데 브로카영역, 베르니케영역 그리고 각이랑과 모서리이랑 같은 주요 언어영역들이 서로 연결됩니다. 또한 상종단다발 아래에서 측두엽과 후두엽을 이어주는 역할은 하종단다발(하종속)이 담당하며, 띠이랑을 길게 이어주는 것은 대상다발(대상속)입니다. 한편, 전두엽의 브로카영역(표현언어중추)과 측두엽의 베르니케영역(이해언어중추)을 이어 주는 일은 활모양 다발(궁상속)이 맡습니다.
3. 투사섬유
투사섬유는 대뇌피질을 간뇌(시상), 뇌간, 척수 등의 뇌 하위 구조 혹은 신체의 말초기관에 연결시키는 섬유다발입니다. 그런데 대뇌피질 표면이 넓은 반면에 뇌 중심부로 향할수록 좁아지기 때문에 투사섬유는 부챗살 모양을 형성하게 되고, 이것을 방사관이라 일컫습니다. 방사관은 대부분의 대뇌피질을 구성합니다.
투사섬유로 구성된 방사관은 신경신호의 전도 방향과 역할에 따라 감각신경로와 운동신경로로 나뉩니다. 감각신경로는 피부, 근육, 신체기관 등에서 느껴지는 감각신호를 중추신경계에 전달하며, 오름 신경로 혹은 구심성 신경로라고도 합니다. 그리고 운동신경로는 중추신경계에서 나오는 운동신호를 신체기관이나 근육에 전달하며, 내림신경로 혹은 원심성 신경로라고도 합니다. 그럼 감각신경로를 구성하는 감각섬유와 운동신경로를 구성하는 운동섬유에 대하여 살펴봅시다.
4. 감각섬유
감각섬유의 경로는 첫째, 신체의 감각기에서 받아들인 정보가 말초신경의 신경섬유를 따라 척수나 뇌간으로 이어집니다. 척수 단면에서 보듯이, 감각신경로로서 가장 등쪽에서 얇은 다발(박속)과 쐐기다발(설상속)이 후섬유단을 형성합니다. 후섬유단은 말초신경에서 전해진 분별촉각, 진동감각, 고유수용감각 등을 전달합니다.
둘째, 척수에 도착한 감각정보는 시상까지 전달되어야 하는데 또 다른 신경섬유를 따라 같은 쪽으로 혹은 교차 후 반대쪽으로 올라갑니다. 척수로부터 상위 구조까지 연결되는 신경섬유는 흔히 '척수+ㅇㅇ로'라고 일컫습니다. 예컨대, 외측척수시상로와 전척수시상로는 척수부터 시상까지 연결되며, 신체 모든 부위(피부, 근육, 힘줄, 장기 등)에서 느껴지는 통각, 온도감각, 비분별촉각 정보를 전달합니다. 한편, 후척수소뇌로와 전척수소뇌로는 척수에서 소뇌로 연결되는 경로이며, 소뇌를 통하여 자율적인 운동의 조절에 관여하는 무의식적 고유감각 정보를 전달합니다.
셋째, 시상까지 전달된 감각정보는 또 다른 신경섬유를 통하여 대뇌피질로 전해집니다. 시상은 후각을 제외한 모든 감각을 대뇌피질로 중계하는 역할을 합니다. 예컨대, 시각은 시상의 외측무릎체를 거치고, 청각은 내칙무릎체를 거쳐 대뇌피질의 감각영역으로 갑니다. 이처럼 시상에서 대뇌피질의 감각영역으로 가는 경로를 시상피질로라고 합니다. 한편, 뇌(간)을 통하여 대뇌피질로 연결되는 감각신경로는 뇌신경과 관련된 감각신경핵을 거쳐 구체적인 기능을 담당하는 뇌의 중추까지 이어집니다.
5. 운동섬유
대뇌피질로부터 하행하는 운동섬유는 피질부터 척수까지 이어지는 피질척수로 피질부터 뇌간까지 이어지는 피질뇌간로 등을 포함합니다. 대뇌피질의 일차운동영역부터 시작된 운동섬유가 뇌간이나 척수까지 이어지기 위하여 내포를 거치는 것을 보여 줍니다.
(출처: 전공서적, 언어병리학의신경해부)